Zamak

ZAMAK （或 Zamac ，以前的商标为 MAZAK ^[1] ）是一个合金家族，其基体金属为锌，合金元素为铝、镁和铜。

Zamak 锭

Zamak 合金是锌铝合金系列的一部分；它们与其他 ZA 合金的区别在于其恒定的 4% 铝成分。 ^[2]

Zamak 是组成合金的金属的德国名称的首字母缩写词：锌（zinc）、铝、镁和铜 （copper）。 ^[2]New Jersey Zinc 于 1929 年开发了 Zamak 合金。

最常见的锌合金是 Zamak 3。除此之外，Zamak 2、Zamak 5 和 Zamak 7 也在商业上使用。 ^[2]这些合金最常见的用途是压铸。 ^[2] Zamak 合金（特别是#3 和#5）经常用于旋转铸造行业。

由于合金中存在的杂质，早期锌压铸材料的一个大问题是锌害虫。 ^[3] Zamak 通过使用纯度为 99.99% 的金属锌避免了这种情况，这种金属由 New Jersey Zinc 在冶炼过程中使用回流器生产。

Zamak 可以很好地电镀、湿涂和铬酸盐转化涂层。 ^[4]

Mazak

1930 年代初期，英国的莫里斯·阿什比 ( Morris Ashby ) 获得了新泽西公司的 zamak 合金的许可。纯度为 99.99% 的回流锌在英国无法获得，因此他们获得了使用当地可得到的纯度为 99.95% 的电解精炼锌制造合金的权利。这类合金被命名为 Mazak ，如此命名的原因一部分是为了将它与 zamak 区分开来，另一部分是为了将其与 Morris Ashby 的首字母区分开来。 1933 年， National Smelting 获得了回流器专利的许可，目的是在他们位于 Avonmouth 的工厂中使用它来生产 99.99% 的锌。 ^[5]

标准

锌合金化学成分标准由下列标准按国家/地区定义：

每个国家/地区的锌合金标准^[6]

国家	锌锭	锌铸件
欧洲	EN1774	EN12844
美国	ASTM B240	ASTM B86
日本	JIS H2201	JIS H5301
澳大利亚	AS 1881 - SAA H63	AS 1881 - SAA H64
中国	GB 8738-88	-
加拿大	CSA HZ3	CSA HZ11
国际标准	ISO 301	-

Zamak 根据标准和/或国家有许多不同的名称：

Zamak 合金在不同地区的名称

Traditional name	Short composition name	Form	Common	ASTM^†	Short European designation	JIS	China	UK BS 1004	France NFA 55-010^[7]	Germany DIN 1743-2^[7]	UNS	Other
Zamak 2^[8]^[9] or Kirksite^[10]	ZnAl4Cu3^[11]	Ingot	Alloy 2^[8]^[9]	AC 43A^[8]^[9]	ZL0430^[11]	-	ZX04^[12]	-	Z-A4U3^[11]	Z430^[11]	Z35540^[9]	ZL2, ZA-2, ZN-002^[13]
		Cast			ZP0430		-				Z35541^[8]	ZP2, ZA-2, ZN-002^[13]
Zamak 3^[8]^[9]	ZnAl4^[11]	Ingot	Alloy 3^[8]^[9]	AG 40A^[8]^[9]	ZL0400^[11]	Ingot type 2^[14]	ZX01^[12]	Alloy A^[11]	Z-A4^[11]	Z400^[11]	Z35521^[9]	ZL3, ZA-3, ZN-003^[13]
		Cast			ZP0400	ZDC2^[15]	-				Z33520^[8]	ZP3, ZA-3, ZN-003^[13]
Zamak 4^[16]		Ingot	Used in Asia only									ZA-4, ZN-004^[13]
Zamak 5^[8]^[9]	ZnAl4Cu1^[11]	Ingot	Alloy 5^[8]^[9]	AC 41A^[8]^[9]	ZL0410^[11]	Ingot type 1^[14]	ZX03^[12]	Alloy B^[11]	Z-A4UI^[11]	Z410^[11]	Z35530^[9]	ZL5, ZA-5, ZN-005^[13]
		Cast			ZP0410	ZDC1^[15]	-				Z35531^[8]	ZP5, ZA-5, ZN-005^[13]
Zamak 7^[8]^[9]	ZnAl4Ni^[12]	Ingot	Alloy 7^[8]^[9]	AG 40B^[8]^[9]	-	-	ZX02^[12]	-	-	-	Z33522^[9]	ZA-7, ZN-007^[13]
		Cast					-				Z33523^[8]
^†color of the cell is the color of the material designated by ASTM B908.^[2]

