Zamak 3 är en zinklegering. Den är lätt att gjuta. Den är stark och stabil. Runt 4% aluminium hjälper det att flyta. Detta gör detaljerade delar möjliga. Bilar, elektronik och hårdvara använder det. Mjukhet innebär att du behöver hårdmetallverktyg för att bearbeta det. Ytbeläggningar motverkar korrosion.

I den här artikeln beskrivs Zamak 3:s egenskaper, bearbetning, viktiga varianter och varför den väljs för effektiva och precisa projekt.

Definition och översikt av Zamak 3

I Zamak 3 finns också aluminium, koppar och magnesium, inklusive huvudelementet zink. Det har flera egenskaper som korrosionsbeständighet, slitstyrka, hållfasthet och bearbetbarhet. Det är fördelaktigt för de flesta branscher, särskilt för industrin.

Dendritisk struktur och faser hos Zamak 3

Den zinkbaserade legeringen Zamak 3 har vissa egenskaper. Dess mikrostruktur är unik. Bildandet av en dendritisk struktur sker under dess stelningsfas.

Det finns två huvudfaser (alfa och beta) i denna struktur. Alfafasen består av rikligt med zink, medan det i betafasen finns mer aluminium. Dessa faser dikterar legeringens styrka och hållbarhet.

Sammansättning och egenskaper hos Zamak 3

A. Kemisk sammansättning

Procentuella intervall

Legeringen av Zamak 3 består huvudsakligen av zink. Den består av andra legeringsinnehåll. Det finns till exempel 3,5%-4,3% aluminium och 95,6%-96,5% zink. Den innehåller även magnesium (0,02% - 0,05%) och koppar (0,10% - 0,25%).

Varje elements roll i Zamak 3

Pressgjutning av zink fungerar som baselement för Zamak 3-legeringen. Det ger dess strukturella integritet. Aluminium bidrar till förbättringar av fluiditeten. Det gör legeringen mycket starkare och bildar en solid lösning.

Magnesiumlegeringen förfinar kornstrukturen. Det skapar bättre hårdhet och minskar sprödheten som ett resultat av detta.

För att klara höga påfrestningar ökar tillsatsen av koppar draghållfastheten och slitstyrkan hos Zamak 3.

Om bly, kadmium och tenn (föroreningar) finns där (mer än 0,005% vardera) i legeringen kan det påverka den mekaniska hållfastheten. Det leder till sprickor eller korrosion.

B. Fysiska egenskaper

Termisk expansionskoefficient

Zamak 3 har en termisk expansionskoefficient på ca 27,4 µm/m°C. Det är därför du kan expandera legeringen upp till 0,0274 mm för varje 1°C temperatur. Speciellt i ett 1 meter långt arbetsstycke.

Elektrisk konduktivitet

Zamaklegeringar har elektrisk ledningsförmåga. Det är cirka 28% av Internationell standard för glödgad koppar (IACS). Den är dock mindre ledande jämfört med ren koppar. Men du kan använda dem för komponenter som kontakter.

Specifik värmekapacitet

Det finns 420 joule värmekapacitet i Zamak 3. Detta bidrar till att höja temperaturen på en 1 kg legering med upp till 1°C.

Jag är några minuter försenad, mitt tidigare möte är överspelat. Zamak 3 smälter vid 385 °C. Den har också en latent fusionsvärme på 113 kJ/kg.

När temperaturen går upp 150 °C är det mer sannolikt att denna legering förlorar sin hållfasthet.

Den bibehåller dock dimensionsstabiliteten och lämpar sig för detaljer med låg till måttlig temperatur.

C. Mekaniska egenskaper hos Zamak 3

Spänning-töjningskurvor

Bilden visar två förhållanden för spännings-töjningskurvan för zamak 3-göt. Det ena är som-glödgad (mjukgjord) och den andra är lösningsbehandlad (SFT).

Den nyglödgade produkten har en sträckgräns på 143 MPa. När den genomgår SFT förbättras den och når 212 Mpa.

En annan orsak till dessa förbättringar är omfördelningen av aluminium- och zinkfaserna under uppvärmningen.

