Sinklegeringer for pressstøping: Metallegeringer av sink 2024

Til dags dato er det utviklet over 25 sinklegeringer. På samme måte har sinklegeringer to fremtredende familier: zamak- og za-legeringer. Sinklegeringer bidrar i betydelig grad til trykkstøpte deler. For eksempel dominerer sinkstøping overalt, fra ladestasjoner for elbiler til smarttelefonkomponenter og designmøbler. 

Kilde: (Dynamisk trådløst ladesystem for elbiler basert på segmenterte sinklegeringsplater)

Forfattere: Anurag A. Gadgil, Arya Bairoliya, og Balamurugan Parandhaman

Forskere fra Linköpings universitet har utviklet et oppladbart sink-lignin-batteri. Denne konstruksjonen er unik og svært pålitelig, ettersom den har en levetid på mer enn 8000 lade- og utladningssykluser. Denne innovasjonen har potensial til å bli en billig og langvarig energilagringskilde i områder der det er knapphet på elektrisitet.

Fremveksten av elbiler byr på unike utfordringer på grunn av behovet for lettvektskomponenter. Sinklegeringer har et bedre forhold mellom styrke og vekt. De brukes også i batterihus og komponenter til ladestasjoner for elbiler.

Sinklegeringer er ikke bare legeringer. De er ideelle for mange industrielle deler, som f.eks:  

Bilindustrien

• Dørhåndtak
• Radiatorrister
• Instrumentrammer
• Motorkomponenter

Forbruksvarer

• Deler til hvitevarer
• Beslag til skap
• Leker

 Elektronikk

• TV-fjernkontroller,
• Høyttalerkabinetter til datamaskiner
• Skjerming mot elektromagnetiske forstyrrelser

Konstruksjon

• Dørhåndtak,
• Vindusbeslag
• Roofing materialer
• Dekorative arkitektoniske elementer

Andre bransjer

• sportsutstyr som golfkøller

I denne artikkelen skal vi lære om sinklegeringer for trykkstøping, prosessen, materialene, fordelene, bruksområdene og de ulike typene.

Liste over komplette legeringer av sink (sammensetning og eksempler)

Forstå sinklegeringer for pressstøpte komponenter

Sinklegeringer er allsidige materialer for støpekomponenter. Hvorfor sinklegeringer?

• Utmerket støpbarhet
•  Rask produksjon
• Minimalt med støpefeil
• Utmerket dimensjonsstabilitet
• Gode mekaniske egenskaper
• Høyere styrke
• Høy duktilitet
• Høy slagfasthet
• Naturlig korrosjonsbestandighet
• Utmerket overflatefinish
•  Kostnadseffektivt

Hva er sinklegeringer?

Sinklegeringer er en allsidig gruppe metaller. Sink (Zn) er hovedelementet i sinklegeringer. Sinklegeringer inneholder også andre grunnstoffer, som hver for seg har en spesifikk karakter avhengig av bruksområde. Her er en oversikt over de vanligste kombinasjonene og resultatene av dem

Populære pressstøpelegeringer av sink

Zamak og ZA er de mest populære familiene av sinklegeringer for trykkstøping. Begge har standardiserte sammensetninger. Zamak-legeringer inneholder vanligvis ca. 4% aluminium, mens ZA-legeringer har et høyere aluminiuminnhold (opptil 8%) for økt styrke.

Sinkstøpelegeringer finnes i to hovedfamilier, som hver oppfyller spesifikke krav:

Zamak-forbindelse (Zamak 3, 5 og 7)

Kjennetegn:

God støpbarhet

• Zamak-legeringen er svært smelteresistent og flyter lett inn i formene, noe som gir sterkere former og tynnere vegger. 
• Dette gir raskere produksjonssykluser og færre støpefeil.

Balansert styrke og duktilitet: 

• Disse legeringene gir en god balanse mellom styrke og fleksibilitet. 
• De er sterkere enn de fleste ikke-metalliske pressstøpelegeringer.
• De tåler nedadgående belastninger, men de har også en viss styrke.

Utmerket korrosjonsbestandighet

• Zamak-legeringer har en iboende korrosjonsbestandighet.
• De kan forbedres ytterligere ved plettering eller kromatering.

