高铝锌基合金具有良好的力学性能和耐磨性能,可用于替代锡青铜和铝青铜制造滑块、轴瓦、轴套、涡轮等,零件的使用寿命可达铜合金的1～3倍,而铸件成本仅为铜合金的40％～60％,具有显著的经济效益。本文首先通过正交试验确定了ZA40的优化成分,在此基础上对经过成分优化的ZA40合金做了摩擦磨损试验研究,分析了合金元素(Cu,Mg,Si,稀土Re)和六种不同的热处理工艺对ZA40合金的金相组织及其耐磨性能的影响,初步探讨了ZA40合金的拉伸断裂机制和摩擦磨损机理,研究结果如下所述:　　 (1)通过正交试验,综合抗拉强度和布氏硬度得到的ZA40合金成分的优化组合为:Zn-Al40-Cu4-Mg0.02-Si3-Re0.15。铸态下,ZA40合金的金相组织主要由α相、η相、Si相、ε相和共析体(α+η)组成。　　 (2)影响ZA40合金抗拉强度因素的主次顺序为Mg>Cu>Re>Si；影响ZA40合金硬度因素的主次顺序为Si>Re>Cu>Mg；影响ZA40合金延伸率因素的主次顺序为Re>Mg>Cu>Si。　　 (3)经过成分优化后,ZA40合金的性能得到了较大幅度的提高,与文献中报道的性能相比,优化后的ZA40合金其硬度、强度和延伸率分别从HBS122、339MPa和1.5％提高到了HBS158.6、358.24MPa和2.55％,分别提高了30％、5.7％和70％。　　 (4)铸态ZA40合金的拉伸断裂机制可以认为是一种应变诱导方式的准解理断裂,拉伸断裂时伴随着的较大的塑性变形,且在准解理面上常常出现一些所谓的撕裂棱和韧窝带。　　 (5)不同载荷下,铸态ZA40合金的干摩擦系数变化不大,随着载荷的增大,合金摩擦系数略有上升,载荷分别为200N和300N时,平均干摩擦系数分别是0.55和0.57。　　 (6)铸态ZA40合金在干摩擦条件下的磨损机理随载荷的大小不同而有所不同。在较低载荷(200N)时,主要是磨料磨损和氧化磨损；较高载荷(300N)时,主要是表面疲劳磨损和氧化磨损。　　 (7)对铸态ZA40合金作高温固溶处理之后,随着冷却速率的增大,合金的晶粒尺寸依次减小,但合金中仍然存在较为严重的成分偏析现象。　　 (8)对经过固溶+淬火处理之后的ZA40合金再进一步作低温时效处理,随着时效保温时间的延长,成分偏析和应力集中现象逐步得到消除,晶粒逐渐长大。　　 (9)热处理工艺对铸态ZA40合金磨损量的影响规律是:固溶处理配合短时间的低温时效,能使ZA40合金的磨损量显著下降,且磨损量随着低温时效时间的延长而增大。实验表明,热处理工艺为:380℃×8h水淬+200℃×2h空冷能使ZA40合金试样的磨损量下降最大。经过时效处理之后的试样摩擦磨损性能更加稳定。　　 (10)由于铝青铜和锡青铜的材质与ZA40合金相比较软,在同等实验条件下虽然其摩擦系数较ZA40合金小,但其磨损量都远大于(不管是铸态还是经过热处理过后的)ZA40合金。　　 总之,ZA40合金可以作为一种新型的减摩材料用于替代部分锡青铜和铝青铜制造耐磨材料。