Çinko döküm işlemi, dayanıklı parçaları hassas bir şekilde üretmek için kullanılır. Üreticiler çinkoyu erime sıcaklığında eritir ve kalıplara doldurur. Kalıp ürün şeklini içerir. Otomotiv, endüstriyel veya elektronik gibi herhangi bir endüstrinin kapsamına girer. Temel olarak, bu süreç daha az çabayla oldukça karmaşık parçalar elde etmek için idealdir.

Bu makale, farklı alaşımları ve kullanımları da dahil olmak üzere çinko dökümün ne olduğunu tanımlamaktadır. Bu döküm tekniğinin özel kullanımlarını, faydalarını ve dezavantajlarını keşfedin.

Çinko Döküm Nedir?

Çinko döküm bir üretim sürecidir. Sıkı toleranslara sahip parçalar yapar. Bu 0,1 mm kadar küçük olabilir. Temel adımlar çinkonun eritilmesi ve yüksek basınç altında (1.500 ila 2.500 psi) kalıba dökülmesidir. Bu noktada sıvı gerçek bir şekle dönüştürülür.

Çinko Döküm Alaşımları

Çinko ve diğer metallerin kombinasyonu değişken çinko alaşımları oluşturur. Bunlar, her endüstriyi destekleyen farklı şekilli parçalar yapmak için son derece önemlidir. Diğer elementlerin eklenmesi alaşımların erime sıcaklıklarının düşmesine neden olur (yaklaşık 385°C). Ayrıca 6,6 g/cm³ yoğunlukları ile daha hafiftirler.

ZAMAK 2:

Zamak 2 alaşımında 4% alüminyum, 3% bakır ve 0.1% magnezyum bulunmaktadır. Bu kompozit, yaklaşık 359 MPa'lık bir gerilme mukavemeti sağlar. Bu alaşımla yapılan parçalar 91 Brinell sertliğe sahiptir.

Bu nedenle kilitler veya dişliler gibi aşınmaya dayanıklı parçalara uygundur.

385°C'de erir. Maliyetinden bahsetmişken, daha fazla bakır eklendiği için yaklaşık 15% daha yüksek olabilir.

ZAMAK 3:

Zamak 3 96% çinko, 4% alüminyum ve 0.04% magnezyum içerir. Yaygın bir alaşım olarak 283 MPa gerilme mukavemeti ve 82 Brinell sertliği verir. Bu alaşım daha az pürüzlülükle (1,6 µm pürüzlülük) çok düzgün yüzeyler oluşturur.

Bunları kolayca dökebilirsiniz. Uygun fiyatlı olmaları nedeniyle kapı kolları, elektrik konektörleri ve tüketim malları gibi çeşitli parçalar üretirler.

ZAMAK 5:

Zamak 5, 1% bakır ve Zamak 3'ün geri kalan elementlerine sahiptir. Bu, bu alaşımın gerilme mukavemetinin 328 MPA'ya ulaştığı anlamına gelir. Dişlilerde veya endüstriyel kurulumlarda 50.000'den fazla çevrime başarıyla dayanmıştır. Ayrıca, alaşım 387°C'ye kadar erken erir ve korozyon etkisine de Zamak 3'ten daha iyi direnç gösterir.

ZA-8:

ZA-8 8,4% alüminyum, 1% bakır ve az miktarda magnezyum (0,02%) içerir. 120°C'ye kadar sıcaklıkları yönetir. Çekme mukavemeti 374 MPa arasında değişir. Bu alaşımı motor gövdelerinde ve yüksek gerilimli veya yüksek sıcaklıklı elektrik tertibatlarında kullanabilirsiniz.

ACuZinc5:

ACuZinc5, 5% daha fazla bakır ve 5% alüminyum içeren bir alaşımdır. Çekme dayanımı 440 MPa'dır. Bakır ilavesi sertliğini artırır. Bu yaklaşık 120 Brinell'e ulaşır. Bu alaşım aşınma direncine ihtiyaç duyan parçalara uygundur. Örneğin, ağır hizmet tipi rulmanlar veya hidrolik.

