Zinklegeringer til trykstøbning: Metallegeringer af zink 2024

Over 25 zinklegeringer er blevet udviklet til dato. Ligeledes har zinklegeringer to fremtrædende familier: zamak- og za-legeringer. Zinklegeringer bidrager væsentligt til trykstøbte dele. For eksempel dominerer zinkstøbning overalt, fra ladestationer til elbiler til smartphone-komponenter og designermøbler. 

Kilde: (Dynamisk trådløst opladningssystem til elbiler baseret på segmenterede zinklegeringsplader)

Forfattere: Anurag A. Gadgil, Arya Bairoliya, og Balamurugan Parandhaman

Forskere fra Linköpings universitet har opfundet et genopladeligt zink-lignin-batteri. Dette design er unikt og meget pålideligt, da det har en levetid på mere end 8.000 op- og afladningscyklusser. Denne innovation har potentiale til at blive en billig og langtidsholdbar kilde til energilagring i områder, hvor elektricitet er en mangelvare.

Fremkomsten af elbiler giver unikke udfordringer på grund af behovet for letvægtskomponenter. Zinklegeringer har et forbedret forhold mellem styrke og vægt. De bruges også i elbilers batterihuse og komponenter til ladestationer.

Zinklegeringer er ikke bare legeringer. De er ideelle til mange industrielle dele, f.eks:  

Bilindustrien

• Dørhåndtag
• Radiatorriste
• Indfatninger til instrumenter
• Motorkomponenter

Forbrugsgoder

• Dele til apparater
• Beslag til skabe
• Legetøj

 Elektronik

• TV-fjernbetjeninger,
• Kabinetter til computerhøjttalere
• Afskærmning mod elektromagnetisk interferens

Konstruktion

• Dørhåndtag,
• Beslag til vinduer
• Rmaterialer til aflukning
• Dekorative arkitektoniske elementer

Andre industrier

• sportsartikler som golfkøller

I denne artikel vil vi lære om zinklegeringer til trykstøbning, deres proces, materialer, fordele, anvendelser og involverede typer.

Liste over komplette legeringer af zink (sammensætning og eksempler)

Forstå zinklegeringer til trykstøbte komponenter

Zinklegeringer er alsidige materialer til trykstøbte komponenter. Hvorfor zinklegeringer?

• Fremragende støbbarhed
•  Hurtig produktion
• Minimale støbningsfejl
• Fremragende dimensionel stabilitet
• Gode mekaniske egenskaber
• Højere styrke
• Høj duktilitet
• Høj slagfasthed
• Naturlig korrosionsbestandighed
• Fremragende overfladefinish
•  Omkostningseffektiv

Hvad er zinklegeringer?

Zinklegeringer er en alsidig gruppe af metaller. Zink (Zn) er hovedelementet i zinklegeringer. Zinklegeringer har også andre elementer, som hver især har en specifik karakter alt efter anvendelse. Her er en oversigt over de mest almindelige kombinationer og deres resultater

Populære legeringer til trykstøbning af zink

Zamak og ZA er de populære familier af zinklegeringer til trykstøbning. De har hver især standardiserede sammensætninger. Zamak-legeringer indeholder typisk ca. 4% aluminium, mens ZA-legeringer har et højere aluminiumsindhold (op til 8%) for øget styrke.

Legeringer til trykstøbning af zink findes i to hovedgrupper, som hver især opfylder specifikke krav:

Zamak-forbindelse (Zamak 3, 5 og 7)

Karakteristika:

God støbbarhed

• Zamak-legeringen er meget smelteresistent og flyder let ind i formene, hvilket resulterer i stærkere former og tyndere vægge. 
• Det giver mulighed for hurtigere produktionscyklusser og færre støbefejl.

Afbalanceret styrke og duktilitet: 

• Disse legeringer giver en god balance mellem styrke og fleksibilitet. 
• De er stærkere end de fleste ikke-metalliske trykstøbningslegeringer.
• De kan modstå nedadgående belastninger, men de har også en vis styrke.

Fremragende korrosionsbestandighed

• Zamak-legeringer har en iboende korrosionsbestandighed.
• De kan forbedres yderligere ved plettering eller kromatisering.

