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锌铝合金作为减摩耐磨材料,具有很大优势,主要在机械行业代替铜合金制造轴承、轴瓦等具有良好的经济效益。由于ZA27合金中硬质点相的种类少,硬度低,因此提高锌铝合金中硬质点相的数量和种类,以在更大的范围内替代铜合金成为更重要的研究内容。含硅的高铝（Al≥27%）锌基合金有着较高的力学性能和远大于ZA27合金的耐磨性能,但随着合金中含硅量的提高,大量的块状初生硅相的析出使合金综合性能下降,并且随着合金中铝含量提高,合金的“老化”现象越严重。本文首次提出Si/Al比的概念来控制高铝锌基合金中Si含量,并在含硅ZA40合金中加入Bi、Sb元素,采用新变质工艺,有效改善合金中初生Si形态,提高合金力学性能和尺寸稳定性,这在本行业中有重大创新。试验采用光学金相分析（OM）,扫描电境（SEM ）、能谱分析（EDS）、X射线分析（XRD）、力学性能、耐磨性、尺寸稳定性等分析和测试手段,较系统地研究了Si、Bi、Sb对ZA40合金显微组织和力学性能的影响及作用机理。研究的主要结果如下:1、在含硅的ZA40合金中,当Si/Al≥9%（含Si3.6wt%）时,合金中出现多角状初生Si,随着Si/Al比的增大,合金中初生Si数量增多,形态恶化;综合考虑,Si/Al比为9%,即ZA40合金中含Si量为3.6wt%,合金的综合力学性能最好,抗拉强度为390MPa,硬度为151HB,伸长率为1.0%,冲击韧性为5.76J /cm-2,磨损量为0.0033g,仅为标准ZA27的10.86%;随着Si/Al比的提高,合金在150℃和室温下的尺寸稳定性提高。2、在Si/Al比15%的ZA40合金中加入Bi元素,XRD检测到所有相和组织为α相、初生Si相、ε相、纯Bi相、共析体（α+η）。加入1.0%Bi对合金中初生Si细化作用最佳,合金的综合力学性能也最佳,硬度为134HB,冲击韧性为4.15J/cm-2,比不加Bi的ZA40合金提高15.6%;在Si/Al比15%的ZA40合金中加入0.5%Bi,其磨损量为标准ZA27的13.8%,为不加Bi的ZA40合金的33.6%。3、Bi元素含量对含硅ZA40合金室温尺寸变化率有显著影响,含Bi量1.0%合金尺寸变化率绝对值最小,为0.0843‰,比不加Bi的ZA40合金减小79.3%。在150℃条件下,Bi含量、Si/Al比及他们的交互作用均对试验结影响不显著,相比之下,Si/Al比对试验结果起主要影响作用。4、在含硅的ZA40合金中加入Sb元素,XRD检测到所有相和组织为α相、初生Si相、ε相、Sb与Zn形成Zn3Sb4化合物相、共析体（α+η）。Sb与Zn形成的Zn3Sb4化合物抑制α相生长,细化α相枝晶,加入1.8%Sb对合金中初生Si细化作用最佳;加入1.8% Sb时合金综合力学性能最好,合金硬度153HB,韧性为3.70 J/cm-2,比不加Sb的ZA40合金韧性提高3.1%;在Si/Al比15%的ZA40合金中加入0.5%Sb,其磨损量为标准ZA27的26%,为不加Sb的ZA40合金的63.2%。5、Sb含量对含硅ZA40合金室温尺寸变化率有显著影响,在含硅的ZA40合金中加入1.0%的Sb,合金尺寸变化率绝对值最小,为0.0090‰,比不加Sb的ZA40合金减小97.7%;在150℃时, Sb含量、Si/Al比对合金尺寸变化率影响均不显著,相比之下,Sb含量对试验结果起主要影响作用。