EZAC (Avrupa Çinko-Alüminyum-Bakır):

Bu alaşım 0,5% civarında daha az bakıra sahiptir, ancak 2% alüminyum içerir, bu nedenle gerilme mukavemeti 310 MPa arasında değişir. Çevre dostu parçalar için kullanabilirsiniz. Bunun nedeni, kaplamalara ve test gereksinimlerine bağlı olarak 1.000 saatlik tuz spreyine dayanabilmesidir. Bu test deniz donanımı için yapılır.

ZA-12:

12% alüminyum artı 0.6% bakır içeriği vardır. Çekme kuvveti 400 MPa'dır. Brinell sertliği 110 arasındadır. Bu, kamyonlardaki braketler veya inşaat malzemeleri gibi yapısal bileşenlere uygundur.

GDSL (Guss Druck Sonderlegierung):

Bu bir Alman özel alaşımıdır. 1.5% nikel vardır ve titanyum 0.5% civarındadır. 150°C'ye kadar değişen yüksek sıcaklıklarda çalışabilirler. Havacılık sensörleri ve basınçlı tıbbi gereksinimler ±0,05 mm toleranslar elde etmek için bununla yapılır.

Çinko Döküm Süreci

Kalıp Oluşturma ve Tasarım:

Nihai parçalara göre, tasarımlar kalıbı boşluklarla şekillendirir ve çelik metaller kullanır. Döküm uygun sıcaklıklara ihtiyaç duyar ve bu nedenle bunları kontrol etmek için soğutma kanalları yerleştirir.

İlginç bir gerçek de, tasarlanmış bir kalıbın (kalıp) değiştirilmesi gerekmeden önce 500.000 parçaya kadar büyük üretim yapabilmesidir.

Eritme ve Çinko Enjeksiyon Kalıplama:

Metal işçileri çinko alaşımlarını erime sıcaklığında eritir. Bu erimiş sıvı daha sonra kalıba doğru aktarılır. Yüksek basınç altında 0,1 saniye içinde kalıba dökülür.

Soğutma ve Katılaşma:

Soğutma işlemi kalıp sıcaklığının 150 °C'ye düşürülmesine yardımcı olur. Soğutma kanalları çinkoyu katılaştırır ve bu işlem genellikle 5 ila 10 saniye sürer. Ayrıca hava cepleri gibi çeşitli kusurlara karşı da direnç gösterirler.

Fırlatma ve Son İşlem:

Ejektör pimleri, katılaşmış parçaları dışarı itmek için 10 ila 20 ton kuvvet kullanır. Fırlatılan parçaların fazla malzemesinin kesilmesi gerekir, bu nedenle 2 mm'ye kadar kenarları kesin. Ayrıca, tabanlarını korumak ve pürüzsüz yüzeyler elde etmek için kaplamalar uygulamanız gerekir.

Çinko Basınçlı Döküm Makinelerinin Rolü:

Döküm sonucu tamamen seçilen alaşıma ve makinelere bağlıdır. Makineler genellikle enjeksiyon hızını ve basıncını idare etmek için hidrolik kullanır. Özellikle modern makineler akıllıca çalışır ve her döngüyü en fazla 30 saniyede tamamlayabilir.

Hassasiyet ve Sıkı Toleransların Önemi:

Çinko basınçlı döküm ile parçalar yaptığınızda, ±0,1 mm'lik toleranslar elde ederek çeşitli parçaları birleştirmek için mükemmel uyumlar elde edersiniz. Çünkü bu geçmeli parçalar elektronik, araba motorları ve tıbbi aletler için gereklidir.

Çinko Alaşımlarının Özellikleri

Çinko alaşımları yüksek akışkanlığa sahip oldukları için iyi dökülebilirlik sağlarlar. Bu nedenle karmaşık tasarım parçalarını daha az çaba harcayarak doldururlar. Ayrıca, daha düşük sıcaklıklarda erirler, bu da daha az enerji kullanımı ve kalıp ömrünün uzaması anlamına gelir.

Tabloda gösterildiği gibi, her alaşım korozyon direnci, gerilme mukavemeti, sertlik vb. bakımından farklı özelliklere sahiptir.

