자막 5는 아연 합금 카테고리에 속합니다. 자막 5는 알루미늄 3.5-4.3%, 마그네슘 0.03-0.08%, 구리 0.75-1.25%가 함유된 아연 합금입니다. 인장 강도는 330MPa, 밀도는 6.7g/cm³, 녹는점은 380~385°C입니다. 자동차, 항공우주 및 소비재의 고강도 부품 다이캐스팅에 사용됩니다.

이 글에서는 주조 공정, 물리적, 기계적, 화학적 특성과 함께 주요 이점에 대해 알아보세요.

자막 5의 구성 및 속성

자막 5의 화학 성분

아연 기반 합금인 자막 5는 네 가지 원소로 구성되어 있습니다. 아연, 알루미늄, 구리, 마그네슘이 바로 그것입니다. 이 원소들은 성능의 역할에 큰 변화를 가져옵니다.

아연(96-98%):

아연은 자막 5 합금의 베이스입니다. 아연은 녹는점이 낮기 때문에 다이캐스팅 기법과 잘 어울립니다. 순도 99.99%의 아연을 선택하세요. 합금의 불순물은 부품의 기계적 특성에 영향을 미치기 때문입니다.

예를 들어 납(0.003% 이상) 또는 카드뮴(0.002% 이상)은 부품을 약화시키거나 균열을 일으킬 수 있습니다. 또한 아연의 순수한 상태는 부식에 잘 견딥니다.

알루미늄(3.5-4.3%):

자막 5에서 알루미늄의 기여는 미세 구조를 개선하여 알루미늄을 강화하는 것입니다. 응고되는 동안 알루미늄은 금속 간 상을 형성합니다. 그 결과 구조와 강도가 개선됩니다.

예를 들어, 주어진 이미지에서 고용체는 아연이 풍부한 부분이 381°C에서 응고되는 것을 보여줍니다. 한편, 알루미늄이 풍부한 상은 277°C에 도달하면 형성됩니다.

위상은 의도적으로 단단하고 연성인 영역을 지정합니다. 알루미늄을 3.5% 이하로 첨가하면 균열이 발생하고, 4.5%를 초과하면 취성이 높아져 파손될 가능성이 높아지기 때문입니다.

마그네슘(0.03-0.08%):

자막 파이브의 마그네슘 함량은 곡물 경계에서 불순물을 차단합니다. 그렇기 때문에 다음을 피할 수 있게 되었습니다. 입계 부식. 또한 이 성분을 첨가하면 합금의 유동성이 훨씬 좋아져 주조 중에 금형을 고르게 채울 수 있습니다.

과도한 양의 마그네슘은 고온 챔버 다이 주조(385°C)에 좋지 않습니다. 산화로 인해 표면에 어두운 반점이 생깁니다. 따라서 작동 중에 매우 엄격한 관리가 필요합니다.

구리(0.75-1.25%):

자막 5 합금의 구리는 그 능력을 강화합니다. 고온을 견딜 수 있습니다. 특히 약 150°C에서 더욱 그렇습니다. 합금 구조가 안정화됩니다. 따라서 구리가 없는 아연에 비해 크리프 저항이 증가합니다.

구리는 또한 합금의 기계적 특성을 유지하는 데도 작용합니다. 구리는 노화 속도를 늦춰 10년 이상 지속됩니다.

또한 1.25% 이상의 구리를 과도하게 사용하면 취성이 발생하고 양이 감소하면 다음과 같은 원인이 발생합니다. 신장 반대로 최대 30%.

자막 5의 물리적 특성

밀도:

자막 5의 인장 강도는 6.7g/cm³입니다. 밀도가 무게에 영향을 미치기 때문에 강철(7.85g/cm³)보다 15% 더 가볍습니다. 하지만 알루미늄 합금(2.7g/cm³)과 비교하면 60% 더 무겁습니다.

녹는점:

자막 5 합금은 기본적으로 380°C에서 385°C 사이의 낮은 융점을 가지고 있습니다. 따라서 알루미늄보다 25% 적은 에너지를 소비합니다.

또한 주조 과정에서 자막 5 콘텐츠는 0.8초 이내에 매우 빠르게 응고됩니다. 또는 약 20초 만에 한 사이클을 완료하는 데 도움이 됩니다.

인장 강도, 항복 강도, 연신율:

자막 5의 인장 강도는 약 330 Mpa입니다. 또한 항복 강도는 220mpa입니다. 그러나 이 합금은 부러지기 전에 최대 7-10%까지 늘어날 수 있습니다.

또한 150°C 이상의 온도에서는 인장 강도가 떨어집니다. 이는 열 연화 또는 미세 구조 변화 때문입니다.

이미지의 응력-변형률 곡선은 선형 탄성 영역을 보여줍니다. 이는 약 220MPa입니다. 또한 소성 변형이 뒤따릅니다.

인장 강도가 15% 부근에서 증가하는 것은 입자 크기(0.02mm)가 작아지기 때문입니다. 이는 전위 이동을 차단합니다.

