Dosud bylo vyvinuto více než 25 slitin zinku. Stejně tak zinkové slitiny mají dvě významné skupiny: zamak a za slitiny. Slitiny zinku se významně podílejí na výrobě dílů pro tlakové lití. Například od dobíjecích stanic pro elektromobily (EV) až po součásti chytrých telefonů a designový nábytek, všude dominuje tlakové lití zinku. 

Zdroj: (Dynamický bezdrátový nabíjecí systém pro elektromobily založený na segmentovaných deskách ze zinkové slitiny)

Autoři: Anurag A. Gadgil, Arya Bairoliya a Balamurugan Parandhaman

Vědci z Linköping University vynalezli dobíjecí zinko-ligninovou baterii. Tato konstrukce je jedinečná a velmi spolehlivá, protože má životnost více než 8 000 nabíjecích a vybíjecích cyklů. Tato inovace má potenciál nabídnout levný a dlouhodobý zdroj skladování energie v oblastech, kde je elektřiny nedostatek.

Rozvoj elektromobilů představuje jedinečnou výzvu vzhledem k potřebě lehkých komponentů. Slitiny zinku mají lepší poměr pevnosti a hmotnosti. Používají se také v krytech baterií pro elektromobily a v součástech nabíjecích stanic.

Slitiny zinku nejsou jen slitiny. Jsou ideální pro výrobu mnoha průmyslových dílů, jako jsou:  

Automobilový průmysl

• Dveřní kliky
• Mřížky chladičů
• Rámečky přístrojů
• Součásti motoru

Spotřební zboží

• Díly pro spotřebiče
• Kování skříněk
• Hračky

 Elektronika

• Dálkové ovládání televizoru,
• Kryty počítačových reproduktorů
• Stínění proti elektromagnetickému rušení

Stavebnictví

• Klika na dveřích,
• Okenní kování
• Roofing materials
• Dekorativní architektonické prvky

Ostatní odvětví

• sportovní zboží, jako jsou golfové hole

V tomto článku se seznámíme se slitinami zinku pro tlakové lití, jejich postupem, materiály, výhodami, použitím a druhy.

Seznam kompletních slitin zinku (složení a příklady)

Porozumění slitinám zinku pro součástky tlakového lití

Slitiny zinku jsou univerzálními materiály pro součástky pro tlakové lití. Proč zinkové slitiny?

• Vynikající odlévatelnost
•  Rychlá výroba
• Minimální vady odlitků
• Vynikající rozměrová stabilita
• Dobré mechanické vlastnosti
• Vyšší pevnost
• Vysoká tažnost
• Vysoká odolnost proti nárazu
• Přirozená odolnost proti korozi
• Vynikající povrchová úprava
•  Nákladově efektivní

Co jsou slitiny zinku?

Slitiny zinku jsou univerzální skupinou kovů. Zinek (Zn) je hlavním prvkem zinkových slitin. Zinkové slitiny obsahují i další prvky, z nichž každý má specifickou povahu podle použití. Zde je přehled nejčastějších kombinací a jejich výsledků.

Oblíbené slitiny zinku pro tlakové lití

Zamak a ZA jsou oblíbené skupiny zinkových slitin pro tlakové lití. Každá z nich má standardizované složení. Slitiny Zamak obvykle obsahují přibližně 4% hliníku, zatímco slitiny ZA mají vyšší obsah hliníku (až 8%) pro zvýšení pevnosti.

Zinkové slitiny pro tlakové lití se dělí na dvě hlavní skupiny, z nichž každá splňuje specifické požadavky:

Složení Zamak (Zamak 3, 5 a 7)

Charakteristika:

Dobrá odlévatelnost

• Slitina Zamak je vysoce odolná vůči tání a snadno se vlévá do forem, což vede k pevnějším tvarům a tenčím stěnám. 
• To umožňuje rychlejší výrobní cykly a méně chyb při odlévání.

Vyvážená pevnost a tažnost: 

• Tyto slitiny poskytují dobrou rovnováhu mezi pevností a pružností. 
• Jsou pevnější než většina nekovových slitin pro tlakové lití.
• Odolávají zatížení směrem dolů, ale mají také určitou pevnost.

Vynikající odolnost proti korozi

• Slitiny Zamak mají přirozenou odolnost proti korozi.
• Mohou být dále vylepšeny pokovením nebo chromováním.

