Литейные сплавы алюминий-цинк-магний

Алюминиевые сплавы бывают деформируемыми и литейными. Исходные слитки деформируемых сплавов подвергают обработке методами обработки металлов давлением – прокатки, прессования (экструзии) или ковки.

И деформируемые, и литейные алюминиевые сплавы имеют, в принципе, одни и те же легирующие элементы. Однако в деформируемых сплавах их содержание намного меньше, чем в литейных. Основными легирующими элементами являются магний, медь, кремний и цинк. Другие легирующие элементы – вспомогательные и модифицирующие – применяют для улучшения физических и механических свойств отливок из литейных алюминиевых сплавов.

Литейные сплавы алюминий-цинк-магний

Алюминиевые литейные сплавы, легированные цинком и магнием, термически упрочняются в процессе обычного вылеживания, то есть естественного старенения. При этом максимальная прочность достигается через 20-30 суток после разливки и при выдержке при комнатной температуре. Это процесс упрочнения может быть ускорен искусственным старением.

В принципе для достижения оптимальных свойств эти сплавы не требуют высокой температуры нагрева под закалку и резкого охлаждения как другие термически упрочняемые сплавы, например, сплав алюминий-медь и алюминий-кремний-магний. Однако из-за проблем в этих сплавах с микросегрегацией фазы магний-цинк обычно их подвергают быстрому затвердеванию.

Алюминиевые литейные сплавы серии 7хх.х

По американской классификации эти сплавы относятся к серии 7хх.х. Они имеют прочностные свойства от средних до высоких. Путем отжига обеспечивается хорошая стабильность размеров. Эвтектическая точка сплавов этой группы является высокой, что благоприятно для деталей, которые подвергаются пайке. Эти сплавы имеют хорошую механическую обрабатываемость. Для них характерна высокая коррозионная стойкость при некоторой склонности к коррозии под напряжением. Их не рекомендуют для применения при повышенных температурах. Прочностные свойства этих сплавов повышаются при комнатной в течение нескольких недель после разливки в результате упрочнения по механизму выделения вторичной фазы. Этот процесс продолжается и после нескольких недель, но уже с уменьшающейся скоростью. К сплавам 707.0, 771.0 и 772.0 могут применяться термические обработки типа Т6 и Т7.

Литейные свойства

Литейные свойства литейных алюминиевых сплавов системы алюминий-цинк-магний весьма посредственные. Поэтому для получения хороших отливок требуется жесткий контроль условий затвердевания. Чтобы предотвратить усадочные дефекты применяют охлаждение с умеренными и высокими температурными градиентами. Чаще для этих сплавов применяют литье в песчаные формы, а при литье в постоянные формы можно столкнуться со значительными трудностями.

Литейный алюминиевый сплав 771.0

Химический состав

Формула сплава: 7Zn-0,9Mg-0,13Cr

Химический состав:

• медь: 0,10 % макс.;
• магний: 0,8-1,0 %;
• марганец: 0,10 % макс.;
• кремний: 0,15 % макс.;
• железо: 0,15 % макс.;
• хром: 0,06-0,20 %;
• цинк: 6,5-7,5 %;
• олово: 3,5 % макс. ;
• титан: 0,10-0,20 %;
• другие: 0,05 % каждого, 0,15 % в сумме макс.;
• алюминий: остальное.

Свойства: механические и физические

Типичные механические свойства (Т5):

• прочность на растяжение: 290 МПа;
• предел текучести: 260 МПа;
• относительное удлинение: 1,5 %;
• модуль упругости: 71,0 ГПа.

Физические свойства:

• плотность: 2,823 г/см³;
• температура ликвидус: 645 ºС;
• температура солидус: 605 ºС.

Термическая обработка

Этот сплав можно термически обрабатывать на состояния Т2, Т5, Т51, Т52 и Т71

Термическая обработка на состояние Т5:

• выдержка при 180 ºС в течение 3-5 часов;
• охлаждение вне печи на спокойном воздухе.

Термическая обработка на состояние Т51:

• выдержка при 205 ºС в течение 6 часов;
• охлаждение вне печи на спокойном воздухе.

Термическая обработка на состояние Т6:

• выдержка при 580-595 ºС в течение 6 часов;
• охлаждение вне печи на спокойном воздухе до комнатной температуры;
• старение путем выдержки в течение 3 часов при температуре 130 ºС;
• охлаждение на спокойном воздухе.

Механическая обработка

Сплав 771.0 в состоянии Т5 имеет хорошую стабильность и обрабатываемость резанием. Его можно фрезеровать в 5 раз быстрее, а сверлить в 2 раза быстрее, чем такие сплавы как 356.0 и 319.0.

Сварка

Может свариваться газовой дуговой сваркой вольфрамовым или металлическим электродом с применением алюминиевого сварочного сплава 5356. В зависимости от термического состояния отливки после сварки может возникнуть необходимость специальной термической обработки.

