Τα κράματα ψευδαργύρου που χρησιμοποιούνται στη χύτευση περιλαμβάνουν τα Zamak 2, Zamak 3, Zamak 5 και ZA8. Το Zamak 2 έχει 3,8-4,3% αλουμίνιο, 2,7-3,3% χαλκό και 0,035-0,06% μαγνήσιο, με αντοχή σε εφελκυσμό 328 MPa. Το Zamak 3 δεν περιέχει χαλκό (<0,03%), έχει 3,8-4,3% αλουμίνιο και 0,035-0,06% μαγνήσιο, με αντοχή σε εφελκυσμό 283 MPa. Το Zamak 5 περιέχει 3,8-4,3% αλουμίνιο, 0,7-1,1% χαλκό και 0,035-0,06% μαγνήσιο, προσφέροντας αντοχή σε εφελκυσμό 310 MPa. Το ZA8 έχει 8,2-8,8% αλουμίνιο, 0,9-1,3% χαλκό και 0,02-0,035% μαγνήσιο, με αντοχή σε εφελκυσμό 386 MPa και καλύτερη θερμική σταθερότητα.
Θέλετε να δείτε γιατί τις επιλέγουν βιομηχανίες μεγάλου όγκου, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, τα καταναλωτικά αγαθά ή τα ηλεκτρονικά; Βυθιστείτε σε αυτό το κομμάτι για να μάθετε πώς λειτουργούν τα κράματα ψευδαργύρου και τα πλεονεκτήματά τους λεπτομερώς.
Ταξινόμηση των κραμάτων ψευδαργύρου
Τα κράματα ψευδαργύρου εμπίπτουν σε διάφορες κατηγορίες. Δεδομένου ότι έχουν διαφορετικά πρωτογενή στοιχεία κράματος, οι ιδιότητές τους ποικίλλουν. Έτσι μπορείτε να προσδιορίσετε τις μηχανικές τους ιδιότητες, τη συμπεριφορά τους στη χύτευση και τα βιομηχανικά τους εξαρτήματα. Ας ανακαλύψουμε τα κυριότερα από αυτά.
Κράμα Zamak 2
Σύνθεση:
Το Zamak 2 περιέχει ψευδάργυρο ως πρωταρχικό στοιχείο. Επίσης, υπάρχει 3,8-4,3% αλουμίνιο, 2,7-3,3% χαλκός και 0,035-0,06% μαγνήσιο. Έχει μεγαλύτερη ποσότητα χαλκού από άλλα κράματα. Ως αποτέλεσμα αυξάνεται η σκληρότητα και η αντοχή στη φθορά.
Ιδιότητες:
328 Mpa είναι η αντοχή σε εφελκυσμό του Zamak 2. Η σκληρότητα κυμαίνεται από 100 HB. Η υψηλότερη ποσότητα χαλκού σχηματίζει ένα σταθερό φάση α-β ορείχαλκου.
Αυτό σημαίνει ότι αυτά τα κράματα έχουν σταθερότητα διαστάσεων. Όπου είστε σε θέση να έχετε ακριβή αποτελέσματα από τη στερεοποίηση.
Εφαρμογές:
Τα εξαρτήματα που αντιμετωπίζουν καταστάσεις υψηλής πίεσης είναι κατασκευασμένα από zamak 2. Για παράδειγμα, γρανάζια, κλειδαριές και εξαρτήματα βιομηχανικών μηχανημάτων.
Δυαδικές ευτηκτικές φάσεις τυλίγουν δενδρίτες πλούσιους σε ψευδάργυρο. Αυτό είναι το μοναδικό χαρακτηριστικό της μικροδομής αυτού του κράματος. Αυτό είναι επίσης ευεργετικό για τις ανάγκες αντίστασης στη φθορά.
Κράμα Zamak 3
Σύνθεση:
Το κράμα Zamak 3 αποτελείται από μικρότερη ποσότητα χαλκού (<0,03%) μαζί με αλουμίνιο 3,8 - 4,3% και μαγνήσιο 0,035 - 0,06%.