Vanlige bruksområder

På grunn av sin meget sfæriske form er Zamac-maling mye brukt i forskjellige bruksområder, f.eks.

• Deler til kjøretøyet: dørhåndtak, radiatorgitter, instrumentrammer
• Forbruksvarer: kranhåndtak, deler til hvitevarer, skapbeslag og leker
• Elektronikk: hus, kjøleribber og andre komponenter

ZA-legeringer (ZA-8, ZA-12, ZA-27)

Kjennetegn

Økt innhold av aluminium

• ZA-legeringer har en betydelig høyere andel aluminium (8%) enn Zamak-legeringer (ca. 4%).

Forbedret styrke og krympebestandighet

• Økt aluminiumsinnhold øker legeringens generelle styrke. 
• Det øker også krypmotstanden, et materiale som endrer seg sakte under konstant belastning.

Bruksområder som krever høy styrke og krympebestandighet

• ZA-legeringen er førstevalget når styrke og deformasjonsmotstand er viktige faktorer. 

Vanlige bruksområder

• Deler til kjøretøyet: Tilbehør som braketter og motordeler
• Tilbehør: dørhåndtak, hengsler og låser
• Industrielt utstyr: Materialer som krever høy korrosjonsbestandighet

Sammenligning av Zamak- og ZA-legeringers egenskaper

Her er en tabell som sammenligner de viktigste egenskapene til Zamak- og ZA-legeringer:

Velge riktig sinklegering

Valg av riktig sinklegering avhenger av hva du prioriterer. Trenger du vanskelige strukturer og rask produksjon? Zamak-legeringer vinner med sin fantastiske støpbarhet. 

Hvis høyere styrke og elastisitet er avgjørende, bør du imidlertid velge ZA-legeringer. De tåler tyngre masser og bøying bedre, men det kan være vanskeligere å støpe dem.

Tenk over det:

• Zamak for hverdagslige gjenstander som dørhåndtak
• ZA-legeringer for strukturelle elementer som bilbraketter

Her er en tabell som oppsummerer de kritiske egenskapene til Zamak-legeringer og ZA-legeringer:

Fordelene med pressstøpte komponenter i sink

Støpegods av sink skiller seg ut i produksjonsindustrien med en imponerende blanding av egenskaper og økonomiske fordeler. Her er hva som gjør den så populær:

• Lavt smeltepunkt: Sink har et lavt smeltepunkt (ca. 380 °C) som gjør at det flyter raskt inn i formene og skaper dramatiske former og tynne vegger. Dette betyr at 
• Raskere prosessering: Formene fylles raskere, noe som resulterer i kortere prosesser. 
• Færre feil: Den lavere strømningshastigheten reduserer sjansen for at sluttproduktene blir eksponert eller sprekker. 
• Sterk toleranse: Sinkstøping beholder formen svært godt etter avkjøling, noe som resulterer i deler med ensartet design og sterke toleranser. Dette eliminerer behovet for nytt utstyr, noe som sparer tid og penger. 

Sinklegeringer: Mekaniske egenskaper

Styrke og duktilitet

Sinklegeringer gir en fantastisk balanse. De er sterkere enn de fleste konvensjonelle ikke-metalliske pressstøpelegeringer. Sinklegeringer tåler høyere belastninger. I tillegg er de ideelle for bruksområder som krever styrke. 

Ytterligere fordeler

Naturlig korrosjonsbestandighet

Sink gir naturlig korrosjonsbeskyttelse, noe som gjør det egnet for bruk i vann eller andre enkle bruksområder. Denne naturlige motstandsdyktigheten kan forbedres ytterligere ved hjelp av plettering eller kromatering for enda bedre beskyttelse, noe som i noen tilfeller reduserer behovet for ytterligere belegg. 

Termisk og elektrisk ledningsevne 

Sinkets gode varmeledningsevne gjør det til et ideelt materiale for kjøleribber, noe som bidrar til å forhindre varmespredning i elektroniske komponenter. De elektriske egenskapene kan også være nyttige i enkelte elektriske applikasjoner. 

Resirkulerbar 

Sink er svært resirkulerbart. Skrap fra støpeprosessen og gammelt sinkmateriale kan gjenbrukes, noe som bidrar til en bærekraftig produksjon. 