В состоянии Т5 сварку не производят. Для последующей сварки производят термическую обработку на состояние Т51.

Фазовая диаграмма алюминий-цинк

Источники:

Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996

Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes And Applications – J. Gilbert Kaufman, Elwin L. Rooy

Как отличить цинк от алюминия

Отличить алюминий от других металлов легко благодаря его легкости. Металл относится к широко распространенным, востребован в промышленной и пищевой промышленности. Отличить цинк от алюминия самостоятельно не составит труда. Для этого достаточно владеть необходимыми знаниями и методиками. Предлагаем ознакомиться с ними подробнее.

Как отличить цинк от алюминия?

Альтернативными вариантами, позволяющими ответить на вопрос как отличить цинк от алюминия, доступными в домашних условиях, являются следующие.

1. Распознавание по физико-химическим характеристикам

Минимальных школьных знаний достаточно для определения состава и разновидности элемента. Алюминий имеет серебристый оттенок, малый вес, гибкий. Цинк имеет голубоватый оттенок, тяжелей предыдущего материала, при обычных условиях не гнется. Хрупкий, быстро ломается.

1. Определение по параметрам плотности

Для определения разновидности металла по плотности понадобится мерный цилиндр и вода. Суть методики заключается в постепенном погружении изделия в жидкость. При погружении тела в воду происходит высвобождение определенного количества жидкости. Применение простейшей физической формулы позволяет вычислить плотность материала. Остальное остается за табличными данными. Если полученный показатель близок к 2,7/мл, значит перед вами стопроцентный алюминий.

1. Распознавание металла магнитом

Многим элементом свойственно притягивание магнитом. Однако, это свойство не применимо к Al. Поэтому для определения качественных характеристик достаточно к изделию поднести магнит. Если металл никаким образом не отреагирует, и он имеет серебристый оттенок, значит перед вами алюминий.

Единственным отрицательным моментом методики является невозможность выделения сплав. Если в нем содержится большое количество алюминия, магнит также на него не окажет воздействия. Поэтому для определения чистоты сплава придется использовать дополнительные методики.

1. Тестирование по параметрам теплопроводности

Параметры теплопроводности алюминия намного выше, чем у других элементов таблицы Менделеева. Поэтому одинаковый объем жидкости при одинаковых условиях в алюминиевой посуде доводится до кипения намного быстрее. Максимальная температура плавления Al составляет 660 градусов.

1. Распознавание алюминия химическими методами

Определить Al легко. Достаточно на предварительно очищенную поверхность нанести щелочь. Через некоторое время поверхность окислится, что можно будет увидеть визуально.

Аналогичная реакция происходит при воздействии на металл кислоты, в том числе  и сока лимона. Агрессивное воздействие кислоты проявляется появлением темно-серых пятен, нарушающих внешний вид изделия.

Отличие алюминия от сплавов на их основе

Чтобы найти различия между алюминием сплавами на его основе потребуется проведение лабораторных исследований. Однако, Кулибины нашли несколько способов, которые можно использовать самим, в домашних условиях.

При механическом воздействии на дюраль, от сплава не исходит высокого частотного звона. Удар по Al провоцирует появление звонких частот, обладает особым блеском, благодаря котором можно увидеть собственное отражение.

Вторым способом определения наличия дополнительных элементов в составе алюминия является проверка его перекисью водорода. При нанесении на поверхностный слой нескольких капель перекиси водорода сплав начнет изменять цвет в сторону потемнения, чего нельзя сказать про алюминий.

Более точно определить состав изделия можно посредством проведения экспертизы профессиональными экспертами.

Заключение

Несмотря на схожесть между металлами, определить, где какой легко. Многочисленные методики подтверждают, что самым популярным из них является определение изделия по весу. Различить изделия между собой поможет масса и цвет. Серебристый алюминий намного легче цинка. Если вы сомневаетесь, предлагаем воспользоваться другими, вышеуказанными методиками.

Преимущества добавления алюминия в цинковые сплавы

11.03.2020

Компания Belmont Metals предлагает сплавы цинка, которые прекрасно подходят для пайки, литья под давлением и использования в качестве антикоррозионного покрытия. Цинк часто сплавляют с другими металлами для повышения его прочности и термостойкости.

Свойства чистых форм цинка

Чистые формы цинка часто используются для литья под давлением большого количества мелких деталей из-за его высокого удельного веса, но он не является предпочтительным для многих других видов применения, поскольку считается слабый металл, который имеет до 50 процентов меньше прочности на растяжение, чем сталь. Он также считается хрупким и становится податливым только при температуре от 212 до 302 градусов по Фаренгейту. Важно понимать, что более высокие температуры не увеличивают пластичность цинка, вместо этого он снова становится хрупким. Цинк обладает высокими электрохимическими свойствами и отлично подходит для использования в батареях, а также для цинкования.

