Zamak 3 on sinkkiseos. Se valuu helposti. Se on vahvaa ja vakaata. Noin 4%-alumiini auttaa sitä virtaamaan. Tämä mahdollistaa yksityiskohtaiset osat. Autot, elektroniikka ja laitteistot käyttävät sitä. Pehmeys tarkoittaa, että sen työstämiseen tarvitaan kovametallityökaluja. Pinnoitteet torjuvat korroosiota.

Tässä artikkelissa kuvataan Zamak 3:n ominaisuuksia, sen toimintaa, tärkeimpiä vaihtoehtoja ja sitä, miksi se valitaan tehokkaisiin ja tarkkoihin projekteihin.

Zamakin määritelmä ja yleiskatsaus 3

Zamak 3:ssa on myös alumiinia, kuparia ja magnesiumia, mukaan lukien pääelementti sinkki. Sillä on useita korroosionkestävyyttä, kulutuskestävyyttä, lujuutta ja työstettävyyttä koskevia ominaisuuksia. Tämä on hyödyllistä useimmille teollisuudenaloille, erityisesti teollisuudelle.

Zamak 3:n dendriittinen rakenne ja faasit

Sinkkipohjaisella seoksella Zamak 3 on tiettyjä ominaisuuksia. Sen mikrorakenne on ainutlaatuinen. Sen jähmettymisvaiheessa muodostuu dendriittinen rakenne.

Tässä rakenteessa on kaksi päävaihetta (alfa- ja beetavaihe). Alfavaiheessa on runsaasti sinkkiä, kun taas beetavaiheessa on enemmän alumiinia. Nämä vaiheet määräävät seoksen lujuuden ja kestävyyden.

Zamakin koostumus ja ominaisuudet 3

A. Kemiallinen koostumus

Prosenttiosuudet

Zamak 3:n seos sisältää pääasiassa sinkkiä. Se koostuu muista seossisällöistä. Se sisältää esimerkiksi 3,5%-4,3% alumiinia ja 95,6%-96,5% sinkkiä. Se sisältää myös magnesiumia (0,02% - 0,05%) ja kuparia (0,10% - 0,25%).

Kunkin elementin rooli Zamakissa 3

Sinkkivalu toimii Zamak 3 -seoksen peruselementtinä. Se antaa sille rakenteellisen eheyden. Alumiini parantaa osaltaan juoksevuutta. Se tekee seoksesta paljon vahvemman ja muodostaa kiinteän liuoksen.

Magnesiumseos hienosäätää raerakennetta. Se parantaa kovuutta ja vähentää haurautta.

Kuparin lisääminen lisää Zamak 3:n vetolujuutta ja kulutuskestävyyttä, jotta se pärjäisi korkeissa rasitusolosuhteissa.

Jos seoksessa on lyijyä, kadmiumia ja tinaa (epäpuhtauksia) (yli 0,005% kutakin), se voi vaikuttaa mekaaniseen lujuuteen. Se johtaa halkeamiin tai korroosioon.

B. Fysikaaliset ominaisuudet

Lämpölaajenemiskerroin

Zamak 3:n lämpölaajenemiskerroin on noin 27,4 µm/m°C. Siksi seos voi laajentua 0,0274 mm:iin 1 °C:n lämpötilaa kohden. Erityisesti 1 metrin pituisessa työkappaleessa.

Sähkönjohtavuus

Zamak-seokset ovat sähkönjohtavia. Se on noin 28% Kansainvälinen hehkutettua kuparia koskeva standardi (IACS). Se on kuitenkin vähemmän johtava kuin puhdas kupari. Niitä voi kuitenkin käyttää komponenteissa, kuten liittimissä.

Ominaislämpökapasiteetti

Zamak 3:ssa on 420 joulea lämpökapasiteettia. Tämä auttaa erityisesti parantamaan 1 kg:n seoksen lämpötilaa jopa 1 °C:n verran.

Olen muutaman minuutin myöhässä; edellinen kokoukseni on loppumassa. Zamak 3 sulaa 385 °C:ssa. Sen latentti sulamislämpö on 113 kJ/kg.

Kun lämpötila nousee 150 °C:een, tämä seos menettää todennäköisemmin lujuuttaan.

Se säilyttää kuitenkin mittatarkkuuden ja soveltuu matalan tai kohtalaisen korkean lämpötilan kappaleisiin.

C. Zamakin mekaaniset ominaisuudet 3

Jännitys-venymä-käyrät

Kuvassa on kaksi tilaa zamak 3 -harkkojen jännitys-venymäkäyrästä. Toinen on hehkutettu (pehmennetty) ja toinen on liuoksella käsitelty (SFT).

Tyhjäkäynnistetyn materiaalin myötölujuus on 143 MPa. SFT:n jälkeen se paranee ja saavuttaa 212 Mpa:n lujuuden.

Toinen syy näihin parannuksiin on alumiini- ja sinkkifaasien uudelleenjakautuminen kuumentamisen aikana.