Çinko vs. Alüminyum, Magnezyum, Çelik:

• Çinko ve Alüminyum: Çinko 40% daha yoğundur (6,6 g/cm³'e karşılık 2,7 g/cm³). Bununla birlikte, üzerinde çalışmak çok daha kolaydır ve daha keskin detaylar elde edilebilir.
• Çinko ve Magnezyum: Çinko korozyon etkisine genellikle daha iyi direnç gösterir. Ayrıca ton başına 20% daha ucuzdur.
• Çinko ve Çelik: Çinko ağırlığı daha azdır, yaklaşık 15% (6,6 g/cm³'e karşılık 7,8 g/cm³). Erimesi için daha az enerjiye (60%) ihtiyaç duyar.

Çinko Dökümün Avantajları

Maliyet-Etkinlik ve Üretim Verimliliği

Çinko dökümün uygun fiyatlı olması en büyük avantajlarından biridir. Bunun nedeni daha düşük sıcaklıklarda erimeleridir. Bu da daha az enerjiye ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir.

Bir başka neden de tek kalıp kapasitesidir. Bu, büyük üretimin üstesinden gelebilir ve daha az takım maliyeti ile sonuçlanır. Benzer şekilde, makineler bir saatte 200 parça yapabiliyor ve bu da işçilik maliyetlerini azaltıyor.

Mükemmel Yüzey İşlemi ve Tasarım Esnekliği

Çinko döküm, kaliteli ve pürüzsüz yüzeylere sahip parçalar üretir. Son işlem için ek kaplama uygulama ihtiyacını ortadan kaldırırlar.

Ayrıca, 0,5 mm kadar küçük logolar, dokular veya açılar tasarlamak için yeterli alan sağlayabilirler. Bu da sonuç olarak estetik ihtiyaçları tanımlar.

Karmaşık Şekiller ve İnce Duvarlar Üretebilme

Karmaşık şekillerde bile çinko döküm, 12+ dişe sahip dişliler gibi belirli ayrıntıları ekleyebilir. Ayrıca minimum 0,8 mm gibi daha ince duvarlı parçalar da üretir.

Bu, yalnızca daha az montaj adımına ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Böylece toplam üretim süresi de 30% ile azalır.

Geri Dönüştürülebilirlik ve Çevresel Faydalar

95%'de geri dönüştürülebilir olduğu ve kalitesini kaybetmediği için çinkoyu yeniden kullanabilirsiniz. Geri dönüşüm teknikleri de hammaddelere kıyasla 30% daha az enerjiye ihtiyaç duyar. Çevre dostu bir metaldir.

Yüksek Hacimli Üretim Yetenekleri

Çinko basınçlı döküm daha büyük üretime uygundur. Bu da alternatif olarak birim başına maliyeti düşürür. Ayrıca, takım ekipmanı ve makineler daha uzun ömürlüdür.

Çinko Döküm Uygulamaları

Otomotiv Endüstrisi

Çinko döküm, braket dayanıklılığını 200.000 km'ye kadar uzatır. Ayrıca, sıkı toleranslara sahip yakıt enjektörleri ve hatta sıcaklığa dayanıklı (120°C) şanzıman muhafazaları oluşturur.

Çinko dökümden yapılan kapı kolları ve ayna muhafazaları gibi parçalar sert hava koşullarına karşı dayanıklıdır ve korozyona uğramaz.

Elektronik Endüstrisi

Çinko döküm işlemiyle üretilen birçok ürün vardır. Bunlar arasında 16,6 MS/m elektrik iletkenliğine sahip konektörler, ısı alıcıları (113 W/m-K termal iletkenlik) ve pil kutusu bulunmaktadır.

Bu parçalar, koruyucu kalkan gibi. Bunun nedeni, parçaları elektromanyetik çıkarımlardan korumalarıdır. Ayrıca 10.000 takma döngüsünü de idare ederler.

Tüketici Ürünleri

1 milyondan fazla döngüye sahip fermuarlar, 0,5 mm hassasiyetli pimlere sahip kilitler, 50 kg kuvveti destekleyen kapı kolları ve dekorasyon ürünleri çinko döküm tüketici uygulamalarıdır.