Almindelige anvendelser

På grund af sin meget sfæriske form bruges Zamac-maling i vid udstrækning til forskellige formål, f.eks.

• Dele til køretøjer: dørhåndtag, kølergitter, instrumentindfatninger
• Forbrugsstoffer: vandhanehåndtag, hvidevaredele, skabsbeslag og legetøj
• Elektronik: hus, køleplader og andre komponenter

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

Karakteristika

Øget indhold af aluminium

• ZA-legeringer har en betydeligt højere procentdel af aluminium (8%) end Zamak-legeringer (ca. 4%).

Forbedret styrke og modstandsdygtighed over for krybning

• Øget aluminiumsindhold øger legeringens samlede styrke. 
• Det øger også krybemodstanden, et materiale, der langsomt ændrer sig under konstant stress.

Anvendelser, der kræver høj styrke og kryberesistens

• ZA-legeringen er det første valg, når styrke og modstandsdygtighed over for forvrængning er vigtige faktorer. 

Almindelige anvendelser

• Dele til køretøjer: Tilbehør som beslag og motordele
• Tilbehør: dørhåndtag, hængsler og låse
• Industrielt udstyr: Materialer, der kræver høj korrosionsbestandighed

Sammenligning af egenskaber for Zamak og ZA-legeringer

Her er en tabel, der sammenligner de vigtigste egenskaber ved Zamak- og ZA-legeringer:

Valg af den rigtige zinklegering

Valget af den rigtige zinklegering afhænger af dine prioriteter. Har du brug for vanskelige strukturer og hurtig produktion? Zamak-legeringer vinder med deres fantastiske støbbarhed. 

Men hvis højere styrke og modstandsdygtighed er afgørende, skal du vælge ZA-legeringer. De håndterer tungere masser og tåler bedre bøjning, men det kan være sværere at støbe dem.

Overvej det:

• Zamak til hverdagsgenstande som dørhåndtag
• ZA-legeringer til strukturelle elementer som bilbeslag

Here’s a table summarizing the critical properties of Zamak alloys and ZA alloys:

Fordelene ved zinkstøbte komponenter

Zinc die casting part stands out in the manufacturing industry for its impressive mix of properties and economic advantages. Here’s what makes it so popular:

• Lavt smeltepunkt: Zinc’s low melting point (about 380 °C) allows it to flow rapidly into molds, creating dramatic shapes and thin walls. This means: 
• Hurtigere behandling: Formene fyldes hurtigere, hvilket resulterer i kortere processer. 
• Færre fejl: Den langsommere flowhastighed reducerer risikoen for, at slutprodukterne bliver blottet eller revner. 
• Stærk tolerance: Zinkstøbning bevarer sin form usædvanligt godt efter afkøling, hvilket resulterer i dele med et ensartet design og stærke tolerancer. Det eliminerer behovet for nyt udstyr og sparer tid og penge. 

Zinklegeringer: Mekaniske egenskaber

Styrke og duktilitet

Zinklegeringer giver en fantastisk balance. De er stærkere end de fleste konventionelle ikke-metalliske trykstøbelegeringer. Zinklegeringer kan modstå højere belastninger. Derudover er de ideelle til anvendelser, der kræver styrke. 

Yderligere fordele

Naturlig modstandsdygtighed over for korrosion

Zink giver naturlig korrosionsbeskyttelse, hvilket gør det velegnet til vand eller enkle anvendelser. Denne naturlige modstandsdygtighed kan forbedres yderligere ved plettering eller kromatering for at opnå endnu bedre beskyttelse, hvilket i nogle tilfælde reducerer behovet for yderligere belægninger. 

Termisk og elektrisk ledningsevne 

Zinks gode varmeledningsevne gør det til et ideelt materiale til kølelegemer, der hjælper med at forhindre varmeafledning i elektroniske komponenter. Dets elektriske egenskaber kan også være nyttige i nogle elektriske anvendelser. 

Genanvendelig 

Zink er i høj grad genanvendeligt. Skrot fra trykstøbningsprocessen og gammelt zinkmateriale kan genbruges, hvilket bidrager til en bæredygtig produktion. 

