Twee ingenieurs van hetzelfde bedrijf geven hetzelfde onderdeel aan, de ene specifiek aluminium A380, de andere specifiek Zamak 3.een gewichtsverschil van 60 procentHet is duidelijk dat de meeste van de ingenieurs die in het onderzoek betrokken zijn, geen enkele fout hebben gemaakt.En een van hen zal de fout ontdekken nadat de dobbelsteen is gesneden..
Aluminium gietgiet en zink gietgiet zijn de twee meest gebruikte drukgietprocessen in de wereldwijde productie.gesmolten metaal dat onder druk wordt gedrukt in een geharde stalen dieholteBovendien verschillen zij aanzienlijk op alle eigenschappen die van belang zijn voor een productontwerper: dichtheid, sterkte/gewichtverhouding, smeltpunt, gietprocestype, minimale wanddikte,sterven leven, corrosiebestandheid, oppervlakteafwerking en economie per onderdeel.
Dit vergelijkt A380 aluminium met Zamak 3 en Zamak 5 zinklegeringen op elke dimensie die de materiaalkeuze bepaalt.u heeft de gegevens om de juiste beslissing te nemen voordat het budget voor gereedschappen wordt vastgelegd.
| Snelle reactieDoor middel van aluminiumgieten (A380 is de meest voorkomende legering) worden lichte, warmtegeleidende onderdelen met een hoge sterkte/gewichtsverhouding geproduceerd.Het maakt gebruik van de koude kamer proces vanwege aluminium's 660 graden Celsius smeltpunt en past automotiveZinkgiet (Zamak 3 en Zamak 5 zijn de meest voorkomende legeringen) produceert dichter,zware onderdelen met een hogere dimensie-nauwkeurigheid als gegotenHet maakt gebruik van het warmkameraproces en is geschikt voor kleine, complexe, grootschalige hardware.connectorenKies voor aluminium wanneer gewicht en temperatuur van belang zijn. Kies voor zink wanneer wanddunne, bekledingskwaliteit, levensduur en kleine dimensionale precisie van belang zijn. |
Wat is het fundamentele verschil tussen aluminium- en zinkgieten?
Het belangrijkste verschil tussen aluminium en zink gieten is niet een eigenschap van de legering.En dat procesverschil leidt tot afwaartse verschillen in de cyclustijd., de levensduur, de deelwanddikte en de totale kosten van het programma.
Aluminiumgieten: koudkamerproces
Aluminium heeft een smeltpunt van ongeveer 660 graden.het zou het spuitmechanisme snel afbreken als het gedurende elke cyclus in contact zou blijven met het gesmolten metaalAluminium gebruikt daarom het koude kamerproces.waarbij het gesmolten metaal voor elke cyclus in een afzonderlijke schietkamer wordt gelegd voordat het in de matrijzen wordt geïnjecteerdHet proces in de koude kamer voegt een stap toe aan elke cyclus, verlengt de cyclustijd met 20 tot 30 procent in vergelijking met de hete kamer en blootstelt de schothoes bij elke cyclus aan thermische schok.Het resultaat is een langere cyclustijd en een hogere slijtage van de machine dan zink, maar de mechanische eigenschappen en het gewichtsvoordeel van aluminium rechtvaardigen deze kosten voor de toepassingen waar ze nodig zijn.
Zinkgieten: warmkamerproces
Zinklegeringen smelten bij 385 tot 420 graden Celsius, afhankelijk van de specifieke Zamak-kwaliteit, een temperatuur die laag genoeg is om het injectiemechanisme continu ondergedompeld te houden in het gesmolten metalen bad.De warmkamera machine houdt het metaal in een gesmolten toestand in de machine lichaam en injecteert rechtstreeks uit dat reservoir in de die met elke cyclusDe lagere procestemperatuur verlengt ook de levensduur van de strijkijzer drastisch: de zinkstrijkijzer produceert meestal 500000 tot 1,000In de eerste plaats is het de bedoeling dat de Commissie in het kader van de evaluatie van de resultaten van de evaluatie van de in het kader van het onderzoek verrichte werkzaamheden de nodige maatregelen neemt om de resultaten van de evaluatie te verbeteren.
Gepubliceerde vergelijkingen van bronnen uit de gietindustrie bevestigen dat zinklegeringen voor dezelfde onderdelengeometrie gewoonlijk tot tien keer langer meegaan dan aluminiumlegeringen.een kostenvoordeel dat aanzienlijk toeneemt bij programma's met een groot volumeDe volgende categorieën:.
