Processen för zinkgjutning används för att tillverka hållbara delar med exakthet. Tillverkarna smälter zink vid dess smälttemperatur och laddar den i formar. Formen innehåller produktens form. Det faller under alla branscher som fordons-, industri- eller elektronikindustrin. I grund och botten är denna process idealisk för att få mycket komplexa delar med mindre ansträngning.

Denna artikel definierar vad zinkgjutning är, inklusive dess olika legeringar och deras användningsområden. Upptäck denna gjuttekniks speciella användningsområden, fördelar och nackdelar.

Vad är zinkgjutning?

Zinkgjutning är en tillverkningsprocess. Den tillverkar delar med snäva toleranser. De kan vara så små som 0,1 mm. De viktigaste stegen är att smälta zink och hälla den i formen under högt tryck (1.500 till 2.500 psi). Vid denna punkt omvandlas vätskan till en faktisk form.

Gjutlegeringar av zink

Kombinationen av zink och andra metaller bildar olika zinklegeringar. Dessa är extremt viktiga för att tillverka distinkt formade delar som stöder varje industri. Tillsatsen av andra grundämnen gör att legeringarna får en lägre smälttemperatur (ca 385°C). De är också lättare, med en densitet på 6,6 g/cm³.

ZAMAK 2:

Zamak 2-legeringen innehåller 4% aluminium, 3% koppar och 0,1% magnesium. Denna komposit ger en draghållfasthet på cirka 359 MPa. De delar som tillverkas med denna legering har en hårdhet på 91 Brinell.

Därför passar den till slitstarka delar som lås eller kugghjul.

Den smälter vid 385°C. På tal om kostnaden kan den vara högre med cirka 15% eftersom det finns mer koppar tillsatt.

ZAMAK 3:

Zamak 3 innehåller 96% zink, 4% aluminium och 0,04% magnesium. Eftersom det är en vanlig legering ger den en draghållfasthet på 283 MPa och en Brinell-hårdhet på 82. Denna legering skapar mycket släta ytor med mindre ojämnheter (1,6 µm ojämnhet).

Du kan enkelt gjuta dem. De tillverkar flera delar, som dörrhandtag, elektriska kontakter och konsumentvaror, på grund av deras överkomliga priser.

ZAMAK 5:

Zamak 5 har 1% koppar och de återstående elementen i Zamak 3. Detta innebär att draghållfastheten för denna legering når 328 MPA. Den har framgångsrikt motstått 50.000+ cykler i växlar eller industriella inställningar. Dessutom smälter legeringen tidigt till 387°C och motstår korrosion bättre än Zamak 3.

ZA-8:

ZA-8 består av 8,4% aluminium, 1% koppar och en liten mängd magnesium (0,02%). Den klarar temperaturer upp till 120 °C. Dess draghållfasthet varierar från 374 MPa. Du kan använda denna legering i motorhus och elektriska enheter med hög påfrestning eller hög temperatur.

ACuZinc5:

ACuZinc5 är en legering som innehåller 5% mer koppar och 5% aluminium. Den har en draghållfasthet på 440 MPa. Koppartillsatsen höjer dess hårdhet. Den når cirka 120 Brinell. Denna legering passar delar som behöver slitstyrka. Till exempel tunga lager eller hydraulik.

EZAC (europeisk zink-aluminium-koppar):

Denna legering har mindre koppar, cirka 0,5%, men innehåller 2% aluminium, så draghållfastheten varierar från 310 MPa. Du kan använda den för miljövänliga delar. Detta beror på att den kan överleva 1 000 timmars saltspray, dock beroende på beläggningar och testkrav. Detta test sker för marin hårdvara.

ZA-12:

Det finns 12% aluminium plus 0,6% kopparinnehåll. Den har en dragkraft på 400 MPa. Brinell-hårdheten ligger inom 110. Detta passar strukturella komponenter såsom fästen i lastbilar eller byggnadsartiklar.

GDSL (Guss Druck Sonderlegierung):

Det är en tysk speciallegering. Det finns ett nickel på 1,5% och titanet är cirka 0,5%. De hanterar höga temperaturer från 150°C. Sensorer för flyg- och rymdindustrin och medicinska tryckkrav tillverkas med den för att få toleranser på ±0,05 mm.