Αυτό το κράμα διακρίνεται από άλλα κράματα zamak καθώς υπάρχει σχεδόν μηδενική παρουσία χαλκού.
Ιδιότητες:
Ο λόγος πίσω από την ανώτερη ολκιμότητα του Zamak 3 είναι η αντοχή του σε εφελκυσμό 283 MPa και η επιμήκυνση 20%. Το μείγμα μαγνησίου συμβάλλει στη βελτίωση των ορίων των κόκκων του ψευδαργύρου. Κατά συνέπεια, μια λεπτόκοκκη δομή αποφεύγει τις ρωγμές κατά τη διαδικασία ψύξης.
Εφαρμογές:
Αυτά τα κράματα ταιριάζουν σε συμπαγή μεγέθη ή περίπλοκα διαμορφωμένα μέρη. Για παράδειγμα, φερμουάρ, ρόδες παιχνιδιών και ηλεκτρικοί σύνδεσμοι.
Μιλώντας για τη μικροδομή του, διαθέτει έναν πιο περίπλοκο δενδρίτη. Υπάρχει κενό 20-40 μm στον οδοντρίτη σε σύγκριση με το Zamak 2. Έτσι, τα κράματα μπορούν να χυτεύουν πολύ συγκεκριμένα εξαρτήματα.
Κράμα Zamak 5
Σύνθεση:
Το κράμα Zamak 5 περιέχει 3,8 - 4,3% αλουμίνιο, 0,7 - 1,1% χαλκό και 0,035 - 0,06% μαγνήσιο. Επίσης, έχει μέτρια περιεκτικότητα σε χαλκό. Αυτό κυμαίνεται μεταξύ των Zamak 2 και Zamak 3.
Ιδιότητες:
Τα κράματα Zamak είναι αυτά που έχουν ισορροπημένη αντοχή (310 MPa εφελκυσμού) και χυτευσιμότητα. Διαθέτει επίσης έναν ενδομεταλλικό σχηματισμό χαλκού-αλουμινίου. Αυτό κάνει η προσθήκη χαλκού, που αυξάνει τη σκληρότητά του έως και 91 HB.
Εφαρμογές:
Το Zamak 5 ενδείκνυται για την κατασκευή εξαρτημάτων αυτοκινήτων (χειρολαβές θυρών, εξαρτήματα καρμπυρατέρ) και υλικού. Η δομή της σύνθεσής του δίνει καλύτερη ρευστότητα, με αποτέλεσμα λιγότερο πορώδες.
Κράμα ZA8
Σύνθεση:
8,2 - 8,8% αλουμίνιο, 0,9 - 1,3% χαλκός και 0,02 - 0,035% μαγνήσιο είναι παρόντα στη σύνθεση του κράματος ZA8. Διαφέρει από τα κράματα zamak λόγω της υπερβολικής ποσότητας αλουμινίου.
Ιδιότητες:
Το ZA8 λειτουργεί στους 120 °C. Η αντοχή σε εφελκυσμό είναι 386 Mpa. Η μικροδομή 40% αυτού του κράματος αποτελείται από ευτηκτική φάση αλουμινίου-ψευδαργύρου. Ένα άλλο χαρακτηριστικό είναι η βελτίωση της αντοχής σε ερπυσμό.
Εφαρμογές:
Μπορείτε να κατασκευάσετε χυτά μέρη υψηλής πίεσης με κράμα ZA8. Για παράδειγμα, περιβλήματα αντλιών και βραχίονες. Παρέχει θερμική σταθερότητα, καθώς στη δομή του υπάρχουν δενδρίτες με απόσταση 50-80 μm.
Superloy
Σύνθεση:
Η κατηγορία υπερκράματος ψευδαργύρου αποτελείται από 6,6 - 7,2% αλουμίνιο, 3,2 - 3,8% χαλκό και <0,005% μαγνήσιο. Το υψηλότερο στοιχείο χαλκού αυτού του κράματος μοιάζει με ορείχαλκο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι έχει την ίδια προένταση.