Hoe vergelijken A380 Aluminium en Zamak 3 en Zamak 5 Zink op mechanische eigenschappen?
In de onderstaande tabel worden de drie meest gebruikte gietmetalen vergeleken: A380 (de dominante gietmetalen van aluminium in Noord-Amerika en Europa),Zamak 3 (de standaard zinklegering voor de meeste commerciële toepassingen), en Zamak 5 (de sterkere zinklegering die wordt gebruikt wanneer een grotere hardheid en slijtvastheid vereist zijn).
| Vastgoed | A380 Aluminium | Zamak 3 Zink | Zamak 5 Zink |
|---|---|---|---|
| Treksterkte | 325 MPa | 215 tot en met 250 MPa | 270 tot en met 310 MPa |
| Kracht van de opbrengst | 160 MPa | 140 tot 170 MPa | 210 MPa |
| Dichtheid | 2.71 g/cm3 | 60,60 g/cm3 | 60,60 g/cm3 |
| Smeltepunt | 540 tot 660 graden C | 381 tot 387 graden C | 380 tot 386 graden C |
| Warmtegeleidbaarheid | 96 W/m·K | 113 W/m·K | 109 W/m·K |
| Brinellhardheid | 80 HB | 82 HB | 91 HB |
| Verlenging bij breuk | 30,5% | 10 procent | 7 procent |
| Minimale wanddikte | 2.3 tot en met 2,5 mm | 00,8 tot 1,0 mm | 00,8 tot 1,0 mm |
| Die Life (typische opnames) | 100,000 tot 300,000 | 500,000 tot 1,000,000+ | 500,000 tot 1,000,000+ |
| Castingproces | Koelkamer | Warmkamer | Warmkamer |
| Dimensionele tolerantie van de gecast | 0.1 mm tot 0,2 mm | 00,05 mm tot 0,1 mm | 00,05 mm tot 0,1 mm |
| Corrosiebestendigheid | Goed (anodiseren of verven) | Goed (stabiele oxidelaag) | Goed (stabiele oxidelaag) |
| Kwaliteit van de bekleding | Matig (vereist voorbehandeling) | Uitstekend (platen direct) | Uitstekend (platen direct) |
| Relatieve grondstofkosten | 1.0x (baseline) | 00,7x tot 0,85x | 00,75x tot 0,90x |
Het dichtheidsverschil tussen A380 (2,71 g/cm3) en Zamak 3 (6,60 g/cm3) is voor de meeste toepassingen de meest beslissende eigenschap bij de materiaalkeuze.Een zinkdeel dat 100 gram weegt, weegt 41Voor elke toepassing waarbij de verzendkosten, de brandstofbesparing van het voertuig of het structurele gewichtsbudget van belang zijn.Het gewichtsvoordeel van aluminium is een beslissing op programmaniveau die de meeste andere overwegingen overschrijdt.De volgende categorieën:.
Waar wint aluminium, en waar wint zink?
Geen van beide legeringen is universeel superieur. Elk wint beslissend in specifieke toepassingscategorieën, en die categorieën worden bepaald door meetbare onderdelenvereisten, niet door algemene voorkeuren.
Waar aluminium A380 de duidelijke keuze is
Aluminium wint in alle toepassingen waar het gewicht van de onderdelen een functioneel of economisch resultaat heeft.chassis voor grote consumentenelektronica, en de behuizing van industriële apparatuur vereisen allemaal aluminium omdat de 2,4x gewichtsboete van zink onacceptabel is bij de deelgrootte en de betrokken hoeveelheid.
Het thermische beheer is het tweede voordeel van aluminium. De thermische geleidbaarheid van A380 van 96 W/m·K, gecombineerd met de lage dichtheid, maakt het het standaardmateriaal voor warmtezuigers, LED-verlichtingsbehuizingen,omhulsels voor omvormersDe hogere thermische geleidbaarheid van zink (113 W/m·K) compenseert niet de4x gewichtsboete bij thermische toepassingen waarbij de massa van de hittezuiger tot een minimum moet worden beperkt.
