Was ist Zinkdruckguss? Vorteile von Zinklegierungen beim Gießen

Druckguss wird oft nach der Hitze und dem Druck kategorisiert, die zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls in die Druckgussform erforderlich sind. Der Herstellungsprozess der Teile kann jedoch auch nach der Art des Materials kategorisiert werden, wobei Zinkdruckguss im Hinblick auf die Festigkeit der Teile am häufigsten vorkommt. In diesem Artikel geht es um den Zinkdruckguss, seine Anwendung und seinen Vergleich mit anderen Materialien.

Was ist Zinkdruckguss?

Zinkdruckguss ist ein Prozess, bei dem Zinklegierungen geschmolzen (daher der Name Zinklegierungsdruckguss) und in ein bereits vorbereitetes Werkstück eingespritzt werden Druckgussform. 

Zinklegierungen eignen sich aufgrund ihrer Duktilität, Schlagzähigkeit und ihres niedrigen Schmelzpunkts für die Teilefertigung. Darüber hinaus erfolgt der Gießvorgang aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts des Materials bei geringerer Hitze. Daher auch der Name „Warmkammer-Druckgussverfahren“.

Darüber hinaus fördert die Tatsache, dass es sich um ein Heißkammerverfahren handelt, auch die Langlebigkeit der Form, die erforderliche Zeit bis zum Umrüsten und die Kostensenkung im Vergleich zu anderen druckgusskompatiblen Materialien.  

Schritte des Zinkdruckgussverfahren

Im Allgemeinen handelt es sich beim Druckguss von Zinklegierungen um ein Warmkammer-Druckgussverfahren. Während es je nach Teilegröße und Maschinentyp zu Änderungen im Prozess kommt, gibt es auch einen allgemeinen Mechanismus, wie unten hervorgehoben:

Schritt #1: Vorbereiten der Matrize  

Reinigen Sie die Druckgussform, um Verunreinigungen zu entfernen. Anschließend die Form schmieren, damit sich das Gussteil nach dem Abkühlen besser auswerfen lässt. Schließen Sie Schritt eins ab, indem Sie die Matrize mit hohem Druck spannen.

Schritt #2: Injektion

Die Zinklegierung schmelzen und in die Schusskammer der Einspritzmaschine gießen. Beachten Sie, dass die Schusskammer heiß sein wird, da es sich beim Zinkguss um einen Warmkammer-Druckguss handelt. Anschließend wird das geschmolzene Zinkmaterial mit hohem Druck in die Druckgussform eingespritzt.

Schritt #3: Abkühlen und Auswerfen

Lassen Sie das Zink in der Druckgussform abkühlen, damit es die Form annimmt. Lösen Sie die Form, um den massiven Zinkguss aus der Form auszuwerfen.

Hinweis: Stellen Sie sicher, dass der Guss vor dem Auswerfen abkühlt und erstarrt.

Schritt #4: Trimmen

Neben anderen Veredelungsprozessen umfasst das Beschneiden das Entfernen der überschüssigen Metalle, die dadurch entstehen Druckgussfehler. Das Zuschneiden kann mit einer Schneidstanze, einer Säge oder anderen Verfahren erfolgen.

Hinweis: Der beschnittene Zinkguss ist recycelbar und wiederverwendbar.  

Zinklegierungen für den Druckguss

Es gibt verschiedene Zinklegierungen für den Druckguss. Jeder hat einzigartige Eigenschaften. Beispielsweise ist Zamak 3 aufgrund seiner hervorragenden Dimensionsstabilität und der Ausgewogenheit zwischen physikalischen und mechanischen Eigenschaften die gängige Zinklegierung für Druckguss. Eine Zusammenfassung der für den Druckguss geeigneten Zinklegierungen umfasst:  

Zamak 2

Zamak 2/Zinc Alloy 2/Kirksite ist die stärkste und härteste Legierung in der Zamak-Familie. Daher eignet es sich für Gussteile, die eine hohe strukturelle Integrität erfordern. Daher sind sie gängige Materialien im Automobil- und Maschinenbaubereich. 

Zamak 3

Zamak 3/Zinc Alloy 3 ist eine beliebte Zinklegierung mit hervorragender Dimensionsstabilität und Gießbarkeit. Abgesehen von seinen physikalischen und mechanischen Eigenschaften ist es mit verschiedenen Veredelungsoptionen kompatibel, darunter Lackieren, Chromatieren und Plattieren. 

Zamak 7

Zamak 7/Zinc Alloy 7 ist ein modifiziertes Zamak 3 mit einem geringeren Magnesiumgehalt und geringeren Verunreinigungen als andere Mitglieder der Zamak-Familie. Aufgrund seiner Zusammensetzung eignet sich Zamak 7 zur Herstellung von Teilen, die eine hohe Gießbarkeit und Oberflächengüte erfordern. Abgesehen davon ist es sehr duktil.