Ιδιότητες:
Η περιεκτικότητα σε χαλκό-αλουμίνιο κατακρημνίζεται σε σκληρότητα 120 στο Superloy. Περιέχει ένα μείγμα φάσεων άλφα και βήτα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αντοχή τους σε εφελκυσμό είναι τόσο καλή όσο 440 Mpa.
Εφαρμογές:
Αυτό το είδος περιεκτικότητας σε ψευδάργυρο είναι κατάλληλο για τη χύτευση εξαρτημάτων βαρέως τύπου, όπως βάσεις κινητήρα και βιομηχανικά εργαλεία. Στερεοποιείται αργά. Αυτό σημαίνει ότι προάγουν ως αποτέλεσμα τη δενδριτική δομή.
Κράμα AcuZinc 5
Σύνθεση:
Οι συνδυασμοί 2,8 - 3,3% αλουμινίου, 5,0 - 6,0% χαλκού και 0,025 - 0,05% μαγνησίου αποτελούν το κράμα AcuZinc 5. Σε σύγκριση με τα περισσότερα κράματα ψευδαργύρου, περιέχει υπερβολική περιεκτικότητα σε χαλκό.
Ιδιότητες:
Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε χαλκό σχηματίζει μια μήτρα χαλκού-ψευδαργύρου. Αυτό συνιστά αντοχή σε εφελκυσμό 350 Mpa. Η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο υπάρχει για την τελειοποίηση των δομών. Μειώνει επίσης τον κίνδυνο συρρίκνωσης.
Εφαρμογές:
Αυτό το μέταλλο ψευδαργύρου είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την κατασκευή ρουλεμάν και κουζινέτων. Αυτή είναι η ρύθμιση των μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται. Υπάρχει μια τριμερής ευτηκτική φάση. Αυτό λειτουργεί για τη δημιουργία ενός χαμηλού συντελεστή τριβής έως και 0,1-0,15.
Ιδιότητες των κραμάτων ψευδαργύρου
Μηχανικές ιδιότητες
Ο εφελκυσμός των κραμάτων με βάση τον ψευδάργυρο κυμαίνεται μεταξύ 283 Mpa (Zamak 3) και 440 MPa (Superloy). Η τιμή της επιμήκυνσης είναι 10-20%.
Ομοίως, το κράμα Zamak 5 αρχειοθετεί αντοχή σε εφελκυσμό 310 MPa με σκληρότητα 91 HB.
Τα χυτά μέρη ψευδαργύρου παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερη αντοχή (15%) από εκείνα που είναι χυτά με άμμο. Η χύτευση με άμμο προκαλεί επίσης παραλλαγές στα σχήματα επειδή ψύχεται νωρίς.
Το μέταλλο ZA8 ανταγωνίζεται βαριές καταπονήσεις. Αυτό το καθιστά ιδανικό για εφαρμογές υψηλού φορτίου, όπως τα περιβλήματα αντλιών.
Αντοχή στη διάβρωση
Ο μηχανισμός διάβρωσης (που φαίνεται στην εικόνα) απεικονίζει την ηλεκτροχημική συμπεριφορά των κραμάτων ψευδαργύρου. Όπου το οξείδιο του ψευδαργύρου στις ανόδους (Zn → Zn²⁺ + 2e-).
Ο λόγος που το οξυγόνο μειώνεται είναι λόγω των καθόδων (O₂ + 2H₂O + 4e- → 4OH-). Όταν σχηματίζεται προστατευτικό στρώμα, τα ιόντα χλωρίου (Cl-) παράγουν διαλυτό ZnCl₂. Αυτό διαταράσσει αυτό το στρώμα και προκαλεί διάβρωση περίπου 0,1-0,5 mm/έτος.
Η παρουσία περιεκτικότητας αλουμινίου στο μέταλλο ψευδαργύρου (Zamak) σταθεροποιεί την ασπίδα αυτή. Αυτό οφείλεται στην ικανότητά του να αντιστέκεται στη διάβρωση (30%).
