Zamak 5, çinko alaşımı kategorisinin bir parçasıdır. Zamak 5, 3,5-4,3% alüminyum, 0,03-0,08% magnezyum ve 0,75-1,25% bakır içeren bir çinko alaşımıdır. Çekme dayanımı 330 MPa, yoğunluğu 6,7 g/cm³ ve erime noktası 380-385°C'dir. Otomotiv, havacılık ve tüketim mallarında yüksek mukavemetli parçaların kalıp dökümü için kullanılır.

Bu makalede, döküm sürecini, fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerini ve temel faydalarını öğrenin.

Zamak'ın Bileşimi ve Özellikleri 5

Zamak'ın Kimyasal Bileşimi 5

Çinko bazlı bir alaşım olan Zamak 5 dört elementten oluşur. Bunlar çinko, alüminyum, bakır ve magnezyumdur. Bu elementler, performans rolünde önemli değişiklikler getirir.

Çinko (96-98%):

Çinko, Zamak beş alaşımının temelidir. Düşük erime noktaları nedeniyle kalıp döküm teknikleriyle iyi uyum sağlar. 99,99% saflığında çinko tercih edin. Bunun nedeni alaşımlardaki safsızlıkların parçaların mekanik özelliklerini etkilemesidir.

Örneğin, kurşun (0,003%'nin üzerinde) veya kadmiyum (0,002%'nin üzerinde) parçaları zayıflatabilir veya çatlatabilir. Ayrıca, çinkonun saf hali korozyona karşı iyi direnç gösterir.

Alüminyum (3,5-4,3%):

Alüminyumun Zamak 5'e katkısı, mikroyapısını rafine ederek güçlendirmektir. Katılaşma sırasında alüminyum intermetalik fazlar oluşturur. Sonuç olarak yapıyı ve mukavemeti iyileştirir.

Örneğin, verilen görüntüde katı çözelti çinko bakımından zengin kısmın 381°C'de katılaştığını göstermektedir. Bu arada, Al bakımından zengin faz 277°C'ye ulaştığında oluşur.

Faz kasıtlı olarak sert ve sünek bölgeleri belirler. Bunun nedeni, 3.5%'nin altına alüminyum eklenmesinin çatlaklara neden olması veya 4.5%'yi aştığında kırılganlığı artırması ve kırılma olasılığının daha yüksek olmasıdır.

Magnezyum (0,03-0,08%):

Zamak Five'daki magnezyum içeriği tane sınırlarındaki safsızlıkları engeller. İşte bu yüzden Zamak Beş'in taneler arası korozyon. Ayrıca, ilavesi alaşımın akışkanlığını çok daha iyi hale getirir ve döküm sırasında kalıbı eşit şekilde doldurur.

Aşırı miktarda magnezyum sıcak kamaralı döküm için iyi değildir (385°C'de). Oksidasyonu nedeniyle yüzeylerde koyu lekeler oluşur. Bir şekilde çalışma sırasında çok sıkı kontrol gerektirir.

Bakır (0,75-1,25%):

Zamak 5 alaşımındaki bakır, kabiliyetini güçlendirir. Yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Özellikle 150°C civarında olduğunda. Alaşım yapısı stabilize olur. Bu nedenle, bakır içermeyen çinkoya kıyasla sürünme direncini artırır.

Bakır ayrıca alaşımın mekanik özelliklerini korumak için de çalışır. Yaşlanmasını yavaşlatarak 10 yıldan fazla dayanmasını sağlar.

Ayrıca, bakırın 1.25%'nin üzerinde aşırı kullanımı kırılganlığa yol açar ve azaltılmış miktar uzama 30%'ye kadar tersine.

Zamak 5'in Fiziksel Özellikleri

Yoğunluk:

Zamak 5'te 6,7 g/cm³ gerilme mukavemeti vardır. Yoğunluğu ağırlığını etkiler ve çelikten (7,85 g/cm³) 15% daha hafif bir seçenek haline getirir. Alüminyum alaşımı (2,7 g/cm³) ile karşılaştırıldığında ise 60% daha ağırdır.

Erime Noktası:

Zamak 5 alaşımı temel olarak 380°C ile 385°C arasında değişen daha düşük erime noktaları içerir. Sonuç olarak, alüminyum alaşımlara göre 25% daha az enerji tüketirler.