Väsymislujuus

Kun Zamak 3 on kestänyt 10 miljoonaa sykliä, se saavuttaa 50 MPa:n väsymislujuuden. Tämä tarkoittaa myös sitä, että seos kestää useita tai toistuvia noin 50 MPa:n rasituksia ilman vikaantumista.

Iskulujuus

Noin 48 J/cm²:n iskunkestävyyden ansiosta metalliseos pystyy vaimentamaan äkillisiä iskuja. Kovuus on 80-100 HB (kovuus). Tämän tarkistamiseksi valmistajat painavat 10 mm:n teräskuulan harkkoon 500-kuorman kuormituksessa.

Zamak 3:n edut

1. Korkea lujuus-painosuhde

Zamak 3:n lujuus-painosuhde on korkea. Tämä johtuu sen vetolujuudesta ja tiheydestä 6,6 g/cm³. Tämä vaikuttaa myös sen painoon, mikä tekee siitä vahvemman kuin tietyt muovit. Se on myös kevyt mutta kestävämpi kuin teräs.

2. Korroosionkestävyys

Tämä metalliseos syöpyy vähemmän, koska siinä on suojaava sinkkioksidikerros. Tämä kerros on sen pinnalla ja estää hapettumista.

Se on tehokas myös kosteissa tai lievästi happamissa olosuhteissa. Näin ne tarjoavat pitkäaikaisen kestävyyden.

3. Erinomainen valettavuus

Zamak-kolmea seosta voidaan käyttää hyvin ohutseinäisten osien valmistukseen. Ne voivat sisältää monimutkaisia muotoja, ja ne voivat olla jopa 0,5 mm ohuita.

Se tuottaa osia, joiden pinta on erittäin hyvä. Tämän vuoksi osat tarvitsevat vain vähän koneistusta tai jälkikäsittelyä. Tämä säästää viime kädessä tuotantoaikaa ja työvoimakustannuksia.

4. Tärinänvaimennusominaisuudet

Zamak 3 vähentää tehokkaasti tärinää. Tämä tarkoittaa, että se voi absorboida jopa 30% enemmän energiaa. Se on parempi kuin teräs.

Tämä ominaisuus toimii vähentämällä melua ja kulumista esimerkiksi liikkuvissa osissa. Siksi koneet ja ajoneuvojärjestelmät valitsevat sen.

Zamak 3:n sovellukset

Autoteollisuus

Autoteollisuus valitsee yleensä Zamak 3:n osiensa valmistukseen. Esimerkiksi polttoainejärjestelmän osat, ovenkahvat ja vaihteistokotelot.

Lisäksi sen paino on pienempi. Tämä vaihtoehtoisesti lisää polttoainetehokkuutta. Korroosionkestävyysominaisuus sopii vaativiin ympäristöihin.

Ilmailu- ja avaruusteollisuus

Valmistajat valmistavat tästä harkosta ei-kriittisiä rakenneosia. Esimerkiksi kannattimia ja kiinnikkeitä.

Se vaimentaa tärinää, mikä vähentää stressiä ja lisää turvallisuutta. Tämä ominaisuus on hyödyllinen ilma-alusten järjestelmissä.

Sähköteollisuus

Zamak 3:a käytetään sähköteollisuudessa liittimien, kytkimien ja koteloiden valmistukseen.

Sillä on hyvä sähkönjohtavuus ja se kestää herkkiä laitteita. Tämä johtuu sen sähkömagneettiset häiriöt kilpi.

Laitteistoteollisuus

Rautakauppa käyttää Zamak 3:a lukkoihin, saranoihin ja koristeosiin. Valettavuutensa ansiosta sillä voidaan valmistaa yksityiskohtaisesti suunniteltuja osia. Korroosionkestävyys parantaa ulkokäyttöön tarkoitettujen esineiden kestävyyttä.

Suojaussovellukset

Elektroniikan sulkimissa Zamak 3 muodostaa EMI-suojia. Se suojaa herkkiä osia sähkömagneettisilta aalloilta. Toimialoja ovat muun muassa televiestintä ja tietotekniikka.

Vastaavat materiaalit ja korvaavat aineet

Zamak 3 Vastaavat materiaalit

Zamak-seosten vertailu:

Kaikki muut zamakkiseokset, mukaan lukien zamak 2, 3, 5 ja 7, sisältävät erilaisia koostumuksia ja ominaisuuksia.

• Zamak 2 sisältää korkeampaa kupariseosta 2,7%-3,3%. Sen vuoksi ne tarjoavat suuremman lujuuden mutta vähemmän sitkeyttä.
• Zamak 3 sisältää alumiinia, magnesiumia ja kuparia vaihtelevissa määrin. Se antaa tasapainoisen lujuuden ja valettavuuden.
• Zamak 5:n kuparipitoisuus on 0,75%-1,25. Siksi seos tarjoaa hyvän kulutuskestävyyden.
• Zamak 7 kestää hyvin korroosiota, koska siinä on vähemmän 0,005% - 0,02% magnesiumia.

Korvikkeet

Alumiini:

Alumiinin (A380) vetolujuus on 324 MPa. Tiheys on noin 2,71 g/cm³. Keveys ja edullisuus ovat niiden etuja. Soveltuu parhaiten auto- ja ilmailuteollisuuteen.