短欧洲名称代码分解如下（以 ZL0430 为例）： ^[11]

• Z是材料（Z=锌）
• P是用途（P=压铸（铸件），L=Ingot）
• 04 是铝的百分比（04= 4% 铝）
• 3 是铜的百分比（3= 3% 铜）

Zamak 2

Zamak 2 的成分与 Zamak 3 相同，但添加了 3% 的铜以增加 20% 的强度，这也提高了价格。 Zamak 2 在所有的 Zamak 合金系列中具有最大的强度。随着时间的推移，它比其他合金更能保持其强度和硬度；然而，它变得更脆、弹性更小。 ^[17]

当重力铸造用作模具时，Zamak 2 也称为Kirksite 。 ^{[2] [18]}它最初是为小批量钣金模具设计的。 ^{[19] [20]}后来它因制造短期注塑模具而受到欢迎。 ^[19]它也不太常用于金属旋压的无火花工具和心轴。

每个标准的 Zamak 2 成分

		合金元素			杂质
标准	限制	铝	铜	镁	铅	鎘	锡	铁	鎳	硅	銦	铊
ASTM B240 ^[21] （锭）	最小值	3.9	2.6	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	2.9	0.05	0.004	0.003	0.002	0.075	-	-	-	-
ASTM B86 ^[22] （铸造）	最小值	3.5	2.6	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	2.9	0.05	0.005	0.004	0.003	0.1	-	-	-	-
EN1774 ^[23] （锭）	最小值	3.8	2.7	0.035	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.2	3.3	0.06	0.003	0.003	0.001	0.02	0.001	0.02	-	-
EN12844 ^[24] （铸件）	最小值	3.7	2.7	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	3.3	0.06	0.005	0.005	0.002	0.05	0.02	0.03	-	-
GB8738-88 ^[12]	最小值	3.9	2.6	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	3.1	0.06	0.004	0.003	0.0015	0.035	-	-	-	-

Zamak 2 合金性能^[17]

指标名称	公制值	英制值
机械性能
极限抗拉强度	397 MPa (331 MPa aged)	58,000 psi
屈服强度（0.2% 偏移）	361 MPa	52,000 psi
冲击强度	38 J (7 J aged)	28 ft-lbf (5 ft-lbf aged)
F最大延伸率	3% (2% aged)
断裂延伸率	6%
剪切强度	317 MPa	46,000 psi
抗压屈服强度	641 MPa	93,000 psi
疲劳强度（反向弯曲 5x10 ^8个循环）	59 MPa	8,600 psi
硬度	130 Brinell (98 Brinell aged)
弹性模量	96 GPa	14,000,000 psi
物理性质
凝固范围（熔化范围）	379—390 °C	714—734 °F
密度	6.8 kg/dm^3	0.25 lb/in^3
热膨胀系数	27.8 μm/m-°C	15.4 μin/in-°F
导热系数	105 W/m-K	729 BTU-in/hr-ft^2-°F
电阻率	6.85 μΩ-cm at 20 °C	2.70 μΩ-in at 68 °F
潜热（熔化热）	110 J/g	4.7x10^−5 BTU/lb
比热容	419 J/kg-°C	0.100 BTU/lb-°F
摩擦系数	0.08

KS

KS 合金是为旋转铸造装饰件而开发的。它具有与 zamak 2 相同的成分，只是含有更多的镁，以产生更细的颗粒并减少橘皮效应。 ^[25]

KS 成分^[25]

		合金元素			杂质
标准	限制	铝	铜	镁	铅	鎘	锡	铁	镍	硅	铟	铊
Nyrstar	最小值	3.8	2.5	0.4	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.2	3.5	0.6	0.003	0.003	0.001	0.020	-	-	-	-