Omkostninger 

Zink i sig selv er relativt omkostningseffektivt, og trykstøbningsprocessen er effektiv. Denne kombination gør zinkstøbning til en økonomisk venlig masseproduktionsproces. 

Afslutningsvis tilbyder zinkstøbte dele gode egenskaber som f.eks:

• hastighed
• nøjagtighed
• Styrke
• overkommelige priser
• miljøvenlighed

Det gør den til en alsidig og værdifuld løsning til mange anvendelser på tværs af brancher.

Trykstøbningsproces for zinklegeringer 

Trykstøbte komponenter i zink er en højtryksproces, der omdanner smeltet zink til ensartede, tætte dele.

• Trykstøbning med varmt kammer: Hurtig formning af zink Varmkammerstøbning er meget effektiv til zinklegeringer på grund af deres lave smeltepunkt. Her kan du se hvordan: 
• Formforberedelse og smeltet zink: Metalformene rengøres, smøres og forvarmes. I mellemtiden står den smeltede zink i en ovn, klar til at blive støbt. 
• Højtryksindsprøjtning: Et stempel presser smeltet zink under højt tryk ind i formen og udfylder endnu flere detaljer. 
• Størkning og udstødning: Zink afkøles hurtigt og størkner og tager form efter formen. Når det er hærdet, åbner formen sig, og ejektorstifter skubber den nye støbning ud. 
• Trimning og efterbehandling: Overskydende materiale fjernes fra gran og overskud. Støbningen kan kræve yderligere efterbehandling, f.eks. afgratning, plettering eller maling.
• Fordelen ved det varme kammer: Denne metode giver hurtigere cyklustider, fordi det smeltede metal hele tiden er tilgængeligt, og opsætningen af udstyret er enklere end koldkammermetoder. 

Trykstøbningens fordel i forhold til andre metoder 

Trykstøbning giver klare fordele i forhold til andre støbemetoder:

• Høj produktion og gentagelsesnøjagtighed: Højt tryk og automatisering muliggør hurtig produktion af ensartede kvalitetsdele.
• Komplekse former og snævre tolerancer: Trykstøbning udmærker sig ved at skabe indviklede former med tynde vægge og snævre tolerancer på grund af nøjagtige formformer og høje indsprøjtningstryk.

Trykstøbning af zinklegeringer er en hurtig og omkostningseffektiv metode til at producere stærke dele af høj kvalitet i store mængder.

Anvendelser af zinkstøbning

Zinc die casting parts are used in various industries. Let’s explore some examples:

Bilindustrien

Trykstøbning af zink bruges i vid udstrækning i bilindustrien til mange formål. Trykstøbte dele i zink giver bilindustrien styrke, nøjagtighed og omkostningsbesparelser for komponenter og dele. Nogle af de mest almindelige anvendelser er angivet nedenfor.

• Motorkonsoller 
• Transmissionshuse
• Dørhåndtag
• Knapper
• Rammer
• Beslag

Forbrugerindustrien

Zinkstøbedele har gode eksempler i forbrugerindustrien. Trykstøbning i zink giver mulighed for komplekse og smukke designs til forbrugerprodukter og producerer dele af høj kvalitet til døre, beslag og møbler. Processen giver holdbare og korrosionsbestandige produkter. Nogle almindelige eksempler er:

• Kølelegemer
• Dørhåndtag
• Hængsler 
• Dele til møbler

Belysning

Trykstøbte dele i zink har mange fordele i elektriske applikationer. Zinklegeringer er stærkere end mange plastmaterialer eller andre metallegeringer. Zink har også fremragende elektromagnetisk afskærmning og vibrationsdæmpende egenskaber, som begge er ønskelige, når man skal beskytte interne elektriske komponenter.