Anodisatie Type II en Type III bouwt een harde aluminium-oxide laag direct op het oppervlak, waardoor corrosiebescherming, slijtvastheid en kleur in een enkele operatie.Zink kan niet geanodiseerd wordenHet kan in poederlaag of geverfd worden, maar vormt niet de harde oxidelaag die door anodisering op aluminium ontstaat.aluminium is de enige gietoptie.
Zink Zamak 3 en Zamak 5 zijn de duidelijke keuze
Zink wint op kleine, ingewikkelde, grote delen waar dunne wanden, complexe interne geometrie en strakke as-cast toleranties de primaire vereisten zijn..8 tot 1,0 mm in warmkamergieten, vergeleken met het minimum van 2,3 tot 2,5 mm voor aluminium.
De levensduur is het belangrijkste economisch voordeel van zink bij grote productievolumes.De kosten van het werktuig per onderdeel zijn 5 tot 10 maal lager voor zink in een duurzaam productieprogramma.Voor een consumentenhardwareproduct van 500.000 eenheden per jaar loopt een zinkmatrijst twee jaar voordat deze wordt vervangen.
Zinkplaten rechtstreeks zonder de agressieve voorbehandeling die voor aluminium vereist is.en koperen bekleding voldoen aan Zamak 3 en Zamak 5 met standaard galvanische chemie, produceren van spiegelkwaliteit decoratieve oppervlakken die worden gebruikt in badkamer hardware, deurgrepen, riem gespen en auto interieur versiering.Aluminium vereist een chemische omschakeling coating voor het plakken zal hechten, waardoor een processtap wordt toegevoegd en de afwijzingspercentages in platinglijnen worden verhoogd.
Elektromagnetische interferentie (EMI) afscherming is een zink-specifiek voordeel.Door de hogere dichtheid en elektrische geleidbaarheid van zink is het effectiever dan aluminium bij het dempen van hoogfrequente elektromagnetische straling, waardoor het het materiaal is voor connectorbehuizingen, RF-beschermingsbehuizingen en kleine elektronische hardware waar EMI-naleving vereist is.
Hoe kiest u de juiste gietmetalen legering voor uw toepassing?
In het onderstaande besluitvormingskader worden de reële toepassingscategorieën naar de juiste legering gekoppeld op basis van de functionele vereisten die de beslissing bepalen.dan temperatuur, dan geometrie, dan afwerking, dan volume economie.
| Tipe aanvraag | Hoofdvereiste | Korrekte legering | De reden |
|---|---|---|---|
| Auto-constructiebehuising (deursleutel, beugel) | Laggewicht, matige sterkte | A380 Aluminium | Zink gewicht sanctie onaanvaardbaar bij dit deel grootte en auto gewicht budgetten |
| Elektrische batterijbehuizing of motorenddek | Klein gewicht, thermisch beheer | A380 Aluminium | Dichtheid en warmtegeleidbaarheid beide gunsten aluminium voor elektrificatiecomponenten |
| LED-verlichting warmtezuiger of omvormer behuizing | Warmteafvoer, laag gewicht | A380 Aluminium | Aluminium anodiseert voor corrosiebestendigheid en verdrijft warmte bij lage massa |
| Kleine vergrendelingscilinder of kammechanisme | Dunne wanden, strakke tolerantie, slijtvastheid | Zamak 5 Zink | Sub-1 mm wandcapaciteit, 0,05 mm as-cast tolerantie, superieure hardheid voor slijtage |
| Chroombedekte badkamerapparatuur (kraan, handvat) | Spiegeloppervlak, bekledingskwaliteit | Zamak 3 Zink | Rechtstreeks verchrooming op zink, zonder voorbehandeling, spiegeloppervlak van gepolijste matrijs |
| Hoofdstukken met een groot volume aansluitingen (500.000+ eenheden/jaar) | Lage kosten per onderdeel, complexe geometrie | Zamak 3 Zink | 10x levensduur van de matrijzen versus aluminium, snelheid van de cyclus van de hete kamer, dunne wandcapaciteit voor connectoren |
| Gebouw voor consumentenelektronica (middelgroot, geschilderd) | Gewicht, cosmetica, kosten | A380 Aluminium | Gewichtsvoordeel van cruciaal belang voor draagbare elektronica, verf of poederlaag |
| EMI-beschermingsbehuizing voor RF-elektronica | Elektromagnetische afscherming | Zamak 3 Zink | Een hogere dichtheid en geleidbaarheid zorgen voor een betere verzwakking dan aluminium bij dezelfde wanddikte |