8 Преимущества добавления алюминия для создания цинковых сплавов

Чтобы уменьшить отрицательные свойства цинка, такие как его низкая прочность на растяжение и хрупкость, его часто комбинируют с определенным процентным содержанием алюминия. Здесь, в Belmont Metals, мы предлагаем цинковые сплавы с содержанием алюминия от 1 до 15 процентов. Когда алюминий добавляется к цинку, сплав дает несколько преимуществ при обработке и производстве, в том числе:

1. Снижение потребности в сборке деталей, поскольку сплавы цинка можно отливать под давлением как единое целое, что может сократить производственный процесс. часы.
2. Для некоторых применений требуется меньше материала, что снижает стоимость материала на единицу.
3. Накладные расходы на процесс обработки значительно снижаются при использовании сплавов цинка из-за снижения необходимости выполнения процессов чистовой обработки.
4. Снижается потребность в техническом обслуживании и переоснащении, и можно производить большее количество деталей до того, как потребуется техническое обслуживание машины.
5. Цинк Алюминиевые сплавы делают отличные подшипники из-за снижения потребности во втулках и изнашиваемых вставках.
6. Сплавы обладают высокой теплопроводностью, высоким пределом прочности и пределом текучести.
7. Сплавы устойчивы к коррозии и искробезопасны, что повышает безопасность и долговечность.
8. Компоненты, изготовленные из сплавов цинка, пригодны для вторичной переработки и экологически безопасны, что помогает сократить количество отходов, отправляемых на свалки.

Приобретение алюминиево-цинковых сплавов у Belmont Metals

Если вы думаете об увеличении производства и снижении накладных расходов с помощью цинковых сплавов, мы можем вам помочь. Мы предлагаем несколько различных типов цинко-алюминиевых сплавов, в том числе цинко-алюминиевые сплавы для пайки и слаш-сплавы, содержащие 95 процентов цинка и от 1 до 5 процентов алюминия и правильного цинкового сплава товарного качества, который состоит из 85 процентов цинка и 15 процентов алюминия, а также других типов цинковых сплавов.

Чтобы узнать больше о наших цинковых сплавах и приобрести их, позвоните нам по телефону 718-342-4900 или посетите наш интернет-магазин. Мы можем выполнять маленькие или большие заказы.

Свяжитесь с нами

Преимущества и свойства ZA-27 | Цинк-алюминиевые сплавы и литье под давлением

Цинк
Инжиниринг
Алюминий
Литье под давлением

Цинк-алюминиевые сплавы были впервые представлены для гравитационного литья, но в настоящее время пользуются спросом в качестве материалов для литья под высоким давлением в холодной камере. С цинком в качестве основного металла ZA-27 состоит из 27 процентов алюминия и 2,2 процента меди. Сплавы ZA имеют более высокие концентрации алюминия, чем традиционные цинковые сплавы, и обладают непревзойденными несущими свойствами — ZA-27 имеет самое высокое содержание алюминия из всех трех сплавов ZA. Эта комбинация цинка и алюминия серебристого цвета легкая, плотная и лучше всего подходит для применений, требующих оптимальной прочности.

Преимущества ZA-27

ZA-27 предлагает множество преимуществ и решений для различных проектов литья под давлением. Он известен не только своей износостойкостью и высокими прочностными характеристиками, но и другими особыми преимуществами ZA-27, в том числе:

• Высокая прочность на растяжение и предел текучести
• Коррозионная стойкость
• Искробезопасный
• Твердость
• Хорошие свойства подшипника и ползучести
• Легкий
• Легкая обрабатываемость
• Теплопроводность
• Увеличенный срок службы инструмента
• Экологически чистый, пригодный для вторичной переработки

ZA-27 Области применения

ZA-27 является недооцененным металлом для использования в литейном производстве. Он в три раза прочнее обычного литого алюминия и может иметь предел прочности на растяжение серого чугуна. В Dynacast мы добились больших успехов при литье ZA-27. Одному из наших клиентов — производителю средств безопасности — требовалась большая прочность, чем та, которую могут предложить стандартные алюминиевые сплавы. Наша команда инженеров спроектировала деталь с использованием ZA-27 и добилась необходимой максимальной прочности без поломок.

ZA-27 можно использовать для различных проектов, но лучше всего он применяется в подшипниках. Он легко обрабатывается, а отливки легко полируются, покрываются металлом, окрашиваются или анодируются. Благодаря высокой температуре плавления ZA-27 подходит для проектов с рабочей температурой ~150 градусов Цельсия. Искробезопасные характеристики ZA-27 дают ему возможность действовать как естественный подшипник, что неизбежно обеспечивает экономию средств, а также преимущества в обслуживании и надежности по сравнению с другими литыми металлами, что отлично подходит для автомобильной промышленности. Другие отрасли, использующие ZA-27, включают:

• Аэронавтика
• Сельскохозяйственная техника
• Строительство и строительство
• Общее машиностроение
• Текстильное оборудование

Попробуйте наш инструмент динамического выбора металла , чтобы сравнить механические и физические свойства различных сплавов.