Zinkdruckguss zeichnet sich als außergewöhnlich effizientes und vielseitiges Hochproduktionsverfahren aus, das robuste, präzise und komplexe Metallkomponenten liefert. Im Bereich des Zinkdruckgusses entstehen zwei Hauptlegierungsfamilien. Die erste ist die konventionelle Gruppe, bekannt als ZAMAK-Legierungen, deren Nomenklatur auf ihrer sequenziellen Entwicklung basiert – Legierung 3, Legierung 5 und Legierung 7. Auf der anderen Seite gibt es Zinklegierungen, die im Vergleich zu den herkömmlichen Legierungen einen erhöhten Aluminiumgehalt aufweisen. bekannt als ZA-Legierungen. Diese Kategorie umfasst ZA-8, ZA-12 und ZA-27 und bietet erhöhte Festigkeit und vorteilhafte Lagereigenschaften. Das Verfahren erweist sich für die Herstellung vielfältiger Komponenten als unschätzbar wertvoll.

Zinkdruckgussverfahren

Zinkdruckguss ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Metallteile unter Verwendung von Zink als Ausgangsmaterial hergestellt werden. Dieses Verfahren wird üblicherweise zur Herstellung komplizierter und detaillierter Komponenten für verschiedene Branchen verwendet, darunter Automobil, Elektronik und Konsumgüter. Hier ein Überblick über den Zinkdruckgussprozess:
1. Vorbereitung der Matrize:
• Der Prozess beginnt mit der Herstellung einer Metallform, auch Matrize genannt. Matrizen bestehen typischerweise aus gehärtetem Werkzeugstahl und bestehen aus zwei Hälften, der „Abdeckmatrize“ und der „Auswerfermatrize“.
• Die Matrizen werden präzise bearbeitet, um die gewünschte Form des Endprodukts zu erzeugen.
2. Schmelzen und Einspritzen:
• Zink wird in Form von Legierungspellets in einem Ofen bei Temperaturen um 425 °C (800 °F) bis 455 °C (850 °F) geschmolzen.
• Sobald das flüssige Zink geschmolzen ist, wird es mit einer hydraulischen oder mechanischen Presse unter hohem Druck in die Form eingespritzt. Der Druck trägt dazu bei, dass das geschmolzene Metall den gesamten Hohlraum der Form ausfüllt.
3. Kühlung:
• Nach dem Einspritzen beginnt das geschmolzene Metall in der Form abzukühlen und zu erstarren.
• Die Abkühlzeit wird sorgfältig kontrolliert, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Endprodukts zu erreichen.
4. Auswurf:
• Sobald das Gussstück erstarrt ist, werden die beiden Formhälften getrennt und das neu geformte Teil ausgeworfen.
• Auswerferstifte, die Teil der Form sind, helfen dabei, das Gussstück aus der Form zu drücken.
5. Trimmen und Endbearbeitung:
• Die Gussteile enthalten oft überschüssiges Material, sogenannte Grate, die durch einen Trimmvorgang entfernt werden.
• Um das gewünschte endgültige Erscheinungsbild und die gewünschten Toleranzen zu erzielen, können zusätzliche Endbearbeitungsprozesse wie maschinelle Bearbeitung oder Oberflächenbehandlungen eingesetzt werden.
6. Qualitätskontrolle:
• Es werden verschiedene Qualitätskontrollmaßnahmen implementiert, um sicherzustellen, dass die Gussteile den festgelegten Standards entsprechen.
• Die Inspektion kann visuelle Prüfungen, Maßmessungen und andere Prüfmethoden umfassen.
7. Rückgewinnung und Recycling:
• Überschüssiges oder übrig gebliebenes Material aus dem Gussprozess, wie Angüsse und Angusskanäle, wird in der Regel für die zukünftige Verwendung recycelt.
Zinkdruckguss bietet mehrere Vorteile, darunter eine hohe Maßgenauigkeit, eine hervorragende Oberflächengüte und die Möglichkeit, komplexe Formen mit engen Toleranzen herzustellen. Es handelt sich um eine kostengünstige und effiziente Methode zur Massenproduktion von Metallteilen. Die Vielseitigkeit von Zinklegierungen wie Zamak macht sie für ein breites Anwendungsspektrum geeignet.