| Aerospace-beugel of structurele bevestiging | Sterkte-gewichtsverhouding, gewicht | A380 Aluminium | Zink's 2,4x gewichtsboete elimineert het van gewichtskritische luchtvaarttoepassingen |
| Vervaardiging waarbij de waarde van alle gebruikte materialen niet meer bedraagt dan de waarde van alle gebruikte materialen | Oppervlakte kwaliteit, detail, kosten | Zamak 3 Zink | Fijnste dunwanden, rechtstreekse bekleding, lange levensduur van de mat, vermindert de kosten bij grote hoeveelheden |
| Weet u niet zeker of uw werkstuk van aluminium of zink moet zijn?Upload je STEP of IGES-bestand naar Elite Mold Tech en ontvang binnen 12 uur een gratis materiaal aanbeveling.gewichtsbeperkingen, oppervlakteafwerkingspesificatie en jaarlijkse hoeveelheid om te bepalen of A380 aluminium, Zamak 3 of Zamak 5 zink de beste combinatie van prestaties en totale programmakosten biedt.Alle uploads zijn beveiligd en NDA bescherming is beschikbaar op aanvraag.Ga naar elitemoldtech.com om de mogelijkheden van gietvorming te verkennen en uw CAD-bestand te uploaden. |
Gerelateerde Elite Mould Tech-gidsen en bronnen
Gerelateerde handleidingen: volledige handleiding voor het selecteren van het productieproces, afwerkingsmogelijkheden voor het gietoppervlak, gietdiensten.
Autoritaire referenties: North American Die Casting Association (NADCA), ASTM International die casting alloy normen.
Krijg een DFM Review van Elite Mold Tech
Upload je CAD-bestand naar Elite Mold Tech en ontvang binnen 12 uur een DFM-review, met tolerantie, materiaal,en kosten feedback van ons engineering team voordat u zich in te zetten voor het gereedschap.
Vaak gestelde vragen
Waarom is zinkgieten goedkoper dan aluminium voor kleine onderdelen met een groot volume?
Het kostenevoordeel van zink voor kleine, grootschalige onderdelen komt voort uit drie samenstellingsfactoren.000De prijs van een zinkmatrijzen is ongeveer 15 000 tot 40 000 dollar per jaar, terwijl de prijs van een zinkmatrijzen ongeveer 15 000 tot 300 000 dollar per jaar is.000 vervangingskostenEen gelijkwaardige aluminium die moet om de 2 tot 7 maanden worden vervangen, waardoor de jaarlijkse gereedschapskosten worden vermenigvuldigd.Zink-warmkamer gieten is 30 tot 50 procent sneller per cyclus dan aluminium koude kamer gieten, het verhogen van de machine-output per uur en het verlagen van de machine tijd kosten per onderdeel.Zink's superieure kwaliteit van het gegoten oppervlak en directe plating vermogen verminderen of elimineren afwerking stappen die aluminium vereistDe combinatie van een langere slijptijd, een kortere cyclustijd en minder secundaire bewerkingen maakt zink voor kleine onderdelen met een productievolume van meer dan 50 consistentelijk zuiniger dan aluminium.000 eenheden per jaar.
Kunnen zinkgietstukken worden gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen?
Zinklegeringen behouden hun mechanische eigenschappen redelijk goed bij kamertemperatuur en in milde bedrijfsomgevingen, maar ze hebben significante beperkingen boven 100 graden Celsius.De kruipweerstand van Zamak-legeringen daalt aanzienlijk boven de 70 tot 80 graden Celsius onder aanhoudende belasting. toepassingen onder de motorkap, onderdelen naast warmtebronnen,en onderdelen die thermische cyclus ondergaan tussen omgevings- en verhoogde temperaturen, moeten zorgvuldig worden beoordeeld tegen gepubliceerde gegevens over verhoogde temperatuur eigenschappen voor de specifieke Zamak-klasseZamak 5 biedt betere kruipbestandheid dan Zamak 3 bij verhoogde temperaturen vanwege het hogere kopergehalte.:het behoudt nuttige structurele eigenschappen tot 200 graden Celsius en is speciaal ontworpen voor toepassingen bij hoge temperaturen, zoals motorbehuizingen, versnellingsbakken,en omhulsels voor omvormers waarbij zink zich in de loop van de tijd onder belasting zou vervormen.