Εν τω μεταξύ, η αύξηση των κινδύνων αποσιδήρωσης σε θαλάσσια περιβάλλοντα οφείλεται στα στοιχεία χαλκού.
Θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες
Στην περίπτωση του συντελεστή θερμικής διαστολής, το zamak περιέχει 23 × 10-⁶/°C (ZA8) έως 29 × 10-⁶/°C. Η προσθήκη κραματικών στοιχείων μεταβάλλει την πραγματική ηλεκτρική αγωγιμότητα ή τη μειώνει.
Για παράδειγμα, η προσθήκη περισσότερου χαλκού στο ζαμάκ 3 για να σχηματιστεί το ζαμάκ 2 μειώνει το IACS από 28% σε 26%.
Ωστόσο, η θερμική σταθερότητα γύρω στα 110-125 W/m-K (κάτω από 100°C) αυτών των κραμάτων δεν αλλάζει. Εξαιτίας αυτού, είναι κατάλληλα για μια μεγάλη ποικιλία εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων των ψύκτρων θερμότητας.
Αντοχή στην κόπωση
Κάθε κράμα μετάλλου ψευδαργύρου έχει μέχρι στιγμής όρια αντοχής σε κόπωση. Αυτό κυμαίνεται μεταξύ 120 Mpa του zamak 3 και 180 Mpa του Superloy.
Οι τεχνικές χύτευσης βελτιώνουν την αντοχή στην κόπωση έως και 20%. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι συμπιέζεται η παραμένουσα τάση.
Εν τω μεταξύ, άλλες τεχνικές, όπως η μηχανική κατεργασία, πρέπει να λειτουργήσουν για την ανόπτηση με ανακούφιση από τις τάσεις. Έτσι ώστε να σταματήσει η αρχική ρηγμάτωση
Πίνακας σύγκρισης Zamak 2, 3, 5, ZA-8, Superloy και AcuZinc 5
Πίνακας 1: Ονομαστικά εύρη σύνθεσης (% κατά βάρος)
| Στοιχείο | Zamak 2 | Zamak 3 | Zamak 5 | ZA-8 | Superloy (ILZRO 16) | AcuZinc 5 |
| Αλουμίνιο (Al) | 3.9 - 4.3 | 3.9 - 4.3 | 3.9 - 4.3 | 8.0 - 8.8 | 1.0 - 1.5 | 5.2 - 5.8 |
| Χαλκός (Cu) | 2.7 - 3.3 | 0.03 - 0.06 | 0.75 - 1.25 | 0.8 - 1.3 | 1.5 - 2.5 | 2.5 - 3.0 |
| Μαγνήσιο (Mg) | 0.02 - 0.05 | 0.03 - 0.06 | 0.03 - 0.06 | 0.015 - 0.03 | 0.01 - 0.04 | 0.025 - 0.05 |
| Τιτάνιο (Ti) | - | - | - | - | 0.15 - 0.25 | - |
| Χρώμιο (Cr) | - | - | - | - | 0.05 - 0.15 | - |
| Σίδηρος (Fe) max | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.02 | 0.02 |
| Μόλυβδος (Pb) max | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 |
| Κάδμιο (Cd) max | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 |
| Κασσίτερος (Sn) max | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
| Ψευδάργυρος (Zn) | Υπόλοιπο | Υπόλοιπο | Υπόλοιπο | Υπόλοιπο | Υπόλοιπο | Υπόλοιπο |
Πίνακας 2: Μηχανικές ιδιότητες (τυπικές τιμές χύτευσης)
| Ακίνητα | Μονάδα | Zamak 2 | Zamak 3 | Zamak 5 | ZA-8 | Superloy (ILZRO 16) | AcuZinc 5 |