Endüstriyel Ekipmanlar

Zin basınçlı döküm, 500 saate kadar tuz spreyine dayanıklı dişliler ve pompa gövdeleri üretmektedir. Ayrıca, 2000 psi basınç yönetimine sahip valf gövdeleri ve konveyör bant makaraları gibi çeşitli özel parçalar bu işlemi kullanır.

Gelişen Uygulamalar

Yenilenebilir enerji güneş paneli çerçeveleri ve rüzgar türbini sensörleri üretmek için çinko döküm kullanıyor. Medikal sektörden bahsetmişken, cerrahi alet muhafazası ve MRI işleme bileşenleri üretmektedir.

Özel Parçalar ve Prototipleme

Karmaşık prototip şekillerini en fazla 2 hafta içinde yapmak için çinko döküm kullanabilirsiniz. Bunun nedeni bu sürecin esnekliğidir. Bu arada, özel otomotiv prototipi çeliğe kıyasla geliştirme maliyetlerini (40%) azaltır.

Çinko Döküm vs. Diğer Üretim YöntemleriÇinko vs. Alüminyum Basınçlı Döküm

Alüminyum 660 °C'de erir, bu da çinko alaşımlarından daha fazla enerjiye ihtiyaç duyduğu anlamına gelir. Çinko alaşımlı kalıplar daha uzun süre dayanırken, alüminyum olanlar 300.000 döngüden sonra aşınabilir. Çinko parçalar 280 MPa mukavemet içerirken, alüminyum derecesine bağlı olarak 220 Mpa mukavemet elde eder.

Alüminyum bileşenler ise 60% daha hafiftir. Çinko döküm küçük boyutlu parçaların üretiminde iyi sonuç verir, ancak alüminyum motor blokları gibi daha büyük boyutlar oluşturabilir.

Çinko ve Magnezyum Basınçlı Döküm

Çinko, ton başına 25% daha pahalı olan magnezyumdan daha ucuzdur. Magnezyum çinkodan daha ağır değildir; 30% daha azdır. Ayrıca, çinko tuz püskürtme testine 5 kat daha uzun süre dayanabilir.

Havacılık ve uzay endüstrisi hafif olması nedeniyle magnezyumu tercih etmektedir. Çinko ise dayanıklılığı nedeniyle çoğunlukla kapı kolları gibi tüketim malları üretiyor.

Çinko ve Plastik Enjeksiyon Kalıplama

Çinko parçalar dökümden plastiğe göre daha güçlü özellikler elde eder. 120°C'ye kadar ısıya dayanabilirler ve daha az eğilirler. Plastik kalıplar daha ucuzdur, ancak çinko olanlar çok daha sıkı toleranslar verir.

95% çinko ürünlerini geri dönüştürebilirsiniz. Ancak plastik her zaman geri dönüştürülemez ve derecesine de bağlıdır. Genellikle çöplüklerde son bulur. Çinko döküm elektrik konektörleri üretirken, üreticiler plastikle oyuncak muhafazaları üretir.

Çinko Dökümün Sınırlamaları

Plastik parçalar hafiftir çünkü çinko 3 kat daha ağır çıktılar üretir. Bu yüzden hafif uygulamalarda kullanımını sınırlar.

Ayrıca, çok ince duvar parçası ve karmaşık tasarım çinko döküm için zorlayıcı olabilir. Bunun nedeni fırlatma sırasında çatlayabilmesidir.

Sonuç

Çinko döküm uygun fiyatlı bir süreçtir. Üreticiler bunu daha doğru özelliklere ve kaliteli büyük üretim parçaları üretmek için kullanırlar. Bu süreci kullanan birçok sektör vardır; otomotiv, elektronik ve tıbbi cihazlar en yaygın olanlarıdır.

Bu süreç çok esnek tasarımlar sunar ve yüksek hacimli ihtiyaçları destekler. Bir sonraki tasarımınızda çinko döküm kullanarak parçaları daha uygun fiyatlı, hassas ve uzun ömürlü hale getirin.