Utmattningshållfasthet

Efter 10 miljoner cykler uppnår Zamak 3 en utmattningshållfasthet på 50 MPa. Det innebär också att legeringen klarar flera eller upprepade påfrestningar på cirka 50 MPa utan att gå sönder.

Slaghållfasthet

Slaghållfastheten på cirka 48 J/cm² gör att legeringen kan absorbera plötsliga stötar. Hårdheten är 80-100 HB (hårdhet). För att kontrollera detta trycker tillverkarna in en 10 mm stålkula i götet under en belastning på 500

Fördelar med Zamak 3

1. Högt förhållande mellan styrka och vikt

Zamak 3 har ett högt förhållande mellan styrka och vikt. Detta beror på dess draghållfasthet och en densitet på 6,6 g/cm³. Detta påverkar också vikten, vilket gör den starkare än vissa plaster. Det är också lätt men ändå mer hållbart än stål.

2. Motståndskraft mot korrosion

Denna legering korroderar mindre eftersom det finns ett skyddande lager av zinkoxid. Detta skikt finns på ytan och förhindrar oxidation.

Det är också effektivt i fuktiga eller milt sura förhållanden. De erbjuder därför långsiktig hållbarhet.

3. Utmärkt gjutbarhet

Du kan använda Zamak tre legeringar för att tillverka delar med mycket tunna väggar. De kan ha komplexa former och kan vara så tunna som 0,5 mm.

Den producerar detaljer med mycket bra ytor. På grund av detta behöver detaljerna minimal bearbetning eller efterbearbetning. Det sparar i slutändan produktionstid och arbetskostnader.

4. Vibrationsdämpande egenskaper

Zamak 3 reducerar effektivt vibrationer. Det innebär att den kan absorbera upp till 30% mer energi. Det är bättre än stål.

Denna funktion fungerar genom att minska buller och slitage i t.ex. rörliga delar. Därför väljer maskiner och fordonssystem den.

Användningsområden för Zamak 3

Fordonsindustrin

Fordonsindustrin väljer vanligtvis Zamak 3 för att tillverka sina delar. Till exempel komponenter till bränslesystem, dörrhandtag och växelhus.

Dessutom har den lägre vikt. Det ökar alternativt bränsleeffektiviteten. Korrosionsbeständigheten passar i tuffa miljöer.

Flyg- och rymdindustrin

Tillverkarna använder detta göt för att tillverka icke-kritiska konstruktionsdelar. Till exempel konsoler och fästelement.

Den dämpar vibrationer, vilket minskar stress och ökar säkerheten. Denna egenskap är användbar i flygplanssystem.

Elektrisk industri

Zamak 3 används inom elindustrin för att tillverka kontakter, strömbrytare och höljen.

Den har god elektrisk ledningsförmåga och kan hantera känsliga prylar. Det beror på dess Elektromagnetisk störning sköld.

Hårdvaruindustrin

Järnvarusektorn använder Zamak 3 till lås, gångjärn och dekorationsdetaljer. Tack vare gjutbarheten kan man tillverka detaljer med detaljerade mönster. Korrosionsbeständigheten ökar hållbarheten hos föremål som används utomhus.

Applikationer för skärmning

I elektronikförslutningar bildar Zamak 3 EMI-sköldar. Det skyddar känsliga delar från elektromagnetiska vågor. Branscherna omfattar telekommunikation och databehandling.

Likvärdiga material och ersättningar

Zamak 3 Motsvarande material

Jämförelse av Zamak-legeringar:

Alla andra zamaklegeringar, inklusive zamak 2, 3, 5 och 7, har olika sammansättningar och egenskaper.

• Zamak 2 innehåller högre legering av koppar på 2,7% till 3,3%. Därför erbjuder de större styrka men mindre duktilitet.
• Zamak 3 innehåller aluminium, magnesium och koppar i varierande mängd. Det ger en balanserad styrka och gjutbarhet.
• Det finns 0,75%-1,25 kopparinnehåll i Zamak 5. Det är därför legeringen erbjuder bra slitstyrka.
• Zamak 7 motstår korrosion bra på grund av en lägre mängd 0,005% - 0,02% magnesium.

Ersättare

Aluminium:

Aluminium (A380) har en draghållfasthet på 324 MPa. Densiteten är cirka 2,71 g/cm³. Lättvikt och prisvärdhet är deras fördelar. Passar bäst för fordons- och flygindustrin.