Kostnader 

Sink i seg selv er relativt kostnadseffektivt, og trykkstøpeprosessen er effektiv. Denne kombinasjonen gjør sinkstøping til en økonomisk vennlig masseproduksjonsprosess. 

Avslutningsvis tilbyr sinkstøpte deler gode egenskaper som:

• hastighet
• nøyaktighet
• styrke
• overkommelig pris
• miljøvennlighet

Dette gjør den til en allsidig og verdifull løsning for mange bruksområder på tvers av bransjer.

Trykkstøpeprosess for sinklegeringer 

Støpekomponenter i sink er en høytrykksprosess som omdanner smeltet sink til ensartede, tette deler.

• Varmkammerstøping: Forming av sink med høy hastighet Varmkammerstøping er svært effektivt for sinklegeringer på grunn av det lave smeltepunktet. Her ser du hvordan du gjør det: 
• Formforberedelse og smeltet sink: Metallformene rengjøres, smøres og forvarmes. I mellomtiden står smeltet sink i en smelteovn, klar til å støpes. 
• Høytrykksinjeksjon: Et stempel presser smeltet sink under høyt trykk inn i formen og fyller ut enda flere detaljer. 
• Størkning og utstøting: Sink avkjøles raskt, stivner og tar form etter støpeformen. Når den stivner, åpner formen seg, og utstøtingspinner skyver det nye støpegodset ut. 
• Trimming og etterbehandling: Overflødig materiale fjernes fra gran og overflødig materiale. Støpestykket kan kreve ytterligere etterbehandling, for eksempel avgrading, plettering eller lakkering.
• Hot Chamber Advantage: Denne metoden gir raskere syklustider fordi det smeltede metallet er kontinuerlig tilgjengelig, og oppsettet av utstyret er enklere enn ved kaldkammermetoder. 

Pressstøpingens fortrinn fremfor andre metoder 

Trykkstøping gir klare fordeler sammenlignet med andre støpemetoder:

• Høy produksjon og repeterbarhet: Høyt trykk og automatisering muliggjør rask produksjon av ensartede deler av høy kvalitet.
• Komplekse former og trange toleranser: Trykkstøping er utmerket til å skape intrikate former med tynne vegger og små toleranser på grunn av nøyaktige støpeformer og høyt innsprøytningstrykk.

Støping av sinklegeringer er en rask og kostnadseffektiv metode for å produsere sterke deler av høy kvalitet i store kvanta.

Bruksområder for pressstøping av sink

Støpegodsdeler av sink brukes i forskjellige bransjer. La oss utforske noen eksempler:

Bilindustrien

Støpegods i sink er mye brukt i bilindustrien til mange bruksområder. Pressstøpte deler i sink gir bilindustrien styrke, nøyaktighet og kostnadsbesparelser for komponenter og deler. Noen av de mest brukte bruksområdene er gitt nedenfor.

• Motorbraketter 
• Girkassehus
• Dørhåndtak
• Knotter
• Innfatninger
• Parenteser

Forbrukerindustrien

Støpedeler i sink har gode eksempler i forbrukerindustrien. Støping av sink gjør det mulig å lage komplekse og vakre design for forbrukerprodukter, og produserer deler av høy kvalitet til dører, beslag og møbler. Prosessen gir holdbare og korrosjonsbestandige produkter. Noen vanlige eksempler er:

• Kjøleribber
• Dørhåndtak
• Hengsler 
• Deler til møbler

Belysning

Støpte deler i sink har mange fordeler i elektriske applikasjoner. Sinklegeringer er sterkere enn mange plastmaterialer eller andre metallegeringer. Sink har også fremragende elektromagnetisk skjerming og vibrasjonsdempende egenskaper, som begge er ønskelige når interne elektriske komponenter skal beskyttes.

Noen vanlige eksempler er

• Belysningsarmaturer
• Reflektorer

Robotikk

Det er stor etterspørsel etter lette og funksjonelle komponenter som kan håndtere repeterende robotbevegelser. Trykkstøping av sink har en fantastisk evne til å produsere komplekse former med et godt forhold mellom styrke og vekt. I dag undersøkes det om sinkstøping kan brukes i mange robotdeler, som f.eks:

• Robotarmer,
• Gripere
• Sensorhus

Vurderer du pressstøping av sink eller aluminium?

