Zamak

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ZAMAK （或 Zamac，以前的商標為 MAZAK）是一個合金家族，其基體金屬為鋅，合金元素為鋁、鎂和銅。

Zamak 合金是鋅鋁合金系列的一部分；它們與其他 ZA 合金的區別在於其恆定的 4% 鋁成分。

Zamak 是合金成分德語名稱的縮寫詞：鋅（Zink）、鋁（Aluminium）、鎂（Magnesium）和銅 （Kupfer）。New Jersey Zinc 於 1929 年開發了 Zamak 合金。

最常見的鋅合金是 Zamak 3。除此之外，Zamak 2、Zamak 5 和 Zamak 7 也在商業上使用。這些合金最常見的用途是壓鑄。Zamak 合金（特別是#3 和#5）經常用於旋轉鑄造行業。

由於合金中存在的雜質，早期鋅壓鑄材料的一個大問題是鋅害蟲。Zamak 通過使用純度為 99.99% 的金屬鋅避免了這種情況，這種金屬由 New Jersey Zinc 在冶煉過程中使用回流器生產。

Zamak 可以很好地電鍍、濕塗和鉻酸鹽轉化塗層。

## Mazak

1930 年代初期，英國的莫里斯·阿什比 ( Morris Ashby ) 獲得了新澤西公司的 zamak 合金的許可。純度為 99.99% 的回流鋅在英國無法獲得，因此他們獲得了使用當地可得到的純度為 99.95% 的電解精煉鋅製造合金的權利。這類合金被命名為 Mazak，如此命名的原因一部分是為了將它與 zamak 區分開來，另一部分是為了將其與 Morris Ashby 的首字母區分開來。1933 年， National Smelting 獲得了回流器專利的許可，目的是在他們位於 Avonmouth 的工廠中使用它來生產 99.99% 的鋅。

## 標準

鋅合金化學成分標準由下列標準按國家/地區定義：

國家｜鋅錠｜鋅鑄件

歐洲｜EN1774｜EN12844

美國｜ASTM B240｜ASTM B86

日本｜JIS H2201｜JIS H5301

澳大利亞｜AS 1881 - SAA H63｜AS 1881 - SAA H64

中國｜GB 8738-88

加拿大｜CSA HZ3｜CSA HZ11

國際標準｜ISO 301

Zamak 根據標準和/或國家有許多不同的名稱：

Traditional name｜Short composition name｜Form｜Common｜ASTM†｜Short European designation｜JIS｜China｜UK BS 1004｜France NFA 55-010｜Germany DIN 1743-2｜UNS｜Other

Zamak 2 orKirksite｜ZnAl4Cu3｜Ingot｜Alloy 2｜AC 43A｜ZL0430｜ZX04｜Z-A4U3｜Z430｜Z35540｜ZL2, ZA-2, ZN-002

Cast｜ZP0430｜Z35541｜ZP2, ZA-2, ZN-002

Zamak 3｜ZnAl4｜Ingot｜Alloy 3｜AG 40A｜ZL0400｜Ingot type 2｜ZX01｜Alloy A｜Z-A4｜Z400｜Z35521｜ZL3, ZA-3, ZN-003

Cast｜ZP0400｜ZDC2｜Z33520｜ZP3, ZA-3, ZN-003

Zamak 4｜Ingot｜Used in Asia only｜ZA-4, ZN-004

Zamak 5｜ZnAl4Cu1｜Ingot｜Alloy 5｜AC 41A｜ZL0410｜Ingot type 1｜ZX03｜Alloy B｜Z-A4UI｜Z410｜Z35530｜ZL5, ZA-5, ZN-005

Cast｜ZP0410｜ZDC1｜Z35531｜ZP5, ZA-5, ZN-005

Zamak 7｜ZnAl4Ni｜Ingot｜Alloy 7｜AG 40B｜ZX02｜Z33522｜ZA-7, ZN-007

Cast｜Z33523

†color of the cell is the color of the material designated by ASTM B908.

短歐洲名稱代碼分解如下（以 ZL0430 為例）：

- Z是材料（Z=鋅）
- P是用途（P=壓鑄（鑄件），L=Ingot）
- 04 是鋁的百分比（04= 4% 鋁）
- 3 是銅的百分比（3= 3% 銅）

## Zamak 2

Zamak 2 的成分與 Zamak 3 相同，但添加了 3% 的銅以增加 20% 的強度，這也提高了價格。Zamak 2 在所有的 Zamak 合金系列中具有最大的強度。隨著時間的推移，它比其他合金更能保持其強度和硬度；然而，它變得更脆、彈性更小。

當重力鑄造用作模具時，Zamak 2 也稱為Kirksite。它最初是為小批量鈑金模具設計的。後來它因製造短期注塑模具而受到歡迎。它也不太常用於金屬旋壓的無火花工具和心軸。