Ayrıca, döküm işlemi sırasında Zamak 5 içeriği 0,8 saniye içinde çok hızlı bir şekilde katılaşır. Bu da alternatif olarak bir döngünün yaklaşık 20 saniyede tamamlanmasına yardımcı olur.

Çekme Dayanımı, Akma Dayanımı, Uzama:

Zamak 5'te yaklaşık 330 Mpa çekme mukavemeti mevcuttur. Ayrıca 220 mpa akma dayanımına sahiptir. Bununla birlikte, alaşım kırılmadan önce 7-10%'ye kadar esneyebilir.

Ayrıca, 150°C veya üzerindeki sıcaklıklarda gerilme mukavemeti düşer. Bunun nedeni termal yumuşama veya mikroyapısal değişikliklerdir.

Resimdeki gerilme-gerinim eğrisi doğrusal elastik bölgeler göstermektedir. Bu da 220 MPa civarındadır. Ayrıca, plastik deformasyon bunu takip eder.

15% civarında çekme mukavemetindeki artış, daha küçük tane boyutu (0,02 mm) nedeniyle gerçekleşir. Dislokasyon hareketini engeller.

Zamak'ın Mekanik Özellikleri 5

Sertlik:

Zamak 5 sınıfı 91 hb (Brinell sertliği) değerine sahiptir. 10 mm'lik bir çelik bilyenin 295 N kuvvetle bastırılması bu ölçümün elde edilmesine yardımcı olur. Bu işlem 15 saniye sürer ve 3,2 mm'lik bir çukur bırakır.

Çizilmeleri önlemek için sertlik özellikli yüzey. Bu, alaşımı dekoratif veya kapı kolları gibi öğeler için uygun hale getirir.

Darbe Dayanımı:

Zamak 5 sınıfının Charpy darbe dayanımı. Bu 20'de 53 J olabilir. Ancak süneklik -20°C'ye düştüğünde bu değer 35 J'ye düşer.

Titreşime maruz kalan parçaların üretilmesi gerektiğinde kalitenin tokluğu önemlidir.

Yorulma Dayanımı:

Zamak 5 ile 1 milyon döngüyü tamamlamak için 100 Mpa'ya kadar döngüsel gerilimleri kaldırabilirsiniz. Ancak, pürüzlü bir yüzey (Ra > 1,6 µm) veya keskin kenarların sonucu limiti etkiler ve 70 Mpa'ya götürür. Sürekli titreşime karşı yarışan zamak5, çamaşır makinesi ekipmanlarına uygundur.

Zamak 5 Alaşımının Avantajları

Yüksek Mukavemet-Ağırlık Oranı

Bir çinko alüminyum alaşımı olan Zamak 5'te 49 Mpa mukavemet/ağırlık oranı vardır. İyi bir gerilme mukavemetine ve yoğunluğa sahiptir. Bu oran A380 sınıfı alüminyumdan çok daha yüksektir (30%) ve C93200 bakırdan yaklaşık 50% daha hafiftir.

Buna ek olarak, Zamak 5 alaşımının 53 J darbe dayanımı A380 alüminyum (40 J) ve ZA-12'yi (45 J) geride bırakmaktadır. Bu, bu kalitenin daha hafif ve yüksek mukavemetli parçalara uygunluğunun nedenidir. Bunlar matkap yuvaları ve bisiklet pedalları olabilir.

İyi Korozyon Direnci

Neme (85% RH) veya tuzlu ortamlara maruz kalmak parçalarda paslanmaya yol açabilir. Bu durumda, kimyasal bileşimler (0.08% magnezyum) paslanmayı önler.

Bu metal yaklaşık 500 saat boyunca tuz püskürtme testlerine dayanır ve şaşırtıcı bir şekilde 0,1 mm'den daha az yüzey erozyonu şansı gösterir.

Bu tür kaliteler genellikle denizcilik donanımında korozyona karşı direnç sağlamak için iyi çalışır. Örneğin, tekne kelepçeleri ve güverte menteşeleri gibi parçalarda kaplama olmadan korozyonu durdurabilir.