KS 性能指标^[25]

指标名称	公制值	英制值
机械性能
极限抗拉强度	< 200 MPa	< 29,000 psi
屈服强度（0.2% 偏移）	< 200 MPa	< 29,000 psi
延伸	< 2%
硬度	150 Brinell max
物理性质
凝固范围（熔化范围）	380—390 °C	716—734 °F
密度	6.6 g/cm^3	0.25 lb/in^3
热膨胀系数	28.0 μm/m-°C	15.4 μin/in-°F
导热系数	105 W/m-K	729 BTU-in/hr-ft^2-°F
电导率	25% IACS
比热容	419 J/kg-°C	0.100 BTU/lb-°F
摩擦系数	0.08

Zamak 3

Zamak 3 是 zamak 系列锌合金的业界标准；所有其他锌合金都与此进行比较。 Zamak 3 具有 Zamak 合金的基础成分（96% 锌，4% 铝）。它具有优良的可铸性和长期的尺寸稳定性。超过 70% 的北美锌压铸件由 Zamak 3 制成。 ^[2]

Zamak 3 标准成分

		合金元素			杂质
标准	限制	Al	Cu^†	Mg	Pb	Cd	Sn	Fe	Ni	Si	In	Tl
ASTM B240^[21] (Ingot)	最小值	3.9	-	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.1	0.05	0.004	0.003	0.002	0.035	-	-	-	-
ASTM B86^[22] (Cast)	最小值	3.5	-	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.25	0.05	0.005	0.004	0.003	0.1	-	-	-	-
EN1774^[23] (Ingot)	最小值	3.8	-	0.035	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.2	0.03	0.06	0.003	0.003	0.001	0.02	0.001	0.02	-	-
EN12844^[24] (Cast)	最小值	3.7	-	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.1	0.06	0.005	0.005	0.002	0.05	0.02	0.03	-	-
JIS H2201^[14] (Ingot)	最小值	3.9	-	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.03	0.06	0.003	0.002	0.001	0.075	-	-	-	-
JIS H5301^[15] (Cast)	最小值	3.5	-	0.02	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.25	0.06	0.005	0.004	0.003	0.01	-	-	-	-
AS1881^[26]	最小值	3.9	-	0.04	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.03	0.06	0.003	0.003	0.001	0.05	-	0.001	0.0005	0.001
GB8738-88^[12]	最小值	3.9	-	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.1	0.06	0.004	0.003	0.0015	0.035	-	-	-	-
^†杂质

Zamak 3 性能指标^[4]

指标名称	公制值	英制值
机械性能
极限抗拉强度	268 MPa	38,900 psi
屈服强度（0.2% 偏移）	208 MPa	30,200 psi
冲击强度	46 J (56 J aged)	34 ft-lbf (41 ft-lbf aged)
F最大延伸率	3%
断裂延伸率	6.3% (16% aged)
剪切强度	214 MPa	31,000 psi
抗压屈服强度	414 MPa	60,000 psi
疲劳强度（反向弯曲 5x10 ^8个循环）	48 MPa	7,000 psi
硬度	97 Brinell
弹性模量	96 GPa	14,000,000 psi
物理性质
凝固范围（熔化范围）	381—387 °C	718—729 °F
密度	6.7 g/cm^3	0.24 lb/in^3
热膨胀系数	27.4 μm/m-°C	15.2 μin/in-°F
导热系数	113 W/mK	784 BTU-in/hr-ft^2-°F
电阻率	6.37 μΩ-cm at 20 °C	2.51 μΩ-in at 68 °F
潜热（熔化热）	110 J/g	4.7x10^−5 BTU/lb
比热容	419 J/kg-°C	0.100 BTU/lb-°F
摩擦系数	0.07

Zamak 4

Zamak 4 是为亚洲市场开发的，旨在减少芯片焊接的影响，同时保持 Zamak 3 的延展性。这一特性是通过含有来自 zamak 5 成分的一半量的铜来实现的。 ^[27]