Nogle almindelige eksempler er:

• Belysningsarmaturer
• Reflektorer

Robotteknologi

Der er stor efterspørgsel efter lette og funktionelle komponenter, som kan klare gentagne robotbevægelser. Trykstøbning af zink har en fantastisk evne til at fremstille komplekse former med et godt forhold mellem styrke og vægt. I dag undersøges zinkstøbning til brug i mange robotdele, f.eks:

• Robotarme,
• Gribere
• Sensorhus

Overvejelse af trykstøbning i zink vs. trykstøbning i aluminium

Valget af trykstøbning i zink eller aluminium afhænger af dine prioriteter. Her er en tabel, der opsummerer de vigtigste forskelle:

Zink udmærker sig ved form- og bevægelsesstabilitet, mens aluminium styrker stive komponenter.

Konklusion

Zinklegeringer brillerer i trykstøbning på grund af deres vindende kombination af materiale og omkostningseffektivitet. De har fremragende egenskaber som f.eks:

• God styrke
• Naturlig korrosionsbestandighed
• Evne til at genbruge

Trykstøbningsprocessen giver mere nøjagtige dele, hurtigere produktionshastigheder og mindre efterbehandling. Zinklegeringer er ideelle til fremstilling af store mængder i industrien. Disse legeringer har en række anvendelser fra bilindustrien til forbrugerelektronik. Trykstøbning i zink former i stilhed vores hverdag.

Ofte stillede spørgsmål

Bliver zinklegeringer anløbne?

Zinc alloys are also prone to tarnishing, but it is not like iron rusting away. Here’s a breakdown:

Anløbning vs. rust: Rust er korrosion, der er forbundet med jern (Fe). Jern kombineres med ilt og fugt og afgiver jernoxid, som er almindeligt kendt som rust. Dette røde, skællende stof ødelægger metallet.

Korrosion af zinklegeringer: Når zinklegeringer udsættes for atmosfæren, reagerer de med ilt og danner zinkoxid. Dette lag giver en vis beskyttelse af de senere lag, men det kommer i form af en hvid film, der ødelægger finishen.

Hvad er en kobber-zink-legering?

Et andet navn for messing er kobber-zink-legering. Det er måske en af de mest udbredte og mest fleksible typer metallegeringer, der findes. Messing er en legering, der er fremstillet af en kombination af kobber og zink, hvor forholdet er mere kobber end zink, nemlig ca. 66% kobber og 34% zink.

Hvad er krydsord om kobber- og zinklegering?

Løsningen på krydsordet for udtrykket; en kobber- og zinklegering ville være BRASS.

Here’s why:

Materiale: Kobber-zink-legering kaldes ofte messing.

Længde på krydsord: "Messing" er helt passende med fem eller seks bogstaver, som er typiske længder for svar i krydsord.

Selv om der findes andre kobberbaserede legeringer, som f.eks. kobber-tin-legeringen kendt som bronze, er den mest almindelige messing.

Hvad er zinklegeret metal?

Zinc alloy metal is a type of metal that has zinc as the major component but other metals are included to improve on its properties. Here’s a breakdown:

Zink: The alloy base that gives the material’s optimum cost, weight, and formability.

Legeringselementer: Disse er generelt metaller som aluminium, kobber, magnesium og til tider jern. Hvert grundstof bidrager med specifikke egenskaber: Hvert grundstof bidrager med specifikke egenskaber:

Aluminium: Øger styrken, sænker smeltepunktet og hjælper med støbning.

Kobber: Forbedringer af egenskaber som styrke, korrosionsbestandighed og bearbejdelighed.

Magnesium: Forbedrer dimensionsstabiliteten og støbbarheden.

Jern kan øge styrken og korrosionsbestandigheden, men det kan også gøre legeringen skør, når den bruges i store mængder.

Kan zinklegering ruste?

Zinc alloys do not Rust in the actual sense because Rusting is a precise form of corrosion occurring on Iron. However, zinc alloys do not rust; they corrode differently than steel. Here’s a breakdown:

Rust: Jern (Fe) kombineres med ilt (O2) og fugt (H2O) for at producere jernoxid (Fe2O3), som generelt er kendt som rust. Dette røde, skællende stof får grundstoffer til at miste deres styrke.

Zinklegering Korrosion: When exposed to the atmosphere, zinc alloys can create a layer of zinc oxide, a compound of zinc and oxygen. This layer protects against further corrosion, but it makes a white hue on the surface that can spoil the piece’s look.