| Αντοχή σε εφελκυσμό | MPa (ksi) | 359 (52) | 283 (41) | 331 (48) | 374 (54)¹ | ~240-275 (35-40) |
~410-450 (60-65)
|
| Δύναμη παραγωγής (0.2%) | MPa (ksi) | 290 (42) | 218 (32) | 266 (39) | 290 (42)¹ | ~180-220 (26-32) |
~360-400 (52-58)
|
| Σκληρότητα | BHN (10mm/500kg) | ~100 | ~82 | ~91 | ~103¹ | ~80-90 | ~110-120 |
| Επιμήκυνση (% σε 50mm/2″) | % | ~7 | ~10 | ~7 | ~10¹ | ~10-20 | ~5-8 |
Πίνακας 3: Φυσικές ιδιότητες
| Ακίνητα | Μονάδα | Zamak 2 | Zamak 3 | Zamak 5 | ZA-8 | Superloy (ILZRO 16) | AcuZinc 5 |
| Εύρος τήξης | °C (°F) | 380-386 (717-727) | 381-387 (718-728) | 380-386 (717-727) | 375-387 (707-728) | ~378-385 (712-725)² |
~379-388 (714-730)²
|
| Πυκνότητα | g/cm³ (lb/in³) | 6.7 (0.242) | 6.6 (0.238) | 6.6 (0.238) | 6.3 (0.227) | ~6.8 (0.246)² | ~6.6 (0.238)² |
| Θερμική αγωγιμότητα | W/m-K (BTU/hr-ft-°F) | 105 (60.7) | 113 (65.3) | 109 (63.0) | 115 (66.5) | ~110 (63.5)² | ~108 (62.4)² |
| Ηλεκτρική αγωγιμότητα | % IACS | ~26% | ~27% | ~26% | ~27.7% | ~27%² | ~26%² |
| Ειδική θερμότητα | J/kg-K (BTU/lb-°F) | 419 (0.10) | 419 (0.10) | 419 (0.10) | 435 (0.104) | ~420 (0.10)² | ~420 (0.10)² |
Σύγκριση κράματος ψευδαργύρου (Zamak 5) έναντι εναλλακτικών υλικών
| Μετρικό | Κράμα ψευδαργύρου (Zamak 5) | Κράμα αλουμινίου (A380) | Κράμα μαγνησίου (AZ91D) | Χυτός ορείχαλκος (τυπικό κίτρινο) |
Κατασκευασμένα πλαστικά (γενικά)
|
| Σχετικό κόστος (κόστος μέρους)¹ | Μέτρια | Χαμηλή έως μέτρια | Μέτρια έως υψηλή | Υψηλή έως Πολύ υψηλή |
Χαμηλή έως υψηλή (Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον όγκο)
|
| Πυκνότητα (g/cm³) | Υψηλό (~6.6) | Χαμηλό (~2,7) | Πολύ χαμηλό (~1,8) | Πολύ υψηλό (~8,4-8,7) |
Πολύ χαμηλό (~1,0 - 1,5+)
|
| Δύναμη / ακαμψία | Καλή | Καλή (Εξαιρετική αντοχή/βάρος) | Μέτρια έως καλή (εξαιρετική αντοχή/βάρος) | Καλή έως Άριστη |
Κακή έως καλή (εξαιρετικά μεταβλητή)
|
| Μέγιστη θερμοκρασία υπηρεσίας / αντίσταση ερπυσμού | Καλή (περιορισμένη >100°C) | Καλό (Χρήσιμο ~200°C) | Καλή (περιορισμένος >120°C, εξαρτάται από το κράμα) | Εξαιρετικό |
Κακή έως μέτρια (εξαιρετικά μεταβλητή)
|
| Χυτευτικότητα / Μορφοποιησιμότητα² | Εξαιρετική (θερμός θάλαμος, λεπτά τοιχώματα, διάρκεια ζωής μήτρας, χρόνος κύκλου, ανοχές) | Καλή (ψυχρός θάλαμος, καλή ρευστότητα, βραδύτεροι κύκλοι, μικρότερη διάρκεια ζωής μήτρας) | Πολύ καλό (Πιθανός θάλαμος θέρμανσης, λεπτά τοιχώματα, γρήγοροι κύκλοι, χρειάζεται προστασία) | Μέτρια (δύσκολη η χύτευση με εκμαγείο, άλλες μέθοδοι πιο αργές) |