Processen för gjutning av zink

Skapande och design av formar:

Enligt de slutliga delarna formar designen formen med håligheter och använder stålmetaller. Gjutning kräver rätt temperaturer och därför placeras kylkanaler för att kontrollera dem.

Ett intressant faktum är att en konstruerad form (verktyg) kan hantera massiv produktion av upp till 500.000 delar innan den behöver bytas ut.

Smältning och formsprutning av zink:

Metallarbetarna smälter zinklegeringar vid deras smälttemperatur. Den smälta vätskan rör sig sedan mot matrisen. De häller den i den under högt tryck inom 0,1 sekunder.

Kylning och stelning:

Kylningsprocessen hjälper till att sänka verktygstemperaturen till 150 °C. Kylkanalerna får zinken att stelna, vilket vanligtvis tar 5 till 10 sekunder. De motstår också olika defekter, som luftfickor.

Utskjutning och efterbehandling:

Ejektorstiften använder 10 till 20 tons kraft, vilket fungerar för att trycka ut stelnade delar. De utskjutna delarna behöver överflödigt material som ska trimmas bort, så skär upp till 2 mm kanter. Du måste också applicera beläggningar för att skydda deras bas och få släta ytor.

Rollen för zinkgjutningsmaskiner:

Gjutresultatet beror helt på vilken legering och vilka maskiner som väljs. Maskinerna använder vanligtvis hydraulik för att hantera injektionshastighet och tryck. Framför allt moderna maskiner arbetar smart och kan slutföra varje cykel på högst 30 sekunder.

Betydelsen av precision och snäva toleranser:

När du tillverkar delar med zinkgjutning uppnås toleranser på ± 0,1 mm, vilket ger perfekta passningar för att montera olika delar. Eftersom dessa snäppfittade delar behövs för elektronik, bilmotorer och medicinska prylar.

Egenskaper hos zinklegeringar

Zinklegeringar ger god gjutbarhet eftersom de har hög flytbarhet. Det är därför de fyller komplexa konstruktionsdelar, vilket kräver mindre ansträngning. Dessutom smälter de vid lägre temperaturer, vilket innebär mindre energianvändning och förlänger formens livslängd.

Varje legering har olika egenskaper när det gäller korrosionsbeständighet, draghållfasthet, hårdhet etc., vilket framgår av tabellen.

Zink jämfört med aluminium, magnesium och stål:

• Zink kontra aluminium: Zink är 40% tätare (6,6 g/cm³ jämfört med 2,7 g/cm³). Det är dock mycket lättare att arbeta med och kan få skarpare detaljer.
• Zink kontra magnesium: Zink motstår effekten av korrosion i allmänhet bättre. Det är också 20% billigare per ton.
• Zink kontra stål: Zinkens vikt är lägre, cirka 15% (6,6 g/cm³ vs. 7,8 g/cm³). Den behöver mindre energi (60%) för att smälta.

Fördelar med zinkgjutning

Kostnadseffektivitet och produktionseffektivitet

Prisvärdheten för zinkgjutning är en av dess största fördelar. Detta beror på att de smälter vid lägre temperaturer. Det betyder att mindre energi behövs.

Ett annat skäl är att den kan tillverkas med en enda form. Det kan hantera stor produktion och resulterar i lägre verktygskostnader. På samma sätt kan maskinerna göra 200 delar på en timme, vilket därför minskar arbetskraftskostnaderna.

Utmärkt ytfinish och designflexibilitet

Zinkgjutning ger detaljer med fin kvalitet och släta ytor. De eliminerar behovet av att applicera ytterligare beläggningar för efterbehandling.

De kan också ge tillräckligt med utrymme för att utforma logotyper, texturer eller vinklar så små som 0,5 mm. Det definierar därmed estetiska behov.

Förmåga att tillverka komplexa former och tunna väggar

Även med komplexa former kan zinkgjutning lägga till specifika detaljer, t.ex. kugghjul med 12+ tänder. Det går också att tillverka delar med tunnare väggar, så tunna som 0,8 mm.

Det innebär att det bara behövs färre monteringssteg. Så den totala produktionstiden minskas också med 30%.

Återvinningsbarhet och miljöfördelar

Du kan återanvända zink, eftersom det är återvinningsbart vid 95% och inte förlorar sin kvalitet. Återvinningstekniker kräver också 30% mindre energi jämfört med råmaterial. Det är en miljövänlig metall.