Zamak 4 标准成分

		合金元素			杂质
标准	限制	铝	铜	镁	铅	鎘	锡	铁	鎳	硅	銦	铊
Ningbo Jinyi Alloy Material Co.^[28]	最小值	3.9	0.3	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.5	0.06	0.003	0.002	0.002	0.075	-	-	-	-

Zamak 4 标准成分

指标名称	公制值	英制值
机械性能^[29]
极限抗拉强度	317 MPa	46,000 psi
屈服强度（0.2% 偏移）	221—269 MPa	32,000—39,000 psi
冲击强度	61 J (7 J aged)	45 ft-lbf (5 ft-lbf aged)
延伸	7%
剪切强度	214—262 MPa	31,000—38,000 psi
抗压屈服强度	414—600 MPa	60,000—87,000 psi
疲劳强度（旋转弯曲 5x10 ^8个循环）	48—57 MPa	7,000—8,300 psi
硬度	91 Brinell
物理性质^[30]
凝固范围（熔化范围）	380—386 °C	716—727 °F
密度	6.6 g/cm^3	0.24 lb/in^3
热膨胀系数	27.4 μm/m-°C	15.2 μin/in-°F
导热系数	108.9—113.0 W/m-K @ 100 °C	755.6—784.0 BTU-in/hr-ft^2-°F @ 212 °F
电导率	26-27% IACS
比热容	418.7 J/kg-°C	0.100 BTU/lb-°F

Zamak 5

Zamak 5 的成分与 Zamak 3 相同，但添加了 1% 的铜以增加强度（大约 10% ^[17] ）、硬度和耐腐蚀性，但会降低延展性。 ^[31]它的尺寸精度也较低。 ^[31] Zamak 5 在欧洲更为常用。 ^[2]

Zamak 5 标准成分

		合金元素			杂质
标准	限制值	Al	Cu	Mg	Pb	Cd	Sn	Fe	Ni	Si	In	Tl	Zn
ASTM B240^[21] (Ingot)	最小值	3.9	0.75	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.25	0.06	0.004	0.003	0.002	0.075	-	-	-	-
ASTM B86^[22] (Cast)	最小值	3.5	0.75	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.25	0.06	0.005	0.004	0.003	0.1	-	-	-	-
EN1774^[23] (Ingot)	最小值	3.8	0.7	0.035	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.2	1.1	0.06	0.003	0.003	0.001	0.02	0.001	0.02	-	-
EN12844^[24] (Cast)	最小值	3.7	0.7	0.025	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.2	0.06	0.005	0.005	0.002	0.05	0.02	0.03	-	-
JIS H2201^[14] (Ingot)	最小值	3.9	0.75	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.25	0.06	0.003	0.002	0.001	0.075	-	-	-	-
JIS H5301^[15] (Cast)	最小值	3.5	0.75	0.02	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.25	0.06	0.005	0.004	0.003	0.01	-	-	-	-
AS1881^[26]	最小值	3.9	0.75	0.04	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.25	0.06	0.003	0.003	0.001	0.05	-	0.001	0.0005	0.001
GB8738-88^[12]	最小值	3.9	0.7	0.03	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	1.1	0.06	0.004	0.003	0.0015	0.035	-	-	-	-

Zamak 5 性能指标^[31]

指标名称	公制值	英制值
机械性能
极限抗拉强度	331 MPa (270 MPa aged)	48,000 psi (39,000 psi aged)
屈服强度（0.2% 偏移）	295 MPa	43,000 psi
冲击强度	52 J (56 J aged)	38 ft-lbf (41 ft-lbf aged)
F最大延伸率	2%
断裂延伸率	3.6% (13% aged)
剪切强度	262 MPa	38,000 psi
抗压屈服强度	600 MPa	87,000 psi
疲劳强度（反向弯曲 5x10 ^8个循环）	57 MPa	8,300 psi
硬度	91 Brinell
弹性模量	96 GPa	14,000,000 psi
物理性质
凝固范围（熔化范围）	380—386 °C	716—727 °F
密度	6.7 kg/dm^3	0.24 lb/in^3
热膨胀系数	27.4 μm/m-°C	15.2 μin/in-°F
导热系数	109 W/mK	756 BTU-in/hr-ft^2-°F
电阻率	6.54 μΩ-cm at 20 °C	2.57 μΩ-in at 68 °F
潜热（熔化热）	110 J/g	4.7x10^−5 BTU/lb
比热容	419 J/kg-°C	0.100 BTU/lb-°F
摩擦系数	0.08

