1. 소개
아연 합금은 주로 아연으로 구성된 금속 물질입니다., 특정 특성을 향상시키기 위해 다른 요소를 추가하여.
이러한 합금 요소는 강도와 같은 특성을 크게 수정할 수 있습니다., 경도, 내식성, 그리고 캐스팅 능력.
아연 합금은 비교적 낮은 융점으로 인해 다양한 제조 공정에서 널리 사용됩니다., 캐스팅 중 좋은 유동성, 그리고 비용 효율성.
2. 아연 합금은 무엇입니까??
아연은 푸른 흰색 금속입니다. 아연 합금은 아연이 주요 성분 인 금속 복합재입니다., 일반적으로 알루미늄과 같은 요소와 합금됩니다 (알), 구리 (구리), 마그네슘 (마그네슘), 및 니켈과 같은 미량 요소 (~ 안에) 또는 티타늄 (의).
이 조합은 맞춤형 기계적 강도로 합금을 만듭니다, 내식성, 주파수, 및 표면 마무리, 구조적 및 장식용 응용 분야에서 필수적으로 만듭니다.
1 차 합금 요소와 그 역할
| 요소 | 전형적인 % 합금으로 | 목적 |
| 알류미늄 (알) | 3–27% | 강도를 증가시킵니다, 유동성을 향상시킵니다, 부식 저항을 향상시킵니다 |
| 구리 (구리) | 0.5–3% | 경도를 향상시킵니다, 내마모성, 그리고 인장 강도 |
| 마그네슘 (마그네슘) | <0.06% | 곡물 정제, 부식 저항을 향상시킵니다 |
| 니켈 (~ 안에) | 추적하다 | 높은 온도에서 강도를 향상시킵니다, 다공성을 줄입니다 |
| 티탄 (의) | 추적하다 | 크리프 저항을 향상시킵니다, 고성능 합금에 사용됩니다 |
3. 일반적인 아연 합금 패밀리
아연 합금은 조성에 따라 분류됩니다, 기계적 행동, 및 처리 방법.
가장 저명한 세 가족은입니다 Zamak 합금, ZA 합금, 그리고 특수 아연 합금 ~와 같은 갈반 그리고 못.
각 그룹은 특정 성능 및 제조 요구 사항을 위해 설계됩니다..
Zamak 합금 (아연 + 알류미늄 + 마그네슘 + 구리 (구리))
| 합금 | 구성 (대략) | 주요 속성 | 일반적인 응용 |
| 잔뜩 3 | Zn-4%al-0.03%마그네슘 | 우수한 주파수, 치수 안정성 | 다이 캐스트 부품, 가전제품, 하드웨어 |
| 잔뜩 5 | Zn-4%al-1% | Zamak보다 더 높은 힘과 경도 3 | 자동차 부품, 구조적 구성 요소 |
| 잔뜩 2 | Zn-4%Al-3% | 가장 높은 강도와 내마모성 | 산업 기어, 베어링 하우징 |
| 잔뜩 7 | Zn-4%al-0.005%구리 (고순도) | 우수한 표면 마감, 낮은 불순물 | 장식 캐스팅, 미용 성분 |
기술적 인 통찰력:
Zamak 합금입니다 핫 챔버 다이 캐스팅 재료이며 그로 인해 널리 사용됩니다 우수한 유동성, 낮은 융점 (~ 385 ° C), 그리고 좋은 차원 정확도.
잔뜩 3 가장 일반적으로 사용되며 종종 "벤치 마크"아연 합금으로 간주됩니다..
ZA 합금 (아연-알루미늄 합금)
| 합금 | 구성 (대략) | 주요 속성 | 일반적인 응용 |
| for-8 | Zn-8%Al-1% | 좋은 힘, 핫 챔버 캐스팅에 적합합니다 | 커넥터 하우징, 자동차 트림 |
| 12 | Zn-12%Al-1% | 탁월한 내마모성과 강도 | 산업 구성 요소, 중형 기어 |
| ZA-27 | Zn-27%Al-1% | ZA 그룹에서 가장 높은 강도, 경량 | 구조적 부분, 작은 엔진 구성 요소 |
기술적 인 통찰력:
ZA 합금 제공 높은 기계적 강도 알루미늄 함량이 증가하여 Zamak보다.
그들은 주로 사용됩니다 콜드 챔버 다이 캐스팅 그리고 중력 주조 프로세스. ZA-27, 특히, 인장 강도로 일부 알루미늄 합금을 경쟁합니다 (~ 400 MPa).
특수 아연 합금
| 합금 | 독특한 기능 | 사용 사례 |
| 갈반 (Zn-5%al + 희토류) | 우수한 부식 저항 (2X 아연 도금 강) | 강철 와이어 및 시트를위한 보호 코팅 |
| 못 (Zn-4%al + 구리) | 우수한 가공성, 치수 안정성 | 압형, 고무 곰팡이가 죽습니다, 저용량 형성이 죽습니다 |
| 아연 쿠퍼 합금 (예를 들어. 합금 925) | 경도와 가공성 향상 | 기계식 하드웨어, 잠금 메커니즘 |
4. 아연 합금의 물리적 특성
아연 합금은 낮은 융점의 독특한 균형으로 가치가 있습니다., 치수 안정성, 우수한 열 및 전기 전도성.
