Сплавы на основе цинка

Цинк является одним из важных металлов для изготовления бижутерии. Застежки, молнии, пуговицы, элементы недорогих бус, декоративные накладки на подарочные папки и ружья, личные украшения (цепочки), ювелирные шкатулки и пр. выполняются из цинковых сплавов. В чистом виде цинк применяется для антикоррозионных и декоративных покрытий.

Механические свойства цинка характеризуются следующими средними показателями: о_в = 15 кГ/мм², 5 = 20%, i = 70% и НВ = 30 кГ/мм².

Сплавы на основе цинка применяют для получения художественных и ювелирных отливок литьем под давлением и в кокиль.

Согласно диаграмме состояния системы Zn—А1, приведенной на рис. 10.1 первичными кристаллами являются твердый раствор алюминия в цинке ((3-фаза), а эвтектикой — смесь кристаллов, а и (3 (а-твердый раствор цинка в алюминии). Однако при медленном охлаждении a-фаза при температуре 270 °C распадается с образованием эвтектоида: а —" otj + (3, где otj является также твердым раствором цинка в алюминии, но содержит в своем составе 27% Zn. Фаза, а имеет состав: 79% Zn и 21% А1.

Необходимо указать, что если быстрым охлаждением удается предотвратить распад a-твердого раствора, то в силу неустойчивого его состояния при обычных температурах происходит распад уже в готовых изделиях. Этот процесс часто называют естественным старением. При старении происходит изменение свойств и линейных размеров отливок. Последнее характерно для цинко-магниевых сплавов, а в цинко-алюминиевых и цинко-медных сплавах изменение линейных размеров не наблюдается. Двойной сплав цинка с алюминием имеет структуру, показанную на рис. 10.2.

Из других сплавов для ювелирного и художественного литья следует выделить бинарный сплав Zn—Си и тройной сплав для литья под давлением с 4% А1, 3% Си, 0,1% Mg, остальное — Zn. Сплав Zn—Си выгодно отличается от сплава Zn—А1 тем, что в нем не наблюдается старение при тех же литейных свойствах. Однако он имеет более низкие механические свойства. Тройной цинковый сплав для литья под давлением с 4% А1, 3% Си, 0,1% Mg имеет наиболее высокие механические свойства и лучшие литейные качества по сравнению с другими цинковыми сплавами.

по.

Рис. 10.1. Диаграмма состояния Zn—AI.

Рис. 10.2. Микроструктура сплава цинка с 4% алюминия.

Видны светлые первичные кристаллы p-твердого раствора и эвтектика, а + Р.

(темное поле) Цинковые припои в основном используют для пайки алюминиевых сплавов. Хорошо оправдал себя припой, представляющий сплав цинка с 40% кадмия. Этот сплав имеет температуру плавления 266 °C, временное сопротивление 100 МПа и относительное удлинение 5%.

Припой является заэвтектическим сплавом системы кадмий — цинк, структура которого состоит из первичных кристаллов Р-твердого раствора кадмия в цинке и эвтектики (а + Р), где, а — твердый раствор цинка в кадмии.

in.

Диаграмма состояния приведена на рис. 10.3.

Вопросы для самоконтроля.

• 1. Для чего используют сплавы на основе цинка?
• 2. Каким методом литья получают изделия из цинко-алюминиевых сплавов?
• 3. Для чего используют сплав цинка (60%) с кадмием (40%) ?