خصائص سبائك الزنك
عندما تتجاوز شوائب العناصر، كالرصاص والكادميوم والقصدير، الحدود القياسية في تركيب السبيكة، يتسبب ذلك في تقادم المسبوكات وتشوهها، ما يؤدي إلى تمدد حجمي وانخفاض ملحوظ في الخواص الميكانيكية، وخاصة اللدونة، وقد يصل الأمر إلى الكسر مع مرور الوقت. يتميز الرصاص والقصدير والكادميوم بانخفاض ذوبانها في سبائك الزنك، ولذلك تتركز عند حدود الحبيبات، حيث تعمل كمهابط، بينما يعمل المحلول الصلب الغني بالألومنيوم كمصعد. في وجود بخار الماء (الإلكتروليت)، يعزز ذلك التآكل الكهروكيميائي بين الحبيبات. وتتقادم الأجزاء المصبوبة بالقالب نتيجةً لهذا التآكل.
تتكون البنية المجهرية لسبائك الزنك بشكل أساسي من محاليل صلبة غنية بالزنك تحتوي على الألومنيوم والنحاس، ومحاليل صلبة غنية بالألومنيوم تحتوي على الزنك. تقل قابلية ذوبانها مع انخفاض درجة الحرارة. ومع ذلك، ونظرًا لسرعة التصلب الفائقة للأجزاء المصبوبة، تصل قابلية ذوبان هذه المحاليل الصلبة إلى حد كبير إلى التشبع عند وصول الجزء إلى درجة حرارة الغرفة. بعد فترة زمنية معينة، يتلاشى هذا التشبع الفائق تدريجيًا، مما يُحدث تغييرات طفيفة في شكل وأبعاد المسبوكة.
لا يُنصح باستخدام مصبوبات سبائك الزنك في بيئات التشغيل ذات درجات الحرارة العالية أو المنخفضة (أقل من 0 درجة مئوية). تتميز سبائك الزنك بخصائص ميكانيكية جيدة في درجة حرارة الغرفة، إلا أن مقاومة الشد تنخفض بشكل ملحوظ عند درجات الحرارة العالية، ومقاومة الصدمات تنخفض بشكل ملحوظ عند درجات الحرارة المنخفضة.
أنواع سبائك الزنك
| نوع السبيكة | الخصائص والتطبيقات |
|---|---|
| زاماك 3 | يتميز بسيولة جيدة وخصائص ميكانيكية ممتازة. يُستخدم في عمليات الصب التي تتطلب قوة ميكانيكية منخفضة، مثل الألعاب، ووحدات الإضاءة، والقطع الزخرفية، وبعض المكونات الكهربائية. |
| زاماك 5 | يتميز بسيولة جيدة وخصائص ميكانيكية ممتازة. يُستخدم في عمليات الصب التي تتطلب قوة ميكانيكية متوسطة، مثل قطع غيار السيارات، والمكونات الكهروميكانيكية، والأجزاء الميكانيكية، والمكونات الكهربائية. |
| زاماك 2 | تُستخدم للأجزاء الميكانيكية ذات متطلبات الأداء الميكانيكي الخاصة، ومتطلبات الصلابة العالية، ومتطلبات الدقة الأبعاد العامة. |
| ZA8 | يتميز هذا المنتج بسيولة جيدة وثبات أبعاد ممتاز، ولكنه يتميز بسيولة ضعيفة نسبياً. يُستخدم في صب القوالب لقطع العمل الصغيرة الحجم التي تتطلب دقة عالية وقوة ميكانيكية كبيرة، مثل المكونات الكهربائية. |
| سوبرلوي | تتميز هذه التقنية بالسيولة المثلى، وتستخدم في صب القوالب لقطع العمل ذات الجدران الرقيقة والحجم الكبير والدقة العالية والأشكال المعقدة، مثل المكونات الكهربائية وأغلفةها. |
تمتلك سبائك الزنك المختلفة خصائص فيزيائية وميكانيكية مميزة، مما يوفر مرونة في تصميم الأجزاء المصبوبة.
اختيار سبائك الزنك
يتحدد اختيار سبيكة الزنك بشكل أساسي بثلاثة عوامل:
قوة الشد، وهي أقصى مقاومة للمادة قبل الكسر؛ والاستطالة، التي تقيس التوازن بين الهشاشة والليونة؛ والصلابة، وهي مقاومة سطح المادة للتشوه اللدن الناتج عن الانبعاج أو الاحتكاك من جسم صلب.
درجة حرارة التشغيل، والرطوبة، والوسائط التي تتلامس معها قطعة العمل، ومتطلبات منع تسرب الهواء.
دقة قابلة للتحقيق وثبات الأبعاد.
التحكم في تركيبة سبائك الزنك
| عنصر | زاماك 2 | زاماك 3 | زاماك 5 | ZA8 | سوبرلوي | أكوزنك 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| الألومنيوم | 3.8 ~ 4.3 | 3.8 ~ 4.3 | 3.8 ~ 4.3 | 8.2 ~ 8.8 | 6.6 ~ 7.2 | 2.8 ~ 3.3 |
| نحاس | 2.7 ~ 3.3 | <0.030 | 0.7 ~ 1.1 | 0.9 ~ 1.3 | 3.2 ~ 3.8 | 5.0 ~ 6.0 |
| المغنيسيوم | 0.035 ~ 0.06 | 0.035 ~ 0.06 | 0.035 ~ 0.06 | 0.02 ~ 0.035 | <0.005 | 0.025 ~ 0.05 |
| حديد | <0.020 | <0.020 | <0.020 | <0.035 | <0.020 | <0.075 |
| يقود | <0.003 | <0.003 | <0.003 | <0.005 | <0.003 | <0.005 |
| الكادميوم | <0.003 | <0.003 | <0.003 | <0.005 | <0.003 | <0.004 |
| القصدير | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.003 |
| الزنك | الباقي | الباقي | الباقي | الباقي | الباقي | الباقي |
تاريخ النشر: 23 أبريل 2026