자막 5의 기계적 특성

경도:

자막 5 등급은 91hb(브리넬 경도)입니다. 10mm 강구를 295N의 힘으로 누르면 이 측정값을 얻을 수 있습니다. 이 과정은 15초 동안 진행되며 3.2mm의 찌그러짐이 남습니다.

경도가 높은 표면으로 긁힘을 방지합니다. 따라서 장식용 또는 문 손잡이와 같은 품목에 적합합니다.

내충격성:

자막 5등급의 샤르피 충격 강도. 20°C에서 53J가 될 수 있습니다. 그러나 연성이 -20°C로 떨어지면 35J로 떨어집니다.

진동에 노출되는 부품을 생산해야 할 때마다 재종의 인성이 중요합니다.

피로 강도:

Zamak 5는 100만 사이클을 완료할 경우 최대 100Mpa의 주기적 응력을 처리할 수 있습니다. 그러나 거친 표면(Ra > 1.6 µm) 또는 날카로운 모서리의 결과는 한계에 영향을 미쳐 70 Mpa로 이어집니다. 지속적인 진동과 경쟁하는 zamak5는 세탁기 장비에 적합합니다.

자막 5 합금의 장점

높은 중량 대비 강도 비율

아연 알루미늄 합금인 자막 5의 무게 대비 강도 비율은 49Mpa입니다. 인장 강도와 밀도가 우수합니다. 이는 A380 등급의 알루미늄보다 훨씬 높고(30%), C93200 구리보다 약 50% 더 가볍습니다.

이 외에도 자막 5 합금 53J의 충격 강도는 A380 알루미늄(40J)과 ZA-12(45J)를 능가합니다. 이것이 바로 이 등급이 더 가볍고 강도가 높은 부품에 적합한 이유입니다. 드릴 하우징과 자전거 페달이 이에 해당합니다.

우수한 내식성

습도(85% RH) 또는 염분이 많은 환경에 노출되면 부품에 녹이 발생할 수 있습니다. 이 경우 화학 성분(0.08% 마그네슘)이 녹을 방지합니다.

이 금속은 약 500시간 동안 염수 분무 테스트를 견디며 놀랍게도 표면 침식 가능성이 0.1mm 미만으로 나타났습니다.

이러한 종류의 등급은 일반적으로 해양 하드웨어의 부식을 방지하는 데 효과적입니다. 예를 들어 보트 클리트나 데크 경첩과 같은 부품에 코팅을 하지 않아도 부식을 방지할 수 있습니다.

뛰어난 캐스팅성

자막 5는 95% 유동성으로 금형을 채웁니다. 이 소재는 주조성이 뛰어나 복잡한 형상을 만들 수 있는 합금입니다. 예를 들어 0.5mm 톱니를 추가하여 시계 기어나 노트북 경첩을 디자인할 수 있습니다.

주조는 벽이 매우 두꺼운 부품을 생산하므로 냉각에 걸리는 시간이 짧습니다. 또한 CNC 가공 황동에 비해 생산 비용을 최대 40%까지 절감할 수 있습니다.

높은 연성

자막 5 합금은 부러지지 않고 약 7-10%의 신축성을 가집니다. 연성이 높기 때문에 냉간 성형이 가능합니다. 이는 균열을 방지하기 위해 배관 엘보나 전기 커넥터에 필요합니다. 이러한 가공성은 2차 작업(스레딩 또는 드릴링)에 도움이 됩니다.

자막 5의 애플리케이션

자동차 산업

자막 5 합금은 자동차 부품을 만듭니다. 여기에는 인젝터 노즐, 센서 하우징 및 변속기 브래킷이 포함됩니다.

엔진 마운트와 같은 부품에서 최대 ±0.05mm의 치수 안정성(허용 오차)을 제공합니다. 따라서 최고의 진동에도 완벽하게 맞출 수 있습니다.

항공우주 산업

자막 5의 기계적 특성으로 인해 제조업체는 객실 조명 베젤이나 통풍구 슬레이트와 같은 중요하지 않은 부품을 제작합니다. 하지만 150°C 이하의 온도에서는 사용이 제한됩니다.

건설 산업

건설 분야에서는 Zamak 5를 사용하여 문 손잡이, 창문 잠금 장치 또는 지붕 브래킷을 제작합니다. 정교하고 세련된 외관이 장점입니다.

지문과 변색은 수도꼭지 손잡이의 외관을 손상시킬 수 있으므로 크롬 코팅을 해야 하는 이유입니다.

소비재 산업

자막 5는 고강도 등급입니다. 카메라 렌즈 마운트, 블렌더, 베이스 및 지퍼 슬라이더의 형태를 만들 수 있습니다. 또한 용접성이 우수합니다.

즉, 레이저 타입은 스마트폰 프레임의 이음새와 같은 부품을 200mm/분 속도로 가공할 수 있습니다. 이것이 바로 조립 비용을 절감할 수 있는 이유입니다.

자막 5와 자막 3의 차이점

1. 화학 성분 비교:

가장 큰 차이점은 Zamak 5에 구리가 포함되어 있다는 것입니다. 이것이 바로 고온 저항성을 높이는 이유입니다.

