铸造锌铝合金的突出优点是,价格便宜成本低、硬度强度高、尺寸稳定性较好,可自然时效强化,无需热处理即可直接替代传统耐磨材料(Sn基或Pb基巴氏合金、锡青铜合金和球墨铸铁等),制造轴套、轴承等耐磨件。同时,锌铝合金密度较低、热导率和电导率适中、极限抗拉强度高、承载性好、无磁性以及碰撞时不产生火花,以及一些其它的独特性能。但是,锌铝合金易晶间腐蚀,加快腐蚀磨损及老化失效,高温时其力学性能急剧下降、摩擦系数增大、热稳定性变差等,长期以来极大的限制了其广泛应用。为了改善锌铝合金的这些缺陷,获得耐蚀性、高温耐磨性均优异的合金,本文以Al-30Zn合金为基础合金,添加合金元素Si、Cu,结合硬度试验、室温拉伸试验、热稳定性试验、冲击韧性试验、摩擦磨损试验、电化学试验及浸泡试验,系统研究了Si、Cu元素对Al-30Zn高锌铝合金显微组织、机械性能、热稳定性能、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响;探讨了均匀化热处理对Al-30Zn-3Si-2Cu高锌铝合金显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。得到主要结论如下:Al-30Zn高锌铝合金铸态微观组织,由初生富铝α树枝晶、共析(α+η)相组成。添加适量Si元素,组织中出现硬质共晶Si相,当超过3.0wt.%Si时,共晶Si相变粗变大,产生微观偏析,同时析出块状初晶硅相,且随着Si含量增加,其数量变多,形态恶化。随着Si元素含量的增加(Si含量小于3.0wt.%),显微硬度随之提高,高温强度得到较大改善,高温下尺寸更加稳定,磨损量减小,合金耐磨性能提高,但会降低合金韧塑性。同时,随着Si含量的增加,Al-30Zn高锌铝合金自腐蚀电位将正移,腐蚀倾向虽减小,但会增加腐蚀微电池数量,增大腐蚀速率,加重晶间腐蚀,电化学性能呈降低的趋势。Al-30Zn-3Si高锌铝合金添加适量Cu元素,组织中析出富铜θ(CuAl2)相,弥散分布在晶界及晶界附近,明显细化Al-30Zn-3Si合金的晶粒,增加组织的均匀化程度,当超过2.0wt.%Cu时,富铜θ(CuAl2)相增多,颗粒尺寸变大,已无法弥散分布,开始呈网状分布。随着Cu元素含量的增加(Cu含量小于2.0wt.%),合金的显微硬度、抗拉强度、耐磨性能均获得较大提升,但会削弱合金韧塑性;添加适量Cu元素,使自腐蚀电位正移,降低腐蚀倾向,同时降低腐蚀速率,改善Al-30Zn-3Si合金耐蚀性能,但随着Cu元素含量的增加,析出的θ相连成网状,使基体中各相的电极电位差变大,从而增加腐蚀微电池数量,促进晶间腐蚀。铸态Al-30Zn-3Si-2Cu高锌铝合金,韧塑性比较低,经400℃/10h均匀化退火后,裂纹、缩孔、位错堆积、晶内成分偏析及枝晶偏析等微观缺陷明显减少,共析组织呈细片状,共晶Si相、θ相发生断裂、球化,均匀弥散分布在晶界及晶界附近处,低熔点共晶物几乎消失,其强度硬度较铸态时稍低,但塑性及冲击韧性得到了较大的提高,伸长率(5.59%)约是铸态(3.35%)的1.67倍,且合金的耐磨性也得到了进一步的提,综合性能较好。