Mükemmel Dökülebilirlik

Zamak 5, kalıbı 95% akışkanlığı ile doldurur. Karmaşık şekiller yaratan bir alaşım olarak mükemmel dökülebilirlik sunar. Örneğin, 0,5 mm dişler ekleyerek saat dişlisi veya bir dizüstü bilgisayar menteşesi tasarlayabilir.

Dökümler çok daha kalın duvarlı parçalar üretir, bu nedenle soğutma için daha az zaman alırlar. Bu da üretim maliyetlerini CNC ile işlenmiş pirince kıyasla 40%'ye kadar düşürür.

Yüksek Süneklik

Kırılmadan, bir Zamak 5 alaşımı 7-10% civarında gerilebilir. Yüksek sünekliği soğuk şekillendirmeyi mümkün kılar. Çatlakları önlemek için sıhhi tesisat dirsekleri veya elektrik konektörleri için bu gereklidir. Bu tür bir işlenebilirlik ikincil işlemlere (diş açma veya delme) yardımcı olur.

Zamak 5 Uygulamaları

Otomotiv Endüstrisi

Zamak 5 alaşımı otomotiv parçaları üretir. Buna enjektör nozulları, sensör muhafazaları ve şanzıman braketleri dahildir.

Motor takozları gibi parçalarda ±0,05 mm'ye kadar boyutsal kararlılık (tolerans) sağlar. Böylece en yüksek titreşimlere karşı rekabet ederek mükemmel uyum sağlarlar.

Havacılık ve Uzay Endüstrisi

Zamak 5'in mekanik özellikleri nedeniyle, üreticiler kabin lambası çerçeveleri veya havalandırma çıtaları gibi kritik olmayan parçalar üretmektedir. Ancak, 150°C sıcaklıkların altında kullanımını sınırlar.

İnşaat Sektörü

İnşaat sektörleri Zamak 5'i kapı kolları, pencere kilitleri ve hatta çatı braketleri yapmak için kullanmaktadır. İnce, cilalı görünümünden faydalanırlar.

Parmak izleri ve kararma musluk kollarının görünümüne zarar verebilir, işte tam da bu nedenle krom kaplama uygulamanız gerekir.

Tüketim Malları Sektörü

Zamak 5 yüksek mukavemetli bir kalitedir. Kamera lens bağlantılarını, karıştırıcıları, tabanları ve fermuar sürgülerini şekillendirebilir. Ayrıca, iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir.

Bu, lazer tiplerinin akıllı telefon çerçevelerindeki dikişler gibi bileşenler üzerinde 200 mm/dak hızla çalışabileceği anlamına gelir. Düşük montaj maliyetinin nedeni budur.

Zamak 5 ve Zamak 3 Arasındaki Fark

1. Kimyasal Bileşimin Karşılaştırılması:

En büyük fark Zamak 5'in bakır içermesidir. Bu nedenle yüksek sıcaklık direncini arttırır.

Bu arada, Zamak 3'te çok az bakır vardır. Ancak bu, nemli gibi ortamlarda daha iyi dökülebilirlik ve korozyon direnci içindir.

2. Mekanik Bileşimin Karşılaştırılması:

Zamak 5 daha iyi ve daha yüksek miktarda mukavemet ve sertliğe sahiptir. Bu yüzden yük taşıyan parçaların imalatında iyi sonuç verir.

Tersine, Zamak 3 alaşımında daha yüksek süneklik vardır. Karmaşık ve zor bükümleri destekler.

Uygulamaların Karşılaştırılması

Zamak, boyutsal stabilitenin gerekli olduğu parçalara uygundur. Örneğin, otomotiv motor braketleri ve endüstriyel valf gövdeleri.

Düşük maliyetli kalıp döküm alaşımı Zamak Three, pürüzsüz yüzeyli parçalar üretir. Oyuncaklar veya dekoratif lamba tabanları gibi.