Produktionskapacitet för höga volymer

Zinkpressgjutning passar för större produktion. Vilket alternativt minskar kostnaden per enhet. Dessutom håller verktygsutrustningen och maskinerna längre.

Tillämpningar av zinkgjutning

Fordonsindustrin

Zinkgjutning förlänger konsolernas hållbarhet upp till 200.000 km. Dessutom skapas bränsleinjektorer med snäva toleranser och till och med temperaturtåliga (120°C) transmissionshus.

De delar som dörrhandtag och spegelhus som är tillverkade av zinkgjutgods står emot hårt väder och korroderar inte.

Elektronikindustrin

Det finns många artiklar som tillverkas via zinkgjutningsprocessen. Bland annat kontaktdon med 16,6 MS/m elektrisk ledningsförmåga, kylflänsar (113 W/m-K värmeledningsförmåga) och batterilådan.

Dessa delar, som skyddsskölden. Detta eftersom de skyddar delar från elektromagnetisk inferens. De klarar också 10.000 plug-in-cykler.

Konsumentprodukter

Blixtlås med mer än 1 miljon cykler, lås med 0,5 mm exakta stift, dörrhandtag som klarar 50 kg kraft och dekorationsprodukter är konsumentapplikationer som gjuts i zink.

Industriell utrustning

Zin pressgjutning tillverkar kugghjul och pumphus som tål upp till 500 timmars saltstänk. Även ventilhusen som klarar tryck på 2000 psi och flera specialdelar som rullar till transportband använder denna process.

Nya tillämpningar

Förnybar energi använder zinkgjutning för tillverkning av solpanelsramar och sensorer till vindkraftverk. Inom den medicinska sektorn tillverkas höljen till kirurgiska verktyg och komponenter för MR-bearbetning.

Specialtillverkade delar och prototyper

Du kan använda zinkgjutning för att göra komplexa former av prototyper på högst 2 veckor. Detta beror på flexibiliteten i denna process. Under tiden minskar den anpassade bilprototypen utvecklingskostnaderna (40%) jämfört med stål.

Zinkgjutning kontra annan tillverkningsmetodZink- kontra aluminiumgjutning

Aluminium smälter vid 660 °C, vilket innebär att det behöver mer energi än zinklegeringar. Gjutformar av zinklegeringar håller längre, medan aluminiumformar kan slitas ut efter 300.000 cykler. Zinkdelarna har en hållfasthet på 280 MPa, medan aluminium har 220 Mpa beroende på kvalitet.

Aluminiumkomponenter är dock 60% lättare. Zinkgjutning passar bra för tillverkning av små delar, men aluminium kan skapa större storlekar som motorblock.

Pressgjutning av zink vs. magnesium

Zink är billigare än magnesium, som kostar 25% mer per ton. Magnesium är inte tyngre än zink, det är 30% mindre. Dessutom klarar zinken saltspraytestet 5x längre.

Flyg- och rymdindustrin väljer magnesium på grund av dess lätta vikt. Zink används främst för att tillverka konsumentvaror som dörrhandtag för att de är tåliga.

Formsprutning av zink vs. plast

Delar av zink får starkare egenskaper vid gjutning än plast. De klarar upp till 120°C värme och vrider sig mindre. Plastformar är billigare, men zinkformar ger mycket snävare toleranser.

Du kan återvinna 95% zinkprodukter. Plast är dock inte återvinningsbart varje gång och beror också på dess kvalitet. Den hamnar ofta på deponier. Zinkgjutning producerar elektriska kontakter, medan tillverkare tillverkar leksakshus med plast.

Begränsningar vid zinkgjutning

Plastdetaljerna är lätta eftersom zinken ger 3x tyngre effekt. Det är därför det begränsar dess användning i lättviktsapplikationer.

Dessutom kan den djupt tunnare väggdelen och den komplicerade designen vara en utmaning för zinkgjutning. Detta beror på att den kan spricka under utskjutningar.

Slutsats

Gjutning av zink är en prisvärd process. Tillverkarna använder den för att producera stora produktionsdelar med mer exakta funktioner och fin kvalitet. Det finns många branscher som använder denna process, varav fordons-, elektronik- och medicinteknik är de vanligaste.

Processen erbjuder mycket flexibla konstruktioner och stöder behov av stora volymer. Gör delarna mer prisvärda, exakta och hållbara genom att använda zinkgjutning i din nästa design.