ZA 8

ZA-8 ist eine Zink-Aluminium-Legierung, die im Vergleich zu den Mitgliedern der Zamak-Familie für ihren hohen Aluminiumgehalt bekannt ist. Im Gegensatz zu anderen ZA-Legierungen ist die ZA-8 mit dem Heißkammer-Druckguss kompatibel.

ACuZink5

ACuZinc5 ist für seine Härte, Schmierfähigkeit und Kriechfestigkeit bekannt. General Motors hat es erforscht und entwickelt und es eignet sich zur Herstellung von Teilen, die eine hohe strukturelle Integrität erfordern und unter heißen Bedingungen verwendet werden.

EZAC

EZAC ist eine weitere Zinklegierung, die mit dem Warmkammer-Druckguss kompatibel ist. Es verfügt über eine hervorragende Kriechfestigkeit, hohe Härte und hohe Streckgrenze.

ZA 27 – Zink-Aluminium

ZA-27 enthält seiner Zahl nach 27 % Aluminium. Daher enthält es einen höheren Aluminiumgehalt als die Zamak-Familie. Aufgrund des Aluminiumanteils ist es leichter, stabiler und langlebiger. Daher ist es auch bei der Herstellung von Teilen mit struktureller Integrität anwendbar.

Bei RapidDirect verfügen wir über mehrere Zinklegierungen zum Gießen und verfügen über ein umfassendes Verständnis für deren Verwendung. Dadurch können wir Sie hinsichtlich des richtigen Materials für Ihr Projekt beraten.  

Vorteile von Zinkdruckguss 

Obwohl Druckguss mit mehreren Materialien kompatibel ist, ist Druckguss aus Zinklegierungen aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften beliebt. Im Vergleich zu anderen Legierungen ist es beispielsweise stark, zäh, fest und kostengünstig. Nachfolgend sind einige Vorteile des Verfahrens aufgeführt.

einfache Montage

Wie jede andere Druckgussverfahren, das gesamte Teil wird als eine Einheit gegossen. Daher verringert sich der Montageaufwand.

Hohe Präzision mit dünner Wand

Zinklegierungen sind im Vergleich zu anderen druckgusskompatiblen Legierungen stabil. Dadurch können Designoptimierungen umgesetzt werden, die eine Reduzierung der Wandstärke erfordern. Im Vergleich zu Materialien wie Aluminium kann Zink in einem solchen Fall immer noch strukturelle Integrität ausstrahlen. Darüber hinaus reduziert der geringere Materialeinsatz die Druckgusskosten.  

Bessere mechanische Eigenschaften

Zinklegierungen sind gegenüber Aluminium und Magnesium hinsichtlich mechanischer Eigenschaften wie Festigkeit und Haltbarkeit im Vorteil. Dies verbessert ihren Einsatz in Teilen, die Materialien mit hoher Festigkeit erfordern, weiter. Weitere mechanische Eigenschaften sind Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit.

Komplexe Geometrien gießen

Aufgrund seiner hervorragenden Lager- und Verschleißeigenschaften eignet sich Zink als Lager für bewegliche Strukturen. Darüber hinaus eignet es sich aufgrund seiner Fähigkeit, Verbindungen mit anderen Materialien zu bilden, für die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien.

Längere Werkzeuglebensdauer

Die beim Zinkdruckguss verwendete Form kann etwa zehnmal so lange halten Aluminium-Druckguss Schimmelbildung aufgrund der geringeren Abrasivität und des niedrigeren Schmelzpunkts der Zinklegierung. Dies führt zu einer Reduzierung von Formschäden und einer Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeugs. Darüber hinaus reduzieren sich dadurch die Werkzeugkosten im Vergleich zu anderen Materialien.

Schnellere Produktion

Zinklegierungen haben einen niedrigen Schmelzpunkt und erfordern einen Heißkammer-Druckgussprozess, der durch Hochdruckeinspritzung erfolgt. Dadurch wird die Zyklusrate stärker erhöht als bei anderen Materialien, wie z. B. Aluminium (Zinklegierungsdruckguss hat eine 150–200 % höhere Zyklusrate als Aluminium).

Beim Zinkdruckguss erfolgt die Einspritzung des Zinks in die Druckform direkt. Dies unterscheidet sich vom Aluminiumdruckguss, bei dem das Aluminium vor dem Einspritzen in einem externen Behälter geschmolzen werden muss. Außerdem weist das Gussstück eine hohe Erstarrungsrate auf, was die Anzahl der produzierten Teile weiter erhöht und die Gusskosten senkt.

Verschiedene Veredelungsoptionen

Es gibt verschiedene Veredelungsmöglichkeiten für Druckgussmaterialien. Gängige Veredelungsmöglichkeiten für das Material sind enthalten.