Zamak 7

Zamak 7 的镁含量低于 Zamak 3，以增加流动性和延展性，这在铸造薄壁部件时特别有用。为了减少晶间腐蚀，添加了少量的镍，并且对杂质进行了更严格的控制。 ^[2]

Zamak 7 成分符合标准

		合金元素			杂质
标准	限制	铝	铜^†	镁	铅	鎘	锡	铁	鎳^‡	硅	銦	铊
ASTM B240 ^[21] （锭）	最小值	3.9	-	0.01	-	-	-	-	-	-	-	-
	最大值	4.3	0.1	0.02	0.002	0.002	0.001	0.075	-	-	-	-
ASTM B86 ^[22] （铸造）	最小值	3.5	-	0.005	-	-	-	-	0.005	-	-	-
	最大值	4.3	0.25	0.02	0.003	0.002	0.001	0.075	0.02	-	-	-
GB8738-88 ^[12]	最小值	3.9	-	0.01	-	-	-	-	0.005	-	-	-
	最大值	4.3	0.1	0.02	0.002	0.002	0.001	0.075	0.02	-	-	-
^†杂质^‡合金元素

Zamak 7 性能指标^[32]

指标名称	公制值	英制值
机械性能
极限抗拉强度	285 MPa	41,300 psi
屈服强度（0.2% 偏移）	285 MPa	41,300 psi
冲击强度	58.0 J	42.8 ft-lbf
断裂延伸率	14%
剪切强度	214 MPa	31,000 psi
抗压屈服强度	414 MPa	60,000 psi
疲劳强度（反向弯曲 5x10 ^8个循环）	47.0 MPa	6,820 psi
硬度	80 Brinell
物理性质
凝固范围（熔化范围）	381—387 °C	718—729 °F
热膨胀系数	27.4 μm/m-°C	15.2 μin/in-°F
导热系数	113 W/m-K	784 BTU-in/hr-ft^2-°F
电阻率	6.4 μΩ-cm	2.5 μΩ-in
比热容	419 J/kg-°C	0.100 BTU/lb-°F
铸造温度	395—425 °C	743—797 °F

用途

Zamak 合金的常见用途包括电器、浴室装置和压铸玩具。 ^[33] Zamak 合金也用于制造一些枪支。

相关条目

• 坩锅金属
• 巴氏合金（合金）
• 锌铝合金
• 锌害虫

参考

1. Zamak Latest Status Info, [2008-03-02], （原始内容于2012-02-13） 
2. Diecasting Alloys, [2008-03-02], （原始内容于2008-12-25）  引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次 引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次 引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次 引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次 引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次 引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次 引用错误：带有name属性“eazall”的<ref>标签用不同内容定义了多次
3. Wanhill, R.J.H.; Hattenberg, T., (PDF), National Aerospace Laboratory NLR, May 2005, NLR-TP-2005-205, （原始内容 (PDF)存档于2011-07-16）. 
4. ZL3/ZL0400/ZnAl4 (Zamak 3), [2008-02-29], （原始内容于2008-03-10）  引用错误：带有name属性“zamak3”的<ref>标签用不同内容定义了多次
5. Cocks, E.J.; Walters, B., A History of the Zinc Smelting Industry in Britain, Harrap, 1968, ISBN 0-245-59377-2. 
6. World wide zinc die casting standards, Nyrstar, [2008-02-25], （原始内容于2008-03-12） .
7. 引用错误：没有为名为note1的参考文献提供内容
8. ASTM B86-04e2 (PDF), 2004-10-01 [2008-02-10], （原始内容 (PDF)于2016-02-22） 
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外部链接

• 锌合金的通用术语^{[失效連結]}
• 锌压铸合金指南 （页面存档备份，存于互联网档案馆）