近年来,随着材料工艺技术发展,国内电梯行业开始采用具有生产工艺简单、性能优良、低成本等优点的铸态高铝锌基合金ZA27制作曳引机蜗轮。然而目前,国内外专家学者对铸态高铝锌基合金ZA27的研究集中在改善材料综合机械性能,对其作为电梯曳引机蜗轮材料方面的系统研究依然空白,尚未对其作为电梯曳引机蜗轮材料进行安全可靠性评估,也未制定出相关技术指标。随着电梯增多,由铸态高铝锌基合金ZA27曳引机蜗轮失效引起的安全事故也随之增多,人们对铸态高铝锌基合金ZA27能否用于电梯曳引机蜗轮提出质疑。因此,对铸态高铝锌基合金ZA27电梯曳引机蜗轮材料安全可靠性研究具有重要意义。对出现断齿现象的电梯曳引机蜗轮进行失效分析。结果表明,蜗轮材料的主成分含量符合GB/T1175-1997《铸造锌合金》中的牌号成分含量。轮齿断裂是疲劳断裂,断裂源在齿根部位。首损齿齿根处存在疏松、气孔、夹杂等铸造缺陷,局部疏松相连形成缺陷聚集区。这些缺陷的存在引起局部应力集中,降低材料抗拉强度,裂纹在缺陷处萌生并向四周扩展。在交变载荷作用下,裂纹不断扩展,最后轮齿发生折断;断齿表面有剥落点蚀坑存在,经验证,轮齿齿面点蚀出现几率与其组织中铸造缺陷分布与大小有关。对不同铸造工艺制造的高铝锌基合金ZA27电梯曳引机蜗轮毛坯组织性能进行表征,并与铸造锡青铜的性能对比,全面分析影响铸态高铝锌基合金ZA27电梯曳引机蜗轮正常使用因素。结果表明,最佳铸造工艺为挤压铸造,该工艺下的蜗轮显微组织致密,晶粒形貌为细小等轴晶;关键部位无缩孔、疏松和夹杂物等铸造缺陷存在;抗拉强度为412MPa,断后伸长率为6.5%,冲击功为53.5J,显微硬度为127.9HV,摩擦系数为0.101~0.118。并且其力学性能优于铸造锡青铜。利用有限元分析,建立铸态高铝锌基合金ZA27电梯曳引机蜗轮力学数学模型,计算在极限工况下蜗轮所受应力,分析有限元计算结果。结果表明,最大应力发生在齿根区域;当轿厢负载125%额定载荷且静止或轿厢负载110%额定载荷以加速度9.8m/s2在底层启动或轿厢负载125%额定载荷以加速度9.8m/s2在底层紧急制动等三种极限工况下,曳引机均不会发生失效。因此控制好蜗轮关键部位铸造缺陷程度及蜗轮工作温度情况下,铸态高铝锌基合金ZA27则能够安全用于电梯曳引机蜗轮的制造。