Messinki:

C36000-messingin vetolujuus on 469 Mpa. Tiheys on 8,5 g/cm³. Se on vahvaa ja kestää hyvin korroosiota. Se maksaa kuitenkin enemmän ja on raskaampaa. Käytetään putkistoissa.

Pronssi:

310 mpa on pronssi C93200:n vetolujuus. Sen tiheys on 8,8 g/cm³. Tämä metalliseos on kallis ja tiheä, mutta se kestää kulumista osissa, kuten laakereissa.

Näistä korvaavista aineista zamak 3:n paino on pienempi kuin messingin ja pronssin. Se on kuitenkin alumiinia raskaampi. Voit valita ne edullisena vaihtoehtona yleisten sovellusten valmistukseen. Samaan aikaan alipuut sopivat tiettyihin tarpeisiin.

Koneistus ja valmistus

Leikkausnopeudet ja syöttönopeudet:

Metallien työstäjät työstävät Zamak 3 -harkkoja 100-150 m/min leikkausnopeudella. Syöttönopeus vaihtelee 0,05 ja 0,15 mm välillä. Näillä parametreilla osat poistetaan poiston aikana.

Työkalujen materiaalit

Työkalun materiaalin on oltava kovametallia tai pikaterästä (HSS). Näitä suositellaan niiden työstettävyyden vuoksi Zamak 3:lle.

Ne täyttävät tärkeät kestävyysvaatimukset ja antavat tarkan terävyyden. Niin että työkalu käsittelee harkon pehmeyttä ja kestää kulumista.

Koneistuksen haasteet

Zamak 3:n pehmeys aiheuttaa työkalun kulumista ja purseiden muodostumista. Tämä on Zamak 3 -valun ensisijainen haaste koneistuksessa.

Työkalujen ja mallien optimointi johtaa parempiin tuotoksiin. Kuten jäähdytyksen tai leikkausnäkökohtien säilyttäminen.

Liittämistekniikat

Voit koota Zamak 3:n eri osia juottamalla tai liimaamalla.

Myöskään hitsausta ei tarvita. Koska se voi heikentää metallia ja aiheuttaa rakenteellisia ongelmia.

Korroosionkestävyys ja pintakäsittely

1. Korroosionkestävyys

Sähkökemialliset mekanismit

Sinkki oksidoituu, kun se altistuu kosteudelle tai hapelle. Siitä on tullut syy Zamak 3:n korroosioon sähkökemiallisissa reaktioissa.

Zamakiin vaikuttavat ympäristötekijät 3:

Korroosio-ongelmat lisääntyvät Zamak 3:ssa, jos se altistuu ympäristötekijöille, kuten kosteudelle, pH-tasoille ja suoloille.

2. Pintakäsittely Zamak 3

Kromaus:

Kromaustekniikka on tehokas tapa suojata osia korroosiolta. Tässä. Syntyy kromioksidikerros.

Tämä on eräänlainen ohut pinnoite, jonka paksuus on 0,5-2 µm. Kuusiarvoisen kromin vuoksi ympäristöön kohdistuu kuitenkin huolta..

Anodisointi:

Anodisointiprosessi luo paksumman oksidikerroksen sähkökemiallisin menetelmin. Sen etuja ovat muun muassa parempi korroosionkestävyys ja parempi pinnan kovuus.

Tämä prosessi edellyttää kuitenkin jännitteen ja elektrolyyttikoostumuksen asianmukaista hallintaa.

Maalaus:

Tässä prosessissa kappaleeseen levitetään pohjamaali ja maalikerros. Ennen maalausta on noudatettava tiettyjä vaiheita. Kuten puhdistus ja fosfatointi.

Näin kerrokset pysyvät hyvin kiinni. Maalipinnoituksen jälkeen osa saa suojakilven ja kauniin ulkonäön. Mutta maali voi irrota ajan myötä.

Jauhemaalaus:

Valmistajat käyttävät sähköstaattisesti ladattua jauhetta osien jauhemaalaukseen. Se kovetetaan asianmukaisesti tartunnan varmistamiseksi. Osat saavat paremman kestävyyden ja paksummat kerrokset pienemmällä ympäristövaikutuksella.

Johtopäätökset:

Zamak 3 -seosta käytetään erityisesti yleisissä sovelluksissa. Se on monipuolinen valuharkko, joka antaa erinomaisen valettavuuden ja lujuuden ja kestää korroosiota. Tasapaino-ominaisuuksiensa vuoksi niitä käytetään sellaisilla teollisuudenaloilla kuin autoteollisuus, ilmailu- ja avaruusteollisuus, sähkötekniikka ja rautateollisuus.

Työkalumateriaali, pintakäsittelyt ja työstöparametrit ovat tärkeitä, kun halutaan parantaa seoksen suorituskykyä. Nämä ovat myös halpoja ja kestäviä metalleja, ja niistä on tulossa syy erilaisiin teollisiin käyttötarkoituksiin.