아연 주조 공정은 내구성이 뛰어난 부품을 정밀하게 제조하는 데 사용됩니다. 제조업체는 아연을 녹는 온도에서 녹여 금형에 충전합니다. 금형에는 제품 모양이 담겨 있습니다. 자동차, 산업 또는 전자 제품과 같은 모든 산업에 해당합니다. 기본적으로 이 공정은 적은 노력으로 매우 복잡한 부품을 만드는 데 이상적입니다.

이 문서에서는 다양한 합금과 용도를 포함하여 아연 주조란 무엇인지 정의합니다. 이 주조 기술의 특별한 용도, 장점 및 단점에 대해 알아보세요.

징크 캐스팅이란 무엇인가요?

아연 주조는 제조 공정입니다. 공차가 엄격한 부품을 만듭니다. 그 공차는 0.1mm까지 작을 수 있습니다. 핵심 단계는 아연을 녹여 고압(1,500~2,500psi)으로 다이에 붓는 것입니다. 이 시점에서 액체는 실제 모양으로 변환됩니다.

아연 주조 합금

아연과 다른 금속의 조합은 다양한 아연 합금을 형성합니다. 이러한 합금은 각 산업을 지원하는 독특한 모양의 부품을 만드는 데 매우 중요합니다. 다른 원소를 첨가하면 합금의 용융 온도(약 385°C)가 낮아집니다. 또한 6.6g/cm³의 밀도로 무게가 더 가볍습니다.

ZAMAK 2:

자막 2 합금에는 4% 알루미늄, 3% 구리, 0.1% 마그네슘이 함유되어 있습니다. 이 복합재는 약 359MPa의 인장 강도를 제공합니다. 이 합금으로 만든 부품의 경도는 91 브리넬입니다.

그렇기 때문에 자물쇠나 기어와 같은 내마모성 부품에 적합합니다.

385°C에서 녹습니다. 비용에 대해 말하자면, 구리가 더 많이 첨가되기 때문에 약 15% 정도 더 높을 수 있습니다.

ZAMAK 3:

자막 3 에는 아연 96%, 알루미늄 4%, 마그네슘 0.04%가 함유되어 있습니다. 일반적인 합금인 이 합금은 인장 강도 283MPa와 82 브리넬 경도를 제공합니다. 이 합금은 거칠기가 적고(1.6µm 거칠기) 매우 매끄러운 표면을 만듭니다.

쉽게 캐스팅할 수 있습니다. 도어 핸들, 전기 커넥터 및 소비재와 같은 여러 부품을 제조하는 이유는 경제성 때문입니다.

ZAMAK 5:

자막 5는 1% 구리와 자막 3의 나머지 원소를 함유하고 있습니다. 즉, 이 합금의 인장 강도는 328 MPA에 이릅니다. 기어 또는 산업용 설정에서 50,000회 이상의 사이클을 성공적으로 견뎌냈습니다. 또한 이 합금은 387°C까지 일찍 녹아 자막 3보다 부식에 더 잘 견딥니다.

ZA-8:

ZA-8에는 8.4% 알루미늄, 1% 구리, 소량의 마그네슘(0.02%)이 포함되어 있습니다. 최대 120°C의 온도를 관리합니다. 인장 강도는 374MPa입니다. 이 합금은 엔진 하우징과 고응력 또는 고온 전기 어셈블리에 사용할 수 있습니다.

ACuZinc5:

ACuZinc5는 구리와 알루미늄을 5% 더 많이 함유한 합금입니다. 인장 강도는 440MPa입니다. 구리를 첨가하면 경도가 높아집니다. 이는 약 120 브리넬에 이릅니다. 이 합금은 내마모성이 필요한 부품에 적합합니다. 예를 들어, 고강도 베어링이나 유압식.

EZAC(유럽 아연-알루미늄-구리):

이 합금은 구리 함량이 0.5% 정도로 적지만 2% 알루미늄이 포함되어 있어 인장 강도는 310MPa에 이릅니다. 친환경 부품에 사용할 수 있습니다. 코팅과 테스트 요건에 따라 다르지만 1,000시간의 염수 분무에서도 견딜 수 있기 때문입니다. 이 테스트는 해양용 하드웨어에 적용됩니다.

ZA-12:

12% 알루미늄과 0.6% 구리 함량이 있습니다. 인장력은 400MPa입니다. 브리넬 경도는 110입니다. 이는 트럭의 브래킷이나 건축 자재와 같은 구조 부품에 적합합니다.

GDSL(구스 드럭 손더레기어룽):

독일 특수 합금입니다. 1.5% 니켈이 있고 티타늄은 약 0.5%입니다. 150°C에 이르는 고온을 견뎌냅니다. 항공우주 센서 및 압력 의료용 요구 사항은 ±0.05mm 공차를 얻기 위해 이 소재로 만들어집니다.

