一、化学成分：元素功能与协同作用
锌合金的性能由其化学成分直接决定，各主要元素承担不同角色。
铝：核心合金元素。主要作用是固溶强化，提高强度与硬度。同时显著改善合金熔体的流动性，减少铸造缺陷。常规压铸合金（Zamak系列）铝含量约为4%，高铝锌合金（ZA系列）铝含量可达 8%～27%，后者强度与耐热性显著提升。
铜：次要强化元素。主要作用是提高硬度和抗蠕变能力（即在应力下抵抗缓慢变形的能力）。含量通常低于2%，过量会降低耐腐蚀性并增加脆性。
镁：微量关键元素。主要功能是抑制晶间腐蚀。通过固定杂质铁，防止其有害作用。含量需精确控制（通常0.02%-0.05%），过高会损害流动性和韧性。
杂质控制：铁、铅、镉等杂质需严格限制，以确保材料延展性、稳定性和环保合规性（如符合RoHS标准）。
二、性能机制：从结构到表现的关联
力学性能：由锌基固溶体（提供韧性）和弥散分布的金属间化合物（如Al₂Zn₁₁，提供强度）共同决定。元素的添加通过固溶强化和第二相强化机制提升性能。晶粒细化（如通过镁元素控制）也能同步提升强度与韧性。
物理性能：密度随铝含量增加而降低（ZA-27比Zamak 3轻约24%）。导热性随铝含量增加而改善。固有的低熔点（约380-420℃）和良好流动性使其非常适合压铸复杂薄壁件。
耐腐蚀性：源于表面形成的致密ZnO/Zn(OH)₂钝化膜。铝能增强此膜的稳定性，而镁能抑制由杂质引发的晶间腐蚀。铜含量过高则会增加晶间腐蚀倾向。
三、材料改性：提升性能
通过技术手段优化锌合金，以满足特定需求。
1.成分优化
◇环保化：开发低铅（含量小于0.003%）、无镉合金，满足严格环保法规。
◇高性能化：通过调整铝、铜含量并添加微量镍、钛等元素，开发出更高强度、更耐热或导热性更佳的特种合金。
2.工艺优化
◇熔炼控制：采用保护气体熔炼和真空除气，减少氧化与气孔，提升材料纯净度与致密性。
◇半固态成形：先进成型技术，可获得更细小的微观组织，显著提高零件力学性能和尺寸精度。
◇热处理：对ZA系列等进行时效处理，促使 强化相析出，可进一步提升强度与硬度。
3.表面处理
◇化学转化膜：如无铬钝化，生成耐腐蚀保护层，是环保且有效的防锈手段。
◇电镀：如镀镍，可极大提高表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性，并改善外观。
◇涂装：采用粉末涂层或电泳，提供长效防腐保护和色彩选择。
四、选型策略：基于需求
选型是性能、工艺、成本与合规性的综合平衡。
●按应用场景选型建议：
1.高耐磨与高硬度部件（如锁具核心零件、耐磨衬套、高端拉链头）
◇首选：Zamak 2
◇理由：在Zamak列中拥有最高的硬度和耐磨性，能承受强烈的摩擦和磨损，使用寿命长。
2.通用结构件与外观件（如电子元器件、壳体、五金件）：
◇首选：Zamak 3 或 Zamak 7
◇理由：综合性能好，铸造流动性佳，易于获得高表面质量，适合电镀等后续处理，成本效益高。
3.承重与耐磨部件（如汽车安全带卡扣、小型齿轮、锁具）：
◇首选：Zamak 5 或 ZA-8
◇理由：更高的硬度、强度和抗蠕变性能，能满足更高的力学要求。
4.高温或高强轻量化部件（航空航天如发动机周边零件、高负载轴承座）：
◇首选：ZA-27
◇理由：具有所有锌合金中最高的强度、硬度和耐热性，且密度低。需注意其塑性较差，不适合承受高冲击载荷。
5.有严格环保与安全要求的部件（如医疗设备、食品器械）：
◇首选：环保合规型 Zamak 3
◇理由：确保有害物质含量达标，并结合适当的表面处理以满足卫生与耐腐蚀要求。
6.高强韧与抗冲击部件（如需要承受冲击的工具外壳、安全零件、高性能汽车零部件）：
◇首选：ACuZinc5
◇理由：其高铜含量带来了接近ZA系列的高强度，同时保持了优良的延伸率率和冲击
韧性，是替代黄铜、应对复杂受力情况的理想选择。
●选型核心考量维度：
◇性能需求：明确对强度、硬度、韧性、耐热性、耐腐蚀性的具体要求。◇制造工艺：评估零件结构复杂度、壁厚及产量，选择与压铸工艺兼容性最佳的合金。
◇成本控制：在满足性能要求的前提下，优先选择经济性更高的牌号（如Zamak 3）。
◇法规符合：针对目标市场，确保材料符合RoHS、REACH等环保指令。
五、锌合金常用材料牌号对比
1.机械性能对比
牌号 | 抗拉强度 MPa | 布氏硬度 HB | 延伸率% |
Zamak 2 | 355~385 | 95~105 | 4~6 |
Zamak 3 | 280~320 | 80~90 | 10~12 |
Zamak 5 | 320~360 | 95~105 | 7~9 |
Zamak 7 | 290~310 | 75~85 | 12~14 |
ZA-8 | 210~370 | 87~100 | 1.3~8 |
ZA-27 | 400~430 | 100~120 | 2~3 |
ACuZinc5 | 400~440 | 115~125 | 8~10 |
2.特点对比
牌号 | 主要特点 |
Zamak 2 | 高铜含量，强度优异，耐磨性强 |
Zamak 3 | 综合性能均衡，铸造流动性好，经济通用 |
Zamak 5 | 因含铜、硬度、强度及耐磨性优于Zamak 3 |
Zamak 7 | 低镁含量，高纯度，优化了流动性与表面光洁度 |
ZA-8 | 强度、硬度高，耐热性好，适合压铸 |
ZA-27 | 锌合金中强度最高，密度最低，耐磨性好，塑性较差 |
ACuZinc5 | 先进合金，抗蠕变性能突出 |
3.合金牌号命名
通用牌号 | UNS | ASTM | Common |
Z35544 | AC43A | Alloy 2 | |
Z33524 | AG40A | Alloy 3 | |
Z35532 | AC41A | Alloy 5 | |
Z33526 | AG40B | Alloy 7 | |
Z35637 | - | ZA-8 | |
Z35842 | - | ZA-27 | |
Z46540 | - | ACuZinc5 |
参考标准：
ASTM B240-2022《锌及锌铝合金铸造和压铸铸锭》
ASTM B86-2018《锌及锌-铝合金铸造和压铸件》
EN 1774-1997《锌及其合金-铸造用合金-锭状和液态》