• Die Beschichtung eignet sich zur Verbesserung der funktionellen und ästhetischen Eigenschaften des Zinkdruckgusses. Eine Funktionsverbesserung kann eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit sein.
• Pulverbeschichtungen für Zinkdruckguss dienen aufgrund der großen Farbpalette eher ästhetischen Zwecken. Darüber hinaus sorgt es für eine dauerhafte und gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit der Gussteile. 
• Malerei dient funktionalen und ästhetischen Eigenschaften. Ebenso wie Pulverbeschichtungen werden sie aufgrund der vielfältigen Farbvielfalt vor allem wegen ihrer funktionalen Farbgebung eingesetzt. Allerdings erfordert die Lackierung im Gegensatz zur Pulverbeschichtung einen kürzeren Zeitaufwand und geringere Produktionskosten.

Weitere geeignete Veredelungsoptionen für die Arbeit mit Zinkguss sind Galvanisieren, mechanisches Plattieren und Eloxieren. Jedes hat einzigartige Eigenschaften, die die Anwendung des fertigen Teils bestimmen.  

Nachteile von Zinkdruckguss

Obwohl es aufgrund seiner Festigkeit und Haltbarkeit Vorteile hat, hat der Druckguss aus Zinklegierungen auch Nachteile. Im Folgenden sind einige Nachteile des Materials aufgeführt.

Ist anfällig für Mängel

Der Prozess zeichnet sich durch eine hohe Füllgeschwindigkeit und schnelle Abkühlung aus. Dadurch kann es zu einer verspäteten Gasentladung kommen, was zu Defekten wie Poren führen kann. Darüber hinaus mindern Defekte wie Poren und Blasen die Qualität des Druckgusses. Darüber hinaus sollten solche Gussteile keiner Wärmebehandlung unterzogen werden, da dies zu Schäden führen kann.

Schwere Teile

Zinkdruckguss ist stärker, aber schwerer als Materialien wie Aluminium. Daher eignen sie sich nicht für die Herstellung von Teilen, bei denen es auf geringes Gewicht ankommt. Dies zeigt sich in der geringeren Nutzung des Verfahrens in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Nicht für die Kleinserienfertigung geeignet

Druckguss ist mit hohen Anfangsinvestitionskosten verbunden. Daher sind sie vor allem in der Massenproduktion von Teilen einsetzbar. Aufgrund der Höhe DruckgusskostenSie sind für die Kleinserienfertigung nicht wirtschaftlich.

Anwendungen von Zinkdruckguss Ersatzteile

Zinkdruckgussteile sind in verschiedenen Branchen einsetzbar. Beispielsweise werden sie in der Automobilindustrie aufgrund ihrer Festigkeit bei der Herstellung von Innen- und Motorkomponenten bevorzugt. Nachfolgend einige Einsatzmöglichkeiten von Zinkdruckgussteilen:

Automobilindustrie

Zinkgussteile können bei der Herstellung verschiedener Innenkomponenten für die Automobilindustrie eingesetzt werden. Das Material hat aufgrund seiner Festigkeit eine höhere Bevorzugung als Aluminium. Beispiele von Automobil-Zinklegierungsguss Dazu gehören Lager, Lenkung und Bremsteile.

Hinweis: Die Zinklegierung Zamak 2 ist aufgrund ihrer Härte und Festigkeit die am meisten bevorzugte Zinklegierung.  

Displays & Elektronik

Der Zinklegierungsguss eignet sich auch für die Herstellung von Komponenten, die bei der Herstellung elektronischer Teile verwendet werden, wie z. B. Energieregler, Kippschalter, Wanduhren und Widerstände mit Keramikgehäuse. Hier kommt die Dimensionsstabilität ins Spiel. Daher ist die Legierung Zamak 3 am besten für die Herstellung elektronischer Teile geeignet.

Haushaltsgeräte

Zinkguss eignet sich zur Herstellung von Haushaltsgeräten wie Gürteln, Möbeleinsätzen, Schlüsselanhängern, Schuhschnallen, Türschlössern und Griffen. Dabei verbessern seine Festigkeit und Formstabilität den Einsatz in Haushaltsgeräten.  

Mechanischer Sektor

Der Zinklegierungsguss eignet sich auch zur Herstellung von Motorteilen für den mechanischen Bereich. Hier kommen Eigenschaften wie Kriechfestigkeit und Härte ins Spiel. Daher ist das Material besser geeignet als Materialien wie Aluminium.

Fazit

Der Druckguss aus Zinklegierungen ist die gebräuchlichste Gussmethode zur Herstellung robuster und langlebiger Teile. Wenn Sie gegossene Zinkteile benötigen, müssen Sie den Druckgussprozess verstehen, der in diesem Artikel ausführlich besprochen wurde, und ihn an erfolgreiche Druckgussdienste auslagern.

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Häufig gestellte Fragen