Mässing:

Draghållfastheten för mässing C36000 är 469 Mpa. Densiteten varierar från 8,5 g/cm³. Den är stark och motstår korrosion väl. Den kostar dock mer och är tyngre. Används för VVS.

Brons:

310 mpa är draghållfastheten för brons C93200. Den har en densitet på 8,8 g/cm³. Denna legering är dyr och tät men motstår slitage i delar som lager.

Bland dessa substitut har zamak 3 lägre vikt jämfört med mässing och brons. Det är dock tyngre än aluminium. Du kan välja dem som ett prisvärt val för tillverkning av allmänna applikationer. Under tiden passar underträden vissa behov.

Maskinbearbetning och tillverkning

Skärhastigheter och matningshastigheter:

Metallarbetarna bearbetar Zamak 3-göt med skärhastigheter på 100-150 m/min. Matningshastigheten varierar mellan 0,05 och 0,15 mm. Dessa parametrar bidrar till att avlägsna delar under utmatningen.

Verktygsmaterial

Verktygsmaterialet måste vara hårdmetall eller snabbstål (HSS). Dessa rekommenderas på grund av deras bearbetningsbarhet för Zamak 3.

De uppfyller viktiga hållbarhetskrav och ger exakt skärpa. Så att verktyget hanterar götets mjukhet och motstår slitage.

Utmaningar vid maskinbearbetning

Mjukheten hos Zamak 3 orsakar verktygsslitage och gradbildning. Detta är den främsta utmaningen för Zamak 3-gjutgods vid maskinbearbetning.

Optimering av verktyg och konstruktioner ger bättre resultat. Till exempel genom att bibehålla kyl- eller skäraspekter.

Sammanfogningstekniker

Du kan montera olika delar av Zamak 3 med hjälp av lödningsteknik eller limning.

Det finns inte heller något sådant behov av svetsning. Eftersom det kan försvaga metallen och orsaka strukturella problem.

Korrosionsbeständighet och ytbehandling

1. Motståndskraft mot korrosion

Elektrokemiska mekanismer

Zink oxiderar när den utsätts för fukt eller syre. Det blir orsaken till korrosion i Zamak 3 via elektrokemiska reaktioner.

Miljöfaktorer som påverkar Zamak 3:

Korrosionsproblemen ökar för Zamak 3 om den utsätts för miljöfaktorer som fuktighet, pH-nivåer och exponering för salter.

2. Ytbehandling Zamak 3

Kromatering:

Kromateringstekniken är ett effektivt sätt att skydda detaljer mot korrosion. I denna. Ett kromoxidskikt uppstår.

Detta är en typ av tunn beläggning på 0,5-2 µm. Det finns dock ett miljöproblem på grund av sexvärt krom.

Anodisering:

Anodiseringsprocessen skapar ett tjockare oxidskikt med hjälp av elektrokemiska tekniker. Fördelarna är bl.a. förbättrad korrosionsbeständighet och bättre ythårdhet.

Denna process kräver dock noggrann kontroll över spänning och elektrolytsammansättning.

Målning:

I denna process appliceras en primer och ett färgskikt på detaljen. Det finns nödvändiga steg som måste följas innan målning. Till exempel rengöring och fosfatering.

På så sätt fäster skikten bra. En del som lackerats får ett skyddande hölje och ett vackert utseende. Men färgen kan skalas av med tiden.

Pulverlackering:

Tillverkarna använder elektrostatiskt laddat pulver för att pulverlackera delar. Det härdas ordentligt för att säkerställa vidhäftning. Delarna får bättre hållbarhet och tjockare skikt med mindre miljöpåverkan.

Slutsats:

Zamak 3 legering används speciellt i allmänna applikationer. Det är ett mångsidigt göt som ger utmärkt gjutbarhet och hållfasthet och motstår korrosion. På grund av deras balansattribut använder industrier som fordons-, flyg-, el- och hårdvaruindustri dem.

Verktygsmaterial, ytbehandlingar och bearbetningsparametrar är viktiga för att öka legeringarnas prestanda. Dessa är också billiga och hållbara metaller och håller på att bli orsaken till olika industriella användningsområden.