Εξαιρετικό (χύτευση με έγχυση, σύνθετα σχήματα, γρήγοροι κύκλοι)
|
| Επιλογές φινιρίσματος (επιμετάλλωση, βαφή κ.λπ.) | Εξαιρετικό (ευκολότερο να τοποθετηθεί/τελειώσει) | Καλή (ανοδίωση δυνατή, χρειάζεται προετοιμασία για επιμετάλλωση) | Μέτρια (Χρειάζεται ειδική μεταχείριση, κίνδυνος διάβρωσης) | Εξαιρετικό (γυαλίζει καλά, επιμεταλλώνεται εύκολα) |
Μέτρια έως Καλή (Ολοκληρωμένο χρώμα, χρειάζεται λεπτομέρειες για επιμετάλλωση/ζωγραφική)
|
| Βασικά πλεονεκτήματα | Χυτευτικότητα, φινίρισμα, ακρίβεια διαστάσεων, μέτριο κόστος | Χαμηλό βάρος, αντοχή/βάρος, αντοχή στη θερμοκρασία, κόστος | Χαμηλότερο βάρος, αντοχή/βάρος, χυτευτικότητα (λεπτά τοιχώματα) | Αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, ιδιότητες έδρασης, αισθητική |
Χαμηλότερο βάρος, χαμηλό κόστος (υψηλός όγκος), ευελιξία σχεδιασμού, ενσωματωμένο χρώμα
|
| Βασικά μειονεκτήματα | Υψηλή πυκνότητα, χαμηλότερη αντίσταση θερμοκρασίας | Υψηλότερη θερμοκρασία επεξεργασίας/κόστος, χαμηλότερη διάρκεια ζωής από τον ψευδάργυρο | Κόστος, Ευαισθησία στη διάβρωση, Όρια θερμοκρασίας, Κίνδυνος αναφλεξιμότητας (λιωμένο) | Υψηλό κόστος, υψηλή πυκνότητα, δύσκολη χύτευση |
Χαμηλότερη αντοχή/καμψία, χαμηλότερη αντοχή σε θερμοκρασία, ερπυσμός
|
Διαδικασίες κατασκευής για κράματα ψευδαργύρου
A. Χύτευση σε μήτρα
Χύτευση σε καυτό θάλαμο:
Η διαδικασία που μπορεί να αναγκάσει το λιωμένο κράμα ψευδαργύρου στην κοιλότητα της μήτρας να πάρει το προφίλ του προϊόντος είναι ένας θερμός θάλαμος χύτευση ψευδαργύρου. Χρησιμοποιεί συστήματα με φουσκάλες και έμβολα για τη ροή του υγρού.
Η διαδικασία αυτή είναι κατάλληλη για τη χύτευση μετάλλων με χαμηλότερα σημεία τήξης. Γι' αυτό ταιριάζει στον ψευδάργυρο. Ολοκληρώνει τους χρόνους κύκλου της με 50-100 βολές/ώρα.
Χύτευση με ψυχρό θάλαμο:
Η χύτευση σε ψυχρό θάλαμο δεν είναι σαν τον θερμό θάλαμο- ταιριάζει σε κράματα με υψηλότερο σημείο τήξης. Υπάρχει ένας ξεχωριστός κλίβανος για την τήξη του μετάλλου και τη χειροκίνητη έκχυση του στη μήτρα.
Είναι πολύ πιο αργή από τη χύτευση σε θερμό θάλαμο και μπορεί να παράγει 20 έως 40 βολές ανά ώρα. Ωστόσο, υπάρχει λιγότερη μόλυνση από σίδηρο στα κράματα χύτευσης ψευδαργύρου.
B. Χύτευση με βαρύτητα
Στη διαδικασία χύτευσης με βαρύτητα, οι μεταλλουργοί ψύχουν τα χυτά με φυσική συναγωγή. Για το σκοπό αυτό, δημιουργούν ρυθμούς ψύξης 1-10 °C/s.