Běžná použití

Díky svému velmi kulovitému tvaru se barva Zamac hojně používá v různých aplikacích, např.

• Součásti vozidla: kliky dveří, mřížky chladiče, rámečky přístrojů.
• Spotřební materiál: rukojeti vodovodních baterií, díly spotřebičů, kování pro skříně a hračky.
• Elektronika: pouzdra, chladiče a další součásti.

Slitiny ZA (ZA-8, ZA-12, ZA-27)

Charakteristika

Zvýšený obsah hliníku

• Slitiny ZA mají výrazně vyšší podíl hliníku (8%) než slitiny Zamak (přibližně 4%).

Zvýšená pevnost a odolnost proti tečení

• Zvýšený obsah hliníku zvyšuje celkovou pevnost slitiny. 
• Zvyšuje také odolnost proti tečení, pomalu se měnícímu materiálu pod stálým napětím.

Aplikace vyžadující vysokou pevnost a odolnost proti tečení

• Slitina ZA je první volbou, pokud jsou důležitými faktory pevnost a odolnost proti deformaci. 

Běžná použití

• Díly vozidla: Příslušenství, jako jsou držáky a díly motoru
• Příslušenství: dveřní kliky, závěsy a zámky
• Průmyslová zařízení: Materiály vyžadující vysokou odolnost proti korozi

Srovnání vlastností slitin Zamak a ZA

Zde je tabulka porovnávající hlavní vlastnosti slitin Zamak a ZA:

Výběr správné zinkové slitiny

Výběr správné zinkové slitiny závisí na vašich prioritách. Potřebujete složité struktury a rychlou výrobu? Slitiny Zamak vítězí díky své úžasné slévatelnosti. 

Pokud je však rozhodující vyšší pevnost a odolnost, zvolte slitiny ZA. Zvládnou větší hmotnost a lépe odolávají ohybu, ale jejich odlévání může být složitější.

Uvažujte:

• Zamak pro předměty denní potřeby, jako jsou kliky u dveří
• ZA slitiny pro konstrukční prvky, jako jsou držáky automobilů

Zde je tabulka shrnující kritické vlastnosti slitin Zamak a ZA:

Výhody zinkového tlakového lití komponentů

Zinkové odlitky vynikají ve výrobním průmyslu působivou kombinací vlastností a ekonomických výhod. Zde je vysvětleno, proč je tak oblíbený:

• Nízký bod tání: Nízký bod tání zinku (přibližně 380 °C) umožňuje jeho rychlé stékání do forem, což vytváří dramatické tvary a tenké stěny. To znamená, že: 
• Rychlejší zpracování: Formy se rychleji plní, což vede ke zkrácení procesu. 
• Méně chyb: Pomalejší průtok snižuje pravděpodobnost obnažení nebo popraskání finálních výrobků. 
• Silná tolerance: Zinkový odlitek si po ochlazení výjimečně dobře zachovává svůj tvar, což vede k dílům s jednotným designem a silnými tolerancemi. Díky tomu není nutné pořizovat nové zařízení, což šetří čas i peníze. 

Slitiny zinku: Mechanické vlastnosti

Pevnost a tažnost

Slitiny zinku jsou skvěle vyvážené. Jsou pevnější než většina běžných nekovových slitin pro tlakové lití. Zinkové slitiny snesou vyšší zatížení. Navíc jsou ideální pro aplikace, které vyžadují pevnost. 

Další výhody

Přirozená odolnost proti korozi

Zinek poskytuje přirozenou ochranu proti korozi, takže je vhodný pro použití ve vodě nebo pro jednoduché aplikace. Tuto přirozenou odolnost lze dále zvýšit pokovením nebo chromátováním pro ještě větší ochranu, což v některých případech snižuje potřebu dalších nátěrů. 

Tepelná a elektrická vodivost 

Zinek je díky své dobré tepelné vodivosti ideálním materiálem pro chladiče, které pomáhají zabránit rozptylu tepla v elektronických součástkách. Jeho elektrické vlastnosti mohou být užitečné i v některých elektrických aplikacích. 

Recyklovatelné 

Zinek je vysoce recyklovatelný. Šrot z procesu tlakového lití a starý zinkový materiál lze znovu použít, což přispívá k udržitelné výrobě. 

Náklady 

Samotný zinek je poměrně cenově výhodný a proces tlakového lití je efektivní. Díky této kombinaci je tlakové lití zinku ekonomicky příznivým procesem hromadné výroby. 