아연 주조 공정

몰드 생성 및 디자인:

최종 부품에 따라 설계는 캐비티로 금형을 형성하고 강철 금속을 사용합니다. 주조에는 적절한 온도가 필요하므로 이를 제어하기 위해 냉각 채널을 배치합니다.

흥미로운 사실은 설계된 금형(다이)이 교체가 필요하기 전까지 최대 50만 개의 부품을 대량으로 생산할 수 있다는 것입니다.

용융 및 아연 사출 성형:

금속 작업자는 아연 합금을 용융 온도에서 녹입니다. 이 용융된 액체는 금형 쪽으로 이동합니다. 그들은 0.1초 이내에 고압으로 이 액체를 주입합니다.

냉각 및 응고:

냉각 공정은 다이 온도를 150°C까지 낮추는 데 도움이 됩니다. 냉각 채널은 일반적으로 5~10초가 소요되는 아연을 응고시킵니다. 또한 에어 포켓과 같은 다양한 결함도 방지합니다.

배출 및 마무리:

이젝터 핀은 10~20톤의 힘을 사용하여 고형화된 부품을 밀어내는 데 사용됩니다. 이젝션된 부품은 여분의 재료를 잘라내야 하므로 가장자리를 2mm까지 잘라내야 합니다. 또한 바닥을 보호하고 매끄러운 마감을 위해 코팅을 적용해야 합니다.

아연 다이캐스팅 기계의 역할:

주조 결과는 전적으로 선택한 합금과 기계에 따라 달라집니다. 기계는 일반적으로 유압 장치를 사용하여 사출 속도와 압력을 처리합니다. 특히 최신 기계는 스마트하게 작동하며 각 사이클을 30초 이내에 완료할 수 있습니다.

정밀도와 엄격한 허용 오차의 중요성:

아연 다이캐스팅으로 부품을 제작하면 ±0.1mm의 공차를 달성하여 다양한 부품을 조립할 때 완벽한 핏을 얻을 수 있습니다. 이러한 스냅핏 부품은 전자 제품, 자동차 엔진 및 의료 기기에 필요하기 때문입니다.

아연 합금의 특성

아연 합금은 유동성이 높기 때문에 주조성이 우수합니다. 그렇기 때문에 복잡한 디자인 부품을 채우는 데 더 적은 노력이 필요합니다. 또한 낮은 온도에서 녹기 때문에 에너지 사용량이 적고 금형 수명이 연장됩니다.

표에서 볼 수 있듯이 각 합금은 내식성, 인장 강도, 경도 등 다양한 특성을 가지고 있습니다.

아연 대 알루미늄, 마그네슘, 강철:

• 아연 대 알루미늄: 아연은 40% 밀도(6.6g/cm³ 대 2.7g/cm³)가 더 높습니다. 그러나 작업하기가 훨씬 쉽고 더 선명한 디테일을 표현할 수 있습니다.
• 아연 대 마그네슘: 아연은 일반적으로 부식의 영향에 더 잘 견딥니다. 또한 톤당 20% 더 저렴합니다.
• 아연 대 강철: 아연 무게는 약 15%(6.6g/cm³ 대 7.8g/cm³)로 더 적습니다. 녹는 데 더 적은 에너지(60%)가 필요합니다.

아연 주조의 장점

비용 효율성 및 생산 효율성 향상

아연 주조의 가장 큰 장점은 경제성입니다. 낮은 온도에서 녹기 때문입니다. 즉, 더 적은 에너지가 필요합니다.

또 다른 이유는 단일 금형 기능입니다. 따라서 대량 생산을 처리할 수 있고 툴링 비용도 절감할 수 있습니다. 마찬가지로 한 시간에 200개의 부품을 만들 수 있어 인건비도 절감할 수 있습니다.

뛰어난 표면 마감 및 디자인 유연성

아연 주조는 미세한 품질과 매끄러운 표면을 가진 부품을 생산합니다. 마감 처리를 위해 추가 코팅을 할 필요가 없습니다.

또한 0.5mm의 작은 로고, 텍스처 또는 각도를 디자인할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있습니다. 결과적으로 미적 요구 사항을 정의합니다.

복잡한 모양과 얇은 벽을 제작하는 기능

아연 주조는 복잡한 형상에도 12개 이상의 톱니가 있는 기어와 같은 특정 디테일을 추가할 수 있습니다. 또한 최소 0.8mm의 얇은 벽을 가진 부품도 생산할 수 있습니다.

즉, 더 적은 수의 조립 단계만 필요하게 됩니다. 따라서 전체 생산 시간도 30% 단축됩니다.

재활용성 및 환경적 이점

아연은 95%로 재활용이 가능하고 품질이 떨어지지 않으므로 재사용이 가능합니다. 또한 재활용 기술은 원자재에 비해 30%의 에너지를 덜 필요로 합니다. 환경 친화적인 금속입니다.

대량 생산 기능

아연 다이캐스팅은 대량 생산에 적합합니다. 대신 단위당 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 툴링 장비와 기계의 수명이 길어집니다.