Εμφανίζονται χονδροειδείς δενδρίτες, οι οποίοι επίσης μειώνουν την αντοχή σε εφελκυσμό σε σύγκριση με τα αντικείμενα που έχουν χυτευτεί με εκμαγείο. Αυτό, ωστόσο, διατηρεί την ολκιμότητα και μάλιστα λειτουργεί βελτιωτικά.
C. Χύτευση με άμμο
Ο πιο δημοφιλής και εύκολος τρόπος χύτευσης είναι η χύτευση με άμμο. Χρειάζεται λιγότερη εργασία και μόνο λιγότερα βασικά βήματα για τη χύτευση εξαρτημάτων ψευδαργύρου.
Σε αυτό, οι κατασκευαστές ρίχνουν λιωμένο ψευδάργυρο στη μήτρα λείανσης και περιμένουν μέχρι να κρυώσει. Στη συνέχεια, η μήτρα ανοίγει για να αφαιρεθεί το τελικό κομμάτι.
Η χύτευση με άμμο διαρκεί πολλές ώρες και ψύχεται αργά γύρω στους 0,1-1 °C/s. Αυτός είναι ο λόγος για το σχηματισμό μεγάλης ευτηκτικής φάσης. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των εξαρτημάτων ZA27 που χυτεύονται με άμμο είναι ότι έχουν καλύτερη θερμική σταθερότητα από τη χύτευση με εκμαγείο.
D. Φινίρισμα επιφάνειας
Η επιφάνεια είναι πολύ σημαντική για την ενίσχυση της ποιότητας και των ιδιοτήτων των κραμάτων. Για παράδειγμα, η ηλεκτρολυτική επίστρωση (5-15μm ψευδαργύρου-νικελίου) σταματά τη διάβρωση 5 φορές καλύτερα.
Σε περίπτωση που θέλετε να αποκτήσετε μια όμορφη εμφάνιση, η επίστρωση σκόνης (50-80μm) είναι πολύτιμη. Αυξάνει επίσης τον αριθμό των κραμάτων που επιβιώνουν σε δοκιμές ψεκασμού αλατιού 500+ ωρών όπως ASTM B117.
E. Κατεργασία
Η σύνθεση των κραμάτων ψευδαργύρου χωρίς μόλυβδο, όπως το Zamak 3, προσφέρει 80% καλύτερη κατεργασιμότητα από τον ορείχαλκο ελεύθερης κοπής. Μειώνει επίσης την τραχύτητα επιφάνειας κατά 0,8-1,6 μm Ra.
Ωστόσο, τα κράματα υψηλού χαλκού που περιέχουν λειαντικά ενδομεταλλικά στοιχεία, όπως το Zamak 2, χρειάζονται εργαλεία καρβιδίου για την κατεργασία.
F. Ανακύκλωση
Τα κράματα ψευδαργύρου μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν μετά τη λήξη της διάρκειας ζωής τους, καθώς περιέχουν ανακυκλώσιμες ιδιότητες 100%. Επαναλιώνονται στους 420-450 °C. Μπορείτε να μειώσετε την εμφάνιση αποβλίττου έως και <2% του βάρους τήγματος, εστιάζοντας στη σωστή ροή. Το κράμα μπορεί επίσης να διατηρήσει τις μηχανικές ιδιότητες μέσω 7+ κύκλων επανακατάψυξης.
Πλεονεκτήματα των κραμάτων ψευδαργύρου
Κόστος-αποτελεσματικότητα
Τα κράματα ψευδαργύρου μπορούν να εξοικονομήσουν έως και 40-60% σε σύγκριση με το αλουμίνιο ή τον ανοξείδωτο χάλυβα για την κατασκευή εξαρτημάτων μικρού μεγέθους. Το κόστος είναι συνήθως 2,50-3,50/kg έναντι 5-8/kg για τα υποκατάστατα.