Závěrem lze říci, že zinkové díly pro tlakové lití mají skvělé vlastnosti, jako jsou:

• rychlost
• přesnost
• síla
• cenová dostupnost
• šetrnost k životnímu prostředí

To z něj činí univerzální a hodnotné řešení pro mnoho aplikací v různých odvětvích.

Proces tlakového lití zinkových slitin 

Zinkové tlakové lití je vysokotlaký proces, při kterém se roztavený zinek mění na rovnoměrné, husté díly.

• Tlakové lití za tepla: Rychlé tvarování zinku Tvarování zinku pod tlakem v horké komoře je pro zinkové slitiny velmi výkonné díky jejich nízkému bodu tání. Zde je návod, jak na to: 
• Příprava zápustek a roztavený zinek: Kovové formy se vyčistí, namažou a předehřejí. Mezitím se roztavený zinek uloží do udržovací pece a je připraven k odlévání. 
• Vysokotlaké vstřikování: Píst vtlačí pod vysokým tlakem roztavený zinek do formy, čímž se vyplní ještě více detailů. 
• Tuhnutí a vyhazování: Zinek se rychle ochladí a ztuhne, čímž získá tvar formy. Po ztuhnutí se forma otevře a vyhazovací kolíky vytlačí nový odlitek ven. 
• Ořezávání a dokončování: Přebytečný materiál se odstraní z vtoku a přebytku. Odlitek může vyžadovat dodatečnou úpravu, například odjehlení, pokovení nebo lakování.
• Výhoda horké komory: Tato metoda zajišťuje rychlejší časy cyklů, protože roztavený kov je k dispozici nepřetržitě a nastavení zařízení je jednodušší než u metod se studenou komorou. 

Výhoda tlakového lití oproti jiným metodám 

Tlakové lití má oproti jiným metodám odlévání výrazné výhody:

• Vysoká produkce a opakovatelnost: Vysoký tlak a automatizace umožňují rychlou výrobu jednotných a kvalitních dílů.
• Složité tvary a přísné tolerance: Tlakové lití vyniká při vytváření složitých tvarů s tenkými stěnami a přísnými tolerancemi díky přesným tvarům forem a vysokým vstřikovacím tlakům.

Tlakové lití ze zinkových slitin představuje rychlou a nákladově efektivní metodu výroby pevných a vysoce kvalitních dílů ve velkém množství.

Použití zinkového tlakového lití

Zinkové odlitky se používají v různých průmyslových odvětvích. Podívejme se na některé příklady:

Automobilový průmysl

Zinkové tlakové lití se v automobilovém průmyslu hojně používá pro mnoho aplikací. Zinkové tlakové odlitky poskytují automobilovému průmyslu pevnost, přesnost a úsporu nákladů na komponenty a díly. Některé z nejčastěji používaných aplikací jsou uvedeny níže.

• Držáky motoru 
• Skříně převodovky
• Dveřní kliky
• Knoflíky
• Rámečky
• Závorky

Spotřebitelský průmysl

Zinkové tlakové lití dílů má skvělé příklady ve spotřebním průmyslu. Zinkové tlakové lití umožňuje vytvářet složité a krásné designy spotřebních výrobků. vyrábí vysoce kvalitní díly pro dveře, kování a nábytek. Tento proces poskytuje trvanlivé výrobky odolné proti korozi. Mezi běžné příklady patří např:

• Chladiče
• Dveřní kliky
• Závěsy 
• Nábytkové díly

Osvětlení

Zinkové tlakové odlitky mají v elektrotechnických aplikacích mnoho výhod. Zinkové slitiny jsou pevnější než mnohé plasty nebo jiné kovové slitiny. Zinek má také vynikající vlastnosti elektromagnetického stínění a tlumení vibrací, které jsou žádoucí při ochraně vnitřních elektrických součástí.

Mezi běžné příklady patří:

• Svítidla
• Reflektory

Robotika

Existuje obrovská poptávka po lehkých a funkčních komponentech, které zvládnou opakované pohyby robotů. Zinkové tlakové lití má skvělou schopnost vyrábět složité tvary s poměrem pevnosti a hmotnosti. V současné době se zinkové tlakové lití zkoumá pro použití v mnoha robotických dílech, jako jsou např:

• Robotické paže,
• Grippery
• Pouzdro senzoru

Zvažování zinkového tlakového lití vs. hliníkového tlakového lití

Volba zinkového nebo hliníkového tlakového lití závisí na vašich prioritách. Zde je tabulka shrnující hlavní rozdíly:

Zinek vyniká tvarovou a pohybovou stabilitou, zatímco hliník zpevňuje tuhé součásti.