WAS SIND DIE VORTEILE DES ZINKDRUCKGUSSES?

Bei der Erörterung der Vorzüge des Zinkdruckgusses wird deutlich, dass andere Gießverfahren häufig Schwierigkeiten haben, mit der Effizienz der Produktionszeit von Zink mitzuhalten. Um Gussteile unterschiedlicher Größe und Stückzahl wirtschaftlich herzustellen, gibt es zahlreiche Gussverfahren. Allerdings zeichnet sich Zinkdruckguss durch deutlich schnellere Produktionsraten im Vergleich zu Aluminium- oder Magnesiumalternativen aus. Darüber hinaus lassen sich Zinklegierungen mit engeren Toleranzen gießen als jedes andere Metall oder jeder andere geformte Kunststoff. Das Konzept der „Net Shape“- oder „Zero Machining“-Fertigung wird zu einem entscheidenden Vorteil beim Zinkguss. Dieser Prozess ermöglicht die Erzielung einer Wiederholgenauigkeit von weniger als ± 0,001 Zoll für kleinere Komponenten, ein Präzisionsniveau, das nur von einigen wenigen Prozessen erreicht wird, wie z. B. dem Aluminiumdruckguss, der eine vergleichbare Endformleistung liefern kann, ohne dass eine zusätzliche Bearbeitung erforderlich ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Zinkdruckgusses ergibt sich aus der außergewöhnlichen Fließfähigkeit, Festigkeit und Steifigkeit von Zink. Diese Eigenschaften ermöglichen die Gestaltung dünnwandiger Abschnitte, was zu geringerem Gewicht und Materialkosteneinsparungen führt. PHB Corp. managt kompetent alle Aspekte des Druckgusses von Zinklegierungen, angefangen von der Formenkonstruktion und -prüfung bis hin zur eigentlichen Herstellung von Zinkkomponenten, der Endbearbeitung und der Verpackung. Die Nutzung der hervorragenden Lager- und Verschleißeigenschaften von Zink ermöglicht nicht nur eine größere Designflexibilität, sondern trägt auch zur Senkung der Herstellungskosten bei. Diese Fähigkeit ermöglicht die schnelle und äußerst effiziente Umsetzung komplizierter Designspezifikationen in ein fertiges Produkt.

Welche Art von Zinklegierungen werden für den Druckguss verwendet?