Επίσης, η επιλογή των επιλογών χύτευσης σε μήτρα μειώνει περισσότερο το ποσοστό της. Αλλά οι τιμές ποικίλλουν ανάλογα με τους τύπους κράματος, τα έργα ή άλλες κατασκευαστικές ανάγκες.
Αντοχή στη διάβρωση και ανθεκτικότητα
Το Zamak μπορεί να επιβιώσει πάνω από 500 ώρες σε δοκιμές ψεκασμού αλατιού συγκριτικά με τον ήπιο χάλυβα (10x). Για παράδειγμα, οι εφαρμογές του ψευδαργύρου ναυτικής ποιότητας διαβρώνονται πολύ χαμηλά, έως και <0,1mm/έτος σε παράκτια περιβάλλοντα.
Υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος
Με καλή αντοχή σε εφελκυσμό, τα μέρη των κραμάτων ψευδαργύρου δίνουν πυκνότητα 6,6-7,1 g/cm³. Επιτρέπει συγκρίσιμη αντοχή. Αυτός ο χυτοσίδηρος έχει πυκνότητα 7,2 g/cm³. Γι' αυτό, λειτουργεί με χαμηλότερο βάρος 20%.
Ικανότητα απόσβεσης
Ο ψευδάργυρος είναι χρήσιμος για την κατασκευή βάσεων στήριξης αυτοκινήτων και μηχανημάτων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μπορεί να αποσβένει 30% περισσότερες δονήσεις από εναλλακτικές λύσεις όπως το αλουμίνιο. Μειώνουν τον θόρυβο έως και 15-20 dB.
Προκλήσεις και περιορισμοί των κραμάτων ψευδαργύρου
Μηχανισμοί διάβρωσης
Αυτά τα κράματα μπορεί να παρουσιάσουν γαλβανική διάβρωση εάν υπάρχουν ευγενέστερα μέταλλα, όπως ο χάλυβας. Τα πλούσια σε χλωριόντα περιβάλλοντα προκαλούν διάβρωση (0,1-0,3 mm/έτος).
Τα κράματα που αποτελούνται από περισσότερο αλουμίνιο παλεύουν με τη διάβρωση των κόκκων πάνω από τους 60°C.
Απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες
Αυτά τα κράματα χάνουν αντοχή έως και 40% όταν αντιμετωπίζονται στους 150°C (Zamak) και 60% στους 200°C (ZA-8). Η μικροδομική χονδρότητα που εμφανίζεται λόγω της θερμικής ανακύκλωσης αποκλίνει από τη διαστατική μετατόπιση ανά 100 κύκλους.
Προβλήματα τοξικότητας
Η έκθεση σε αναθυμιάσεις ψευδαργύρου οδηγεί σε πυρετό από αναθυμιάσεις μετάλλων. Επίσης, ο αερισμός OSHA είναι σημαντικός για τα ίχνη καδμίου. Υπάρχει ανάγκη για ΜΑΠ με φίλτρα P100 και απαγωγή καπνών κατά την τήξη ψευδαργύρου.
Αντοχή σε ερπυσμό
Στο ZA-27, η τάση ερπυσμού φτάνει το 0,5%, λειτουργώντας στα 50 mpa μετά από 1000 ώρες. Τα περισσότερα από τα σύνθετα σχέδια μειώνουν την τάση στο όριο διαρροής. Χρησιμοποιούν ενίσχυση με νευρώσεις για να χειριστούν την παραμόρφωση.
Συμπέρασμα
Τα κράματα ψευδαργύρου διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην κατασκευή διαφόρων εφαρμογών. Είναι οικονομικά αποδοτικό, αλλά προσφέρει εξαιρετική χυτευσιμότητα και αντοχή στη διάβρωση. Όπως και άλλα μέταλλα, έχουν ορισμένους περιορισμούς, αλλά είναι ευέλικτα και ανακυκλώσιμα. Εξασφαλίστε αντοχή σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς με το μέταλλο της επιλογής σας.