Závěr

Zinkové slitiny se v tlakovém lití vyjímají díky své výhodné kombinaci materiálu a cenové výhodnosti. Poskytují vynikající vlastnosti, jako např:

• Dobrá pevnost
• Přirozená odolnost proti korozi
• Možnost recyklace

Proces tlakového lití nabízí přesnější díly, vyšší rychlost výroby a méně následného zpracování. Zinkové slitiny jsou ideální pro velkosériovou výrobu v průmyslu. Tyto slitiny mají řadu aplikací od automobilového průmyslu až po spotřební elektroniku. Tlakové lití zinku v tichosti utváří náš každodenní svět.

Nejčastější dotazy

Dehtuje zinková slitina?

Zinkové slitiny jsou také náchylné k dehtování, ale není to jako rezavění železa. Zde je rozdělení:

Tarnish vs. Rust: Rez je koroze spojená se železem (Fe). Železo se spojuje s kyslíkem a vlhkostí a vzniká oxid železitý, který je obecně známý jako rez. Tato červená, šupinatá látka ničí kov.

Koroze zinkové slitiny: Při vystavení atmosféře reagují slitiny zinku s kyslíkem za vzniku oxidu zinečnatého. Tato vrstva poskytuje určitou ochranu pozdějším vrstvám, ale má podobu bílého filmu, který kazí povrchovou úpravu.

Co je slitina mědi a zinku?

Jiný název pro mosaz je slitina mědi a zinku. Jedná se pravděpodobně o jeden z nejpoužívanějších a nejpružnějších typů kovových slitin. Mosaz je slitina vyrobená kombinací mědi a zinku, přičemž poměr je více mědi než zinku, kde je přibližně 66% mědi a 34% zinku.

Co je to slitina mědi a zinku?

Řešení křížovky s výrazem slitina mědi a zinku je BRASS.

Zde je důvod:

Materiál: Slitina mědi a zinku se běžně označuje jako mosaz.

Délka křížovky: Délka křížovky: "Mosaz" je zcela vhodná pro pět nebo šest písmen, což jsou typické délky odpovědí v křížovkách.

Ačkoli existují i jiné slitiny na bázi mědi, například slitina mědi a cínu známá jako bronz, nejběžnější je mosaz.

Co je kovová slitina zinku?

Zinková slitina je druh kovu, jehož hlavní složkou je zinek, ale pro zlepšení jeho vlastností se přidávají další kovy. Zde je rozdělení:

Zinek: Základ slitiny, který zajišťuje optimální cenu, hmotnost a tvarovatelnost materiálu.

Legující prvky: Obecně se jedná o kovy, jako je hliník, měď, hořčík a někdy i železo. Každý prvek přispívá specifickými vlastnostmi: Každý prvek přispívá specifickými vlastnostmi:

Hliník: Zvyšuje pevnost, snižuje bod tání a pomáhá při odlévání.

Měď: Zlepšení vlastností, jako je pevnost, odolnost proti korozi a obrobitelnost.

Hořčík: Zvyšuje rozměrovou stabilitu a odlévatelnost.

Železo Může zvýšit pevnost a odolnost proti korozi, ale při použití velkého množství může slitinu učinit křehkou.

Může zinková slitina zrezivět?

Zinkové slitiny nerezaví ve vlastním slova smyslu, protože rezavění je přesná forma koroze železa. Slitiny zinku však nerezaví, korodují jinak než ocel. Zde je rozdělení:

Rust: Železo (Fe) se spojuje s kyslíkem (O2) a vlhkostí (H2O) za vzniku oxidu železitého (Fe2O3), který je obecně známý jako rez. Tato červená, šupinatá látka způsobuje, že prvek ztrácí svou pevnost.

Koroze zinkové slitiny: Slitiny zinku mohou při vystavení atmosféře vytvářet vrstvu oxidu zinečnatého, sloučeniny zinku a kyslíku. Tato vrstva chrání před další korozí, ale na povrchu vytváří bílý nádech, který může kazit vzhled kusu.