Beim Zinkdruckguss werden üblicherweise Zinklegierungen mit spezifischen Zusammensetzungen verwendet, um die gewünschten Eigenschaften der Gussteile zu erzielen. Zu den am häufigsten verwendeten Zinklegierungen für den Druckguss gehören:
1. Zamak-Legierungen:
• Zamak 3 (ASTM AG40A): Es ist die am häufigsten verwendete Zinklegierung für Druckguss. Zamak 3 sorgt für ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Duktilität und Fließfähigkeit beim Gießen. Es wird häufig für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet, darunter Automobilkomponenten, Unterhaltungselektronik und verschiedene Haushaltsprodukte.
• Zamak 5 (ASTM AC41A): Ähnlich wie Zamak 3, jedoch mit höherem Aluminiumanteil, was eine höhere Festigkeit und Härte bietet. Zamak 5 wird häufig für Anwendungen gewählt, bei denen verbesserte mechanische Eigenschaften erforderlich sind.
• Zamak 2 (ASTM AC43A): Diese Legierung weist im Vergleich zu Zamak 3 eine höhere Festigkeit und Härte auf und eignet sich daher für Anwendungen, die eine verbesserte mechanische Leistung erfordern. Allerdings wird es weniger häufig verwendet als Zamak 3 und Zamak 5.
2. ZA-Legierungen:
• ZA-8 (ASTM AG40B): Diese Legierung enthält höhere Mengen an Aluminium als herkömmliche Zamak-Legierungen und bietet dadurch eine verbesserte Festigkeit und Härte. ZA-8 wird häufig für Anwendungen gewählt, bei denen eine erhöhte mechanische Leistung erforderlich ist, beispielsweise bei der Herstellung von Teilen, die einer höheren Beanspruchung ausgesetzt sind.
• ZA-12 (ASTM AG40C) und ZA-27 (ASTM AG40D): Diese Legierungen haben einen höheren Aluminiumgehalt als ZA-8, was zu weiteren Verbesserungen der Festigkeit und Leistung führt. ZA-12 und ZA-27 werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Festigkeit und Haltbarkeit von entscheidender Bedeutung sind, beispielsweise in hochbeanspruchten Industriekomponenten.
3. Andere Zinklegierungen:
• Zink-Aluminium-Legierungen (ZA): Neben ZA-8, ZA-12 und ZA-27 gibt es weitere Zink-Aluminium-Legierungen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, um spezifische Leistungsanforderungen zu erfüllen.
• Zink-Aluminium-Kupfer-Legierungen (ZAC): Diese Legierungen können neben Aluminium auch Kupfer enthalten, was für verbesserte mechanische Eigenschaften sorgt.
4. Speziallegierungen:
• Zink-Titan-Legierungen (ZT): Diese Legierungen können kleine Mengen Titan enthalten, um die Festigkeit und Härte zu verbessern.
• Superloy: Superloy ist eine modifizierte Version von Zamak und enthält kleine Mengen Kupfer, Nickel und Magnesium, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern und die Anfälligkeit für Chip-Löten zu verringern.
Die Wahl der Zinklegierung hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab und berücksichtigt Faktoren wie mechanische Eigenschaften, Gießbarkeit, Kosten und Umweltaspekte. Konstrukteure und Hersteller wählen sorgfältig die Legierung aus, die den Anforderungen der beabsichtigten Anwendung am besten entspricht.

ZINKDRUCKGUSS ODER ALUMINIUMDRUCKGUSS? Gibt es eine bessere Option?

Aluminium ist die vorherrschende Legierung im Druckguss, wobei A380 und ADC 12 die am häufigsten verwendeten Aluminium-Druckgusslegierungen sind. Diese Legierungen sind für ihre optimale Mischung aus Materialeigenschaften und Gießbarkeit bekannt und finden in verschiedenen Branchen breite Anwendung. Die Vielseitigkeit von Druckgussteilen aus Aluminiumlegierungen zeigt sich in ihrer Anwendung in der Elektronik, Kommunikationsausrüstung, Automobilkomponenten, Getriebegehäusen, Rasenmähergehäusen, Hand- und Elektrowerkzeugen und einer Vielzahl anderer Produkte.

Für kleinere Druckgussteile oder solche, die dünnere Querschnitte erfordern, werden üblicherweise Zink– und ZA-Legierungen verwendet. Insbesondere Zinklegierungen ermöglichen eine größere Flexibilität bei der Abschnittsdicke und halten engere Toleranzen ein. Bemerkenswert ist, dass die Schlagfestigkeit von Zinkdruckgusskomponenten die anderer gängiger Metalllegierungen übertrifft. Darüber hinaus erfordert die Verwendung von Zink- und ZA-Legierungen im Vergleich zu Magnesium- und Aluminiumlegierungen niedrigere Drücke und Temperaturen. Dies führt nicht nur zu einer deutlich längeren Lebensdauer der Matrizen, sondern erfordert auch einen minimalen Wartungsaufwand.

Die Auswahl der am besten geeigneten Legierung für eine bestimmte Anwendung hängt von den Designspezifikationen ab. Jede Legierung bringt unterschiedliche physikalische und mechanische Eigenschaften mit sich, die auf die beabsichtigte Anwendung des Endprodukts abgestimmt sind. Die Herstellung von Aluminiumdruckguss erweist sich für leichte Anwendungen als optimal, während Zinkdruckguss in Szenarien glänzt, in denen kleinere oder dünnere Komponenten erforderlich sind. Für Produktdesigner, die auf der Suche nach einem Druckgusslieferanten sind, ist ein umfassendes Verständnis der angebotenen Legierungen und der damit verbundenen Vorteile von entscheidender Bedeutung, um fundierte Entscheidungen treffen zu können.
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