아연 주조의 응용 분야

자동차 산업

아연 주조로 브라켓 내구성을 최대 200,000km까지 연장합니다. 또한 공차가 엄격한 연료 인젝터와 내열성(120°C)의 변속기 하우징을 제작합니다.

아연 주조로 제작된 도어 핸들 및 미러 하우징과 같은 부품은 혹독한 날씨에도 견딜 수 있고 부식되지 않습니다.

전자 산업

아연 주조 공정을 통해 생산되는 품목이 많이 있습니다. 여기에는 전기 전도도 16.6 MS/m의 커넥터, 방열판(열 전도도 113 W/m-K), 배터리 케이스 등이 포함됩니다.

이러한 부품은 보호막과 같은 역할을 합니다. 전자기 유도로부터 부품을 보호하기 때문입니다. 또한 10,000번의 플러그인 사이클을 처리합니다.

소비자 제품

100만 회 이상 작동하는 지퍼, 0.5mm 정밀도 핀이 있는 잠금 장치, 50kg의 힘을 지탱하는 도어 핸들, 장식용 제품 등이 아연 주조 소비자 응용 분야입니다.

산업 장비

아연 다이캐스팅은 최대 500시간의 염수 분무에 견디는 기어와 펌프 하우징을 제작합니다. 또한 2000psi의 압력을 관리하는 밸브 본체와 컨베이어 벨트 롤러와 같은 여러 맞춤형 부품도 이 공정을 사용합니다.

새로운 애플리케이션

재생 에너지 는 태양광 패널 프레임과 풍력 터빈 센서를 제조하는 데 아연 주조를 사용합니다. 의료 분야에서는 수술 도구 하우징과 MRI 가공 부품을 생산합니다.

맞춤형 부품 및 프로토타입 제작

아연 주조를 사용하면 2주 이내에 복잡한 형태의 프로토타입을 만들 수 있습니다. 이는 이 공정의 유연성 때문입니다. 한편 맞춤형 자동차 프로토타입은 강철에 비해 개발 비용(40%)을 절감할 수 있습니다.

아연 주조와 다른 제조 방법아연 주조와 알루미늄 다이 주조

알루미늄은 660°C에서 녹기 때문에 아연 합금보다 더 많은 에너지가 필요합니다. 아연 합금 금형은 더 오래 지속되는 반면 알루미늄 금형은 30만 사이클 후에 마모될 수 있습니다. 아연 부품의 강도는 280MPa이지만 알루미늄은 등급에 따라 220Mpa입니다.

그러나 알루미늄 부품은 60% 더 가볍습니다. 아연 주조는 작은 크기의 부품 제조에 적합하지만 알루미늄은 엔진 블록과 같은 큰 크기를 만들 수 있습니다.

아연 대 마그네슘 다이캐스팅

아연은 마그네슘보다 저렴하며 톤당 가격이 25% 더 비쌉니다. 마그네슘은 아연보다 무겁지 않고 30% 더 적습니다. 또한 아연은 염수 분무 테스트에서 5배 더 오래 견딜 수 있습니다.

항공우주 산업에서는 마그네슘의 가벼운 특성 때문에 마그네슘을 선택합니다. 반면 아연은 내구성을 위해 주로 문 손잡이와 같은 소비재를 생산합니다.

아연 대 플라스틱 사출 성형

아연 부품은 플라스틱보다 주조를 통해 더 강한 특징을 갖습니다. 최대 120°C의 열을 견딜 수 있고 뒤틀림이 적습니다. 플라스틱 몰드는 더 저렴하지만 아연 몰드는 공차가 훨씬 더 엄격합니다.

95% 아연 제품은 재활용할 수 있습니다. 그러나 플라스틱은 매번 재활용할 수 있는 것은 아니며 등급에 따라 다릅니다. 결국 매립되는 경우가 많습니다. 아연 주조는 전기 커넥터를 생산하고 제조업체는 플라스틱으로 장난감 하우징을 만듭니다.

아연 주조의 한계

아연은 3배 더 무거운 출력을 내기 때문에 플라스틱 부품은 가볍습니다. 그렇기 때문에 경량 애플리케이션에는 사용이 제한됩니다.

또한 벽면이 매우 얇고 복잡한 디자인은 아연 주조에 어려움을 겪을 수 있습니다. 이젝션 중에 균열이 발생할 수 있기 때문입니다.

결론

아연 주조 는 경제적인 공정입니다. 제조업체는 이 공정을 사용하여 보다 정확한 기능과 우수한 품질의 대형 생산 부품을 생산합니다. 이 공정을 사용하는 산업은 자동차, 전자, 의료 기기 등 다양한데, 가장 일반적인 산업은 자동차, 전자, 의료 기기입니다.

이 공정은 매우 유연한 설계를 제공하며 대량 생산을 지원합니다. 다음 설계에 아연 주조를 사용하여 더 저렴하고 정밀하며 오래 지속되는 부품을 만들어 보세요.