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锌压铸合金 SAE J469：时效、尺寸稳定性与防腐处理
🛠️ 时效尺寸变化与稳定化退火
锌压铸合金（Z33520 和 Z35531）在铸造后会发生微小的收缩（约 0.0005 in/in）。这种尺寸变化源于铝和铜在锌中的固溶度随温度变化。自然时效在室温下五周大约完成总收缩的三分之二。通过稳定化退火可以加速这一过程，在退火后尺寸基本稳定。
推荐稳定化退火周期
- 100°C (212°F) 保温 3-6 小时
- 85°C (185°F) 保温 5-10 小时
- 70°C (158°F) 保温 10-20 小时
时间从铸件达到退火温度开始计算。退火后空气冷却。退火可实现约 0.0004 in/in 的收缩（总收缩的三分之二），剩余部分在随后几周内完成。
如果机械加工或装配可以延迟至铸件自然时效五周后，则无需稳定化退火。经过稳定化的铸件在正常条件下直至 100°C 都能保持其尺寸在 ±0.00025 in/in 的误差范围内。
🔍 腐蚀防护与表面处理
锌压铸件在静态潮湿或凝露环境下，由于氧气供应受限，可能发生不均匀腐蚀，形成大量白色腐蚀产物，影响如汽车锁芯、燃油泵、化油器等部件的功能。各类铬酸盐膜可有效克服这一问题。
有机涂层（清漆、搪瓷）对锌表面的附着力差异较大。磷酸盐化学预处理被广泛应用于提高附着力，大多数需涂装的锌压铸件都会进行磷酸盐预处理。预处理后可使用更广泛的涂层选择。
⚠️ 性能对比与工程建议
| 性能参数 | Z33520 | Z35531 |
|---|---|---|
| 密度 (g/cm³) | 6.6 | 6.7 |
| 凝固收缩率 (%) | 1.17 | 1.17 |
| 固相线温度范围 (°C) | 387-381 | 386-380 |
| 热膨胀系数 (mm/mm/°C, 20-100°C, x10⁻⁶) | 27.4 | 27.4 |
| 热导率 (W/m·°C, 70-140°C) | 113.0 | 108.9 |
| 电导率 (% IACS) | 27 | 26 |
| 抗拉强度 (MPa) | 283 | 328 |
| 延伸率 (%) | 10 | 7 |
| 布氏硬度 (500 kg) | 82 | 91 |
| 剪切强度 (MPa) | 214 | 262 |
| 抗压强度 (MPa, 0.1% 应变) | 414 | 600 |
| 冲击强度 (J, 6.35mm 方棒, 无缺口) | 58 | 65 |
| 疲劳强度 (MPa, 5×10⁸ 次) | 48 | 57 |
⚠️ Z35531 使用限制
Z35531 合金不得在长时间承受 93.3°C（200°F）以上温度的场合使用，否则可能发生尺寸增长和冲击强度下降。同时，两种合金在 0°C 以下冲击强度急剧降低，低温应用需注意。
常见问题
- 为什么锌压铸件会随时间收缩？ 因为铝和铜在锌中的固溶度随温度变化，铸造后过饱和固溶体析出导致尺寸微缩。
- 稳定化退火能否完全消除尺寸变化？ 退火可加速完成约三分之二的收缩，剩余部分在随后几周内完成。完全稳定后，铸件尺寸在达到 100°C 时仅变化 ±0.00025 in/in。
- 如何防止锌压铸件产生白色腐蚀？ 暴露于静态湿气或冷凝环境时，推荐使用铬酸盐转化膜进行防护。
- Z35531 为何不能用于高温环境？ 该合金在 93.3°C 以上会发生尺寸增长和冲击强度损失，因此不适用于持续高温工况。