한편 자막 3에는 구리가 거의 들어 있지 않습니다. 하지만 이는 습한 환경에서 주조성과 내식성을 향상시키기 위한 것입니다.

2. 기계적 구성 비교:

자막 5는 강도와 경도가 더 우수하고 높습니다. 따라서 하중을 견디는 부품을 제조하는 데 적합합니다.

반대로 자막 3의 합금에는 더 높은 연성이 있습니다. 복잡하고 어려운 굴곡을 지원합니다.

애플리케이션 비교

자막은 치수 안정성이 필요한 부품에 적합합니다. 예를 들어 자동차 엔진 브래킷과 산업용 밸브 본체 등이 있습니다.

저비용 다이캐스팅 합금인 자막 쓰리는 매끄러운 표면 부품을 제조합니다. 장난감이나 장식용 램프 베이스처럼 말이죠.

선택 요소:

• 힘 대 비용: 자막은 자막 3보다 약 12% 더 비쌉니다. 하지만 혹독한 환경에서는 최대 50%까지 지속됩니다.
• 내식성: 자막 3은 더 나은 내식성을 제공하며 해안가 수도꼭지에 이상적입니다. 한편 자막 5는 가공된 기어와 같은 부품에서 우수한 내마모성을 제공합니다.
• 하중 유형: Zamak 5의 경도가 더 높기 때문에 동적 하중(예: 기어, 펌프 부품)과 경쟁할 수 있습니다. Zamak 3은 장식 트림과 같은 정적인 항목에 적합합니다.
• 표면 마감: 자막 3은 매우 매력적이고 세련된 마감 처리로 주얼리 걸쇠의 요구 사항을 충족합니다. 한편 자막 5는 미려한 외관을 연출하기 위해 코팅을 추가로 레이어링해야 합니다.
• 규정 준수: Zamak 5는 자동차용 ASTM B240 규정을 충족합니다. 내열성 부품을 제작합니다. Zamak 3는 비용에 민감한 제품에 적용되는 ISO 301 표준을 따릅니다.

자막 5의 제조 공정

다이 캐스팅 프로세스

고온 챔버 다이캐스팅은 아연-알루미늄 합금과 잘 어울리므로 자막 5를 주조할 수 있습니다. 융점이 낮고 400°C에서 가열할 수 있어 유동성을 최적화할 수 있습니다.

용융 합금을 강철로 만든 금형 캐비티에 주입합니다. 제조업체는 1000~3000bar의 압력을 가합니다. 몇 초 만에 단단한 형태로 만들어지며 공차가 엄격합니다.

이 기술은 대량 생산에 적합하며 매끄러운 표면(1.6µm)을 얻을 수 있습니다. 또한 후처리의 필요성도 줄어듭니다.

아연 주조는 매우 저렴한 제조 방법입니다. 그렇기 때문에 대부분의 대량 생산 플랫폼에서 이 방법을 선택합니다. 여기에는 자동차 브래킷이나 가전제품 하우징이 포함됩니다.

프로세스 매개변수

중요한 매개 변수는 다음과 같습니다:

• 사출 압력(700-1000bar). 결함을 방지합니다,
• 조기 냉각을 방지하기 위한 다이 온도(150-200°C)
• 냉각 속도(50°C/s)는 정제된 입자 크기(0.02mm)를 지원합니다.

실제 출력 결과를 얻으려면 이러한 단계를 조정하는 것이 중요합니다. 인장 강도와 같은 기계적 특성이 향상됩니다.

이러한 매개 변수는 부품의 변형 변수도 방지합니다. 적절한 냉각 시스템은 내부 결함을 줄이고 피로 저항을 개선합니다.

가공 및 마감

Zamak 5 등급은 150m/min의 절삭 속도로 가공할 수 있습니다. 이송 속도는 회전당 0.1mm 내외로 변동합니다. 이는 카바이드 공구에 따라 다릅니다.

수성 냉각 채널은 과도한 열을 제거합니다. 또는 매우 정확한 스레딩 또는 그루브 가공을 지원합니다.

고품질 마감으로 부품을 만드는 것은 가장 필수적인 단계 중 하나입니다. After 전기 도금, 부품이 부식에 더 잘 견딥니다.

다양한 마감 옵션에서 제조업체는 건축용 하드웨어에 파우더 코팅을 적용하여 내구성을 더합니다. 한편 페인트 코팅은 램프 베이스와 같은 장식 품목에 완벽하게 밀착됩니다.

환경 영향과 관련된 위의 모든 사항은 훨씬 더 중요합니다. 따라서 친환경적인 방법을 채택하세요. 예를 들어, 폐쇄 루프 워터 시스템을 사용하여 파우더 레이어를 도포할 수 있습니다.

결론:

자막 5는 아연 기반 금속입니다. 알루미늄, 마그네슘, 구리 등의 원소가 많이 포함되어 있습니다. 따라서 무게 대비 강도, 내식성, 주조성이 뛰어납니다. 대량 생산 수요를 충족하기 위해 다이캐스팅 기술을 사용합니다. 비용 효율적이며 자막 3 또는 알루미늄과 같은 대체 소재보다 성능이 뛰어납니다.