合金元素｜雜質

標準｜限制｜鋁｜銅｜鎂｜鉛｜鎘｜錫｜鐵｜鎳｜矽｜銦｜鉈

ASTM B240 （錠）｜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 （鑄造）｜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 （錠）｜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 （鑄件）｜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 ｜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

指標名稱｜公制值｜英制值

機械性能

極限抗拉強度｜397 MPa (331 MPa aged)｜58,000 psi

屈服強度（0.2% 偏移）｜361 MPa｜52,000 psi

衝擊強度｜38 J (7 J aged)｜28 ft-lbf (5 ft-lbf aged)

F最大延伸率｜3% (2% aged)

斷裂延伸率｜6%

剪切強度｜317 MPa｜46,000 psi

抗壓屈服強度｜641 MPa｜93,000 psi

疲勞強度（反向彎曲 5x10 8個循環）｜59 MPa｜8,600 psi

硬度｜130 Brinell (98 Brinell aged)

彈性模量｜96 GPa｜14,000,000 psi

物理性質

凝固範圍（熔化範圍）｜379—390 °C｜714—734 °F

密度｜6.8 kg/dm3｜0.25 lb/in3

熱膨脹係數｜27.8 μm/m-°C｜15.4 μin/in-°F

導熱係數｜105 W/m-K｜729 BTU-in/hr-ft2-°F

電阻率｜6.85 μΩ-cm at 20 °C｜2.70 μΩ-in at 68 °F

潛熱（熔化熱）｜110 J/g｜4.7x10−5 BTU/lb

比熱容｜419 J/kg-°C｜0.100 BTU/lb-°F

摩擦係數｜0.08

### KS

KS 合金是為旋轉鑄造裝飾件而開發的。它具有與 zamak 2 相同的成分，只是含有更多的鎂，以產生更細的顆粒並減少橘皮效應。

合金元素｜雜質

標準｜限制｜鋁｜銅｜鎂｜鉛｜鎘｜錫｜鐵｜鎳｜矽｜銦｜鉈

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

指標名稱｜公制值｜英制值

機械性能

極限抗拉強度｜< 200 MPa｜< 29,000 psi

屈服強度（0.2% 偏移）｜< 200 MPa｜< 29,000 psi

延伸｜< 2%

硬度｜150 Brinell max

物理性質

凝固範圍（熔化範圍）｜380—390 °C｜716—734 °F

密度｜6.6 g/cm3｜0.25 lb/in3

熱膨脹係數｜28.0 μm/m-°C｜15.4 μin/in-°F

導熱係數｜105 W/m-K｜729 BTU-in/hr-ft2-°F

電導率｜25% IACS

比熱容｜419 J/kg-°C｜0.100 BTU/lb-°F

摩擦係數｜0.08

## Zamak 3

Zamak 3 是 zamak 系列鋅合金的業界標準；所有其他鋅合金都與此進行比較。Zamak 3 具有 Zamak 合金的基礎成分（96% 鋅，4% 鋁）。它具有優良的可鑄性和長期的尺寸穩定性。超過 70% 的北美鋅壓鑄件由 Zamak 3 製成。

合金元素｜雜質

標準｜限制｜Al｜Cu†｜Mg｜Pb｜Cd｜Sn｜Fe｜Ni｜Si｜In｜Tl

ASTM B240 (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 (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 (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 (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 (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 (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｜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｜最小值｜3.9｜0.03

最大值｜4.3｜0.1｜0.06｜0.004｜0.003｜0.0015｜0.035

†雜質

指標名稱｜公制值｜英制值

機械性能

極限抗拉強度｜268 MPa｜38,900 psi

屈服強度（0.2% 偏移）｜208 MPa｜30,200 psi

衝擊強度｜46 J (56 J aged)｜34 ft-lbf (41 ft-lbf aged)

F最大延伸率｜3%

斷裂延伸率｜6.3% (16% aged)

剪切強度｜214 MPa｜31,000 psi

抗壓屈服強度｜414 MPa｜60,000 psi

疲勞強度（反向彎曲 5x10 8個循環）｜48 MPa｜7,000 psi

硬度｜97 Brinell

彈性模量｜96 GPa｜14,000,000 psi

物理性質

凝固範圍（熔化範圍）｜381—387 °C｜718—729 °F

密度｜6.7 g/cm3｜0.24 lb/in3

熱膨脹係數｜27.4 μm/m-°C｜15.2 μin/in-°F

導熱係數｜113 W/mK｜784 BTU-in/hr-ft2-°F

電阻率｜6.37 μΩ-cm at 20 °C｜2.51 μΩ-in at 68 °F

潛熱（熔化熱）｜110 J/g｜4.7x10−5 BTU/lb

比熱容｜419 J/kg-°C｜0.100 BTU/lb-°F

摩擦係數｜0.07

## Zamak 4

Zamak 4 是為亞洲市場開發的，旨在減少晶片焊接的影響，同時保持 Zamak 3 的延展性。這一特性是通過含有來自 zamak 5 成分的一半量的銅來實現的。