Valget mellom trykkstøping i sink eller aluminium avhenger av hva du prioriterer. Her er en tabell som oppsummerer de viktigste forskjellene:

Sink utmerker seg når det gjelder form- og bevegelsesstabilitet, mens aluminium styrker stive komponenter.

Konklusjon

Sinklegeringer er fremragende i pressstøping på grunn av den vinnende kombinasjonen av materiale og kostnadseffektivitet. De gir utmerkede egenskaper, som f.eks:

• God styrke
• Naturlig korrosjonsbestandighet
• Evne til å resirkulere

Trykkstøpeprosessen gir mer nøyaktige deler, raskere produksjonshastigheter og mindre etterbehandling. Sinklegeringer er ideelle for høyvolumproduksjon i industrien. Disse legeringene har en rekke bruksområder, fra bilindustrien til forbrukerelektronikk. Støping av sink er med på å forme vår hverdag i det stille.

Vanlige spørsmål

Anløper sinklegeringer?

Sinklegeringer er også utsatt for anløping, men det er ikke som med jern som ruster bort. Her er en oversikt:

Anløpe vs. rust: Rust er korrosjon som er forbundet med jern (Fe). Jern går i forbindelse med oksygen og fuktighet og danner jernoksid, som er kjent som rust. Dette røde, flassende stoffet ødelegger metallet.

Korrosjon av sinklegeringer: Når sinklegeringer utsettes for atmosfæren, reagerer de med oksygen og danner sinkoksid. Dette laget gir en viss beskyttelse for de senere lagene, men det kommer i form av en hvit film som ødelegger overflaten.

Hva er kobbersinklegering?

Et annet navn for messing er kobbersinklegering. Det er kanskje en av de mest brukte og mest fleksible typene metallegeringer som finnes. Messing er en legering som produseres gjennom kombinasjonen av kobber og sink, med et forhold mellom kobber og sink som er ca. 66% kobber og 34% sink.

Hva er kobber- og sinklegering kryssord?

Løsningen på kryssordet for begrepet; en kobber- og sinklegering er BRASS.

Her er grunnen til det:

Materiale: Kobbersinklegering kalles ofte messing.

Kryssordets lengde: "Messing" er helt passende med fem eller seks bokstaver, som er typiske lengder for svar i kryssord.

Selv om det finnes andre kobberbaserte legeringer, for eksempel en kobber-tinn-legering som kalles bronse, er messing den vanligste.

Hva er sinklegert metall?

Sinklegeringer er en type metall som har sink som hovedkomponent, men som inneholder andre metaller for å forbedre egenskapene. Her er en oversikt:

Sink: Legeringsbasen som gir materialet optimal kostnad, vekt og formbarhet.

Legeringselementer: Dette er vanligvis metaller som aluminium, kobber, magnesium og til tider jern. Hvert grunnstoff bidrar med spesifikke egenskaper: Hvert grunnstoff bidrar med spesifikke egenskaper:

Aluminium: Øker styrken, senker smeltepunktet og hjelper til med støping.

Kobber: Forbedringer i egenskaper som styrke, korrosjonsbestandighet og maskinbearbeidbarhet.

Magnesium: Forbedrer dimensjonsstabiliteten og støpbarheten.

Jern kan øke styrken og korrosjonsbestandigheten, men det kan også gjøre legeringen sprø når den brukes i store mengder.

Kan sinklegering ruste?

Sinklegeringer ruster ikke i egentlig forstand, fordi rust er en presis form for korrosjon som oppstår på jern. Sinklegeringer ruster imidlertid ikke; de korroderer på en annen måte enn stål. Her er en oversikt:

Rust: Jern (Fe) kombineres med oksygen (O2) og fuktighet (H2O) for å produsere jernoksid (Fe2O3), som er kjent som rust. Dette røde, flassende stoffet fører til at grunnstoffet mister sin styrke.

Korrosjon av sinklegering: Når sinklegeringer utsettes for atmosfæren, kan det dannes et lag av sinkoksid, en forbindelse av sink og oksygen. Dette laget beskytter mot videre korrosjon, men det gir en hvit fargetone på overflaten som kan skjemme utseendet på gjenstanden.