Seçim Faktörleri:

• Güç ve Maliyet: Zamak, Zamak 3'e göre yaklaşık 12% daha maliyetlidir. Ancak zorlu ortamlarda 50%'ye kadar dayanır.
• Korozyon Direnci: Zamak 3 daha iyi korozyon direnci sunar ve kıyı muslukları için idealdir. Bu arada, zamak 5 işlenmiş dişliler gibi parçalarda iyi aşınma direnci sağlar.
• Yük Tipi: Zamak 5'in daha yüksek sertliğe sahip olması dinamik yüklerle (örn. dişliler, pompa bileşenleri) rekabet edebilmesini sağlar. Zamak 3, dekorasyon süslemesi gibi statik öğeler için iyi çalışır.
• Yüzey İşlemi: Zamak 3, mücevher tokalarının ihtiyaçlarını karşılayan çok çekici ve cilalı bir yüzey verir. Bu arada, zamak 5 estetik bir görünüm elde etmek için ek kaplama katmanına ihtiyaç duyar.
• Mevzuata Uygunluk: Zamak 5, otomotiv için ASTM B240 kuralını karşılar. Isıya dayanıklı parçalar yapar. Zamak 3, maliyete duyarlı ürünler için çalışan iso 301 standardına uygundur.

Zamak Üretim Süreci 5

Basınçlı Döküm Süreci

Sıcak kamaralı basınçlı döküm çinko-alüminyum alaşımlarıyla iyi çalışır, bu nedenle Zamak beş bu alaşımla dökülebilir. Düşük erime noktalarına sahiptir ve optimum akışkanlık için 400°C'ye kadar ısınabilir.

Erimiş alaşım çelikten yapılmış kalıp boşluğuna enjekte edilir. Üreticiler 1000 ila 3000 bar basınç uygular. Birkaç saniye içinde sıkı toleranslar içeren katı bir form alır.

Bu teknik, pürüzsüz yüzeyler (1,6 µm) elde ederek daha büyük üretimler için işe yarayabilir. Ayrıca işlem sonrası ihtiyaçları da azaltır.

Çinko döküm çok uygun fiyatlı bir üretim yöntemidir. Bu nedenle çoğu seri üretim platformu tarafından tercih edilmektedir. Buna otomotiv braketleri veya tüketici elektroniği muhafazaları da dahildir.

Süreç Parametreleri

Önemli parametreler şunlardır:

• Enjeksiyon basıncı (700-1000 bar). Kusurları önler,
• Erken soğumayı önlemek için kalıp sıcaklığı (150-200°C)
• Soğutma hızları (50°C/s) rafine tane boyutunu (0,02 mm) destekler.

Bu adımların ayarlanması gerçek çıktı sonuçlarını elde etmek için önemlidir. Çekme mukavemeti gibi mekanik özellikleri artırır.

Bu parametreler aynı zamanda parçalardaki değişkenleri de önler. Uygun soğutma sistemleri iç kusurları azaltır ve yorulma direncini artırır.

Talaşlı İmalat ve Son İşlem

Zamak 5 kalitesi 150m/dak kesme hızlarında işlenebilir. İlerleme hızları 0,1 mm/devir civarında dalgalanır. Bu karbür takıma bağlıdır.

Su bazlı soğutma kanalları aşırı ısıyı uzaklaştırır. Bu alternatif olarak son derece hassas diş açma veya kanal açma işlemlerini destekler.

Yüksek kaliteli bir finisaja sahip parçalar yapmak en gerekli adımlardan biridir. Sonra Elektrokaplama, parçalar korozyona daha iyi dayanacaktır.

Çeşitli sonlandırma seçeneklerinde, üreticiler dayanıklı bir yüzey eklemek için mimari donanıma toz kaplama uygular. Bu arada, boya kaplamaları lamba tabanları gibi dekoratif öğelere mükemmel şekilde yapışır.

Çevresel etkiyle ilgili olarak yukarıdakilerin tümü çok daha önemlidir. Bu nedenle, çevre dostu uygulamaları benimseyin. Örneğin, toz katmanları uygulamak için kapalı döngü su sistemleri kullanılabilir.

Sonuç:

Zamak 5 çinko bazlı bir metaldir. Alüminyum, magnezyum ve bakır gibi birçok element içerir. Bu nedenle daha iyi bir mukavemet/ağırlık oranına, korozyon direncine ve mükemmel dökülebilirliğe sahiptir. Seri üretim taleplerini karşılamak için kalıp döküm tekniklerini kullanırsınız. Uygun maliyetlidir ve Zamak 3 veya alüminyum gibi alternatiflerden daha iyi performans gösterir.