合金元素｜雜質

標準｜限制｜鋁｜銅｜鎂｜鉛｜鎘｜錫｜鐵｜鎳｜矽｜銦｜鉈

Ningbo Jinyi Alloy Material Co.｜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

指標名稱｜公制值｜英制值

機械性能

極限抗拉強度｜317 MPa｜46,000 psi

屈服強度（0.2% 偏移）｜221—269 MPa｜32,000—39,000 psi

衝擊強度｜61 J (7 J aged)｜45 ft-lbf (5 ft-lbf aged)

延伸｜7%

剪切強度｜214—262 MPa｜31,000—38,000 psi

抗壓屈服強度｜414—600 MPa｜60,000—87,000 psi

疲勞強度（旋轉彎曲 5x10 8個循環）｜48—57 MPa｜7,000—8,300 psi

硬度｜91 Brinell

物理性質

凝固範圍（熔化範圍）｜380—386 °C｜716—727 °F

密度｜6.6 g/cm3｜0.24 lb/in3

熱膨脹係數｜27.4 μm/m-°C｜15.2 μin/in-°F

導熱係數｜108.9—113.0 W/m-K @ 100 °C｜755.6—784.0 BTU-in/hr-ft2-°F @ 212 °F

電導率｜26-27% IACS

比熱容｜418.7 J/kg-°C｜0.100 BTU/lb-°F

## Zamak 5

Zamak 5 的成分與 Zamak 3 相同，但添加了 1% 的銅以增加強度（大約 10%）、硬度和耐腐蝕性，但會降低延展性。它的尺寸精度也較低。Zamak 5 在歐洲更為常用。

合金元素｜雜質

標準｜限制值｜Al｜Cu｜Mg｜Pb｜Cd｜Sn｜Fe｜Ni｜Si｜In｜Tl｜Zn

ASTM B240 (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 (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 (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 (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 (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 (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｜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｜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

指標名稱｜公制值｜英制值

機械性能

極限抗拉強度｜331 MPa (270 MPa aged)｜48,000 psi (39,000 psi aged)

屈服強度（0.2% 偏移）｜295 MPa｜43,000 psi

衝擊強度｜52 J (56 J aged)｜38 ft-lbf (41 ft-lbf aged)

F最大延伸率｜2%

斷裂延伸率｜3.6% (13% aged)

剪切強度｜262 MPa｜38,000 psi

抗壓屈服強度｜600 MPa｜87,000 psi

疲勞強度（反向彎曲 5x10 8個循環）｜57 MPa｜8,300 psi

硬度｜91 Brinell

彈性模量｜96 GPa｜14,000,000 psi

物理性質

凝固範圍（熔化範圍）｜380—386 °C｜716—727 °F

密度｜6.7 kg/dm3｜0.24 lb/in3

熱膨脹係數｜27.4 μm/m-°C｜15.2 μin/in-°F

導熱係數｜109 W/mK｜756 BTU-in/hr-ft2-°F

電阻率｜6.54 μΩ-cm at 20 °C｜2.57 μΩ-in at 68 °F

潛熱（熔化熱）｜110 J/g｜4.7x10−5 BTU/lb

比熱容｜419 J/kg-°C｜0.100 BTU/lb-°F

摩擦係數｜0.08

## Zamak 7

Zamak 7 的鎂含量低於 Zamak 3，以增加流動性和延展性，這在鑄造薄壁部件時特別有用。為了減少晶間腐蝕，添加了少量的鎳，並且對雜質進行了更嚴格的控制。

合金元素｜雜質

標準｜限制｜鋁｜銅†｜鎂｜鉛｜鎘｜錫｜鐵｜鎳‡｜矽｜銦｜鉈

ASTM B240 （錠）｜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 （鑄造）｜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 ｜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

†雜質‡合金元素

指標名稱｜公制值｜英制值

機械性能

極限抗拉強度｜285 MPa｜41,300 psi

屈服強度（0.2% 偏移）｜285 MPa｜41,300 psi

衝擊強度｜58.0 J｜42.8 ft-lbf

斷裂延伸率｜14%

剪切強度｜214 MPa｜31,000 psi

抗壓屈服強度｜414 MPa｜60,000 psi

疲勞強度（反向彎曲 5x10 8個循環）｜47.0 MPa｜6,820 psi

硬度｜80 Brinell

物理性質

凝固範圍（熔化範圍）｜381—387 °C｜718—729 °F

熱膨脹係數｜27.4 μm/m-°C｜15.2 μin/in-°F

導熱係數｜113 W/m-K｜784 BTU-in/hr-ft2-°F

電阻率｜6.4 μΩ-cm｜2.5 μΩ-in

比熱容｜419 J/kg-°C｜0.100 BTU/lb-°F

鑄造溫度｜395—425 °C｜743—797 °F

## 用途

Zamak 合金的常見用途包括電器、浴室裝置和壓鑄玩具。Zamak 合金也用於製造一些槍枝。