이러한 특성은 특히 적합합니다 대량의 다이 캐스팅 그리고 정밀 구성 요소 여러 산업에서.
주요 물리적 특성
| 재산 | 일반적인 범위 | 단위 | 메모 |
| 밀도 | 6.6 – 6.9 | g/cm3 | 알루미늄보다 높습니다 (~ 2.7 g/cm³); 댐핑 애플리케이션에 적합합니다 |
| 녹는점 (고체 액체) | 370 – 430 | ℃ | 구성에 따라 다릅니다 (Zamak은 ~ 385 ° C를 녹입니다; ZA-27은 ~ 500 ℃ 용해) |
| 열전도율 | 100 – 120 | W/m·K | 구리보다 낮습니다, 그러나 적당한 열 전달에 적합합니다 |
| 전기 전도도 | 25 – 30 | % IACS | 구리보다 낮지 만 많은 저전압 응용 분야에 충분합니다 |
| 열팽창 계수 | 26 – 30 × 10⁻⁶ | /케이 | 다중 물질 어셈블리에서 고려해야합니다 |
| 비열 용량 | 390 – 420 | J/kg·K | 중간 정도의 열 관성 |
| 자기적 성질 | 비자성 | – | 자기 간섭을 피해야하는 응용 분야에 적합합니다 |
5. 아연 합금의 기계적 특성
아연 합금은 우수한 주파수와 적당한 기계적 강도로 유명합니다., 특히 다이 캐스팅에 사용될 때.
| 재산 | 잔뜩 3 | 잔뜩 5 | for-8 | ZA-27 | 단위 |
| 최고의 인장 강도 | 280 MPa | 330 MPa | 370 MPa | 410 MPa | MPa |
| 항복 강도 | 210 MPa | 250 MPa | 290 MPa | 370 MPa | MPa |
| 파단시 신장 | 10–13% | 7–9% | 3–6% | 1–3% | % |
| 경도 (브리넬) | 82 | 90 | 100 | 120 | HB |
| 탄성 계수 | 83 평점 | 83 평점 | 85 평점 | 96 평점 | 평점 |
| 충격 강도 (Charpy) | 2.5–3.0 | 2.0–2.5 | 1.5-2.0 | 1.0–1.5 | 제이 (무모하지 않은) |
6. 부식 저항 & 아연 합금의 표면 거동
부식성은 아연 합금의 중요한 특성입니다, 특히 실외에서 사용되는 구성 요소의 경우, 선박, 또는 화학적으로 공격적인 환경.
아연의 자연 수파화: 작동 방식
공기와 습기에 노출되었을 때, 아연은 산소 및 이산화탄소와 반응하여 얇은,
탄산 아연의 안정적인 층 (아연CO₃), 추가 부식에 대한 보호 장벽 역할을합니다. 이 수동적 인 행동입니다:
- 자기 치유 사소한 흠집과 찰과상
- 대기 및 경미한 산성/기본 환경에서 효과적입니다
- 염화물이 풍부한 보호가 적습니다 (예를 들어, 연안) 또는 산성 산업 환경
아연 녹？
기술적으로, Rust는 철과 강철의 부식 제품을 설명하는 데 일반적으로 사용되는 용어입니다., 주로 산화철입니다.
아연, 반면에, 부식 될 때 산화 아연과 수산화 아연 층을 형성합니다.. 이것은 녹과 같지 않지만, 그것은 여전히 부식의 한 형태입니다.
하지만, 아연의 부식 생성물은 일반적으로 녹에 비해 더 부착적이고 보호됩니다., 금속의 추가 부식 속도를 늦추는 데 도움이됩니다..
표면 마감: 도금, 분말 코팅, 크로메이트 변환
아연 합금의 부식성 및 미적 매력을 향상시키기 위해, 다양한 표면 마감 기술이 사용됩니다:
도금:
니켈과 같은 금속으로 전기 도금, 크롬, 또는 아연-니켈 합금은 일반적인 표면 마무리 방법입니다.
도금은 부식에 대한 추가 보호 층을 제공하며 제품의 외관을 향상시킬 수 있습니다..
예를 들어, 니켈 도금은 아연 합금 부품에 반짝이는 것을 줄 수 있습니다, 흠집과 부식에 강한 내구성 표면.
분체 도장:
분말 코팅.
이것은 힘들다, 우수한 부식 저항과 광범위한 색상 옵션을 제공하는 보호 필름.
분말 코팅 아연 합금 제품은 종종 실외 응용 분야에서 사용됩니다., 가구 및 건축 하드웨어와 같은.
크로메이트 변환:
크로메이트 전환 코팅, 보호층.
이 층은 우수한 내식성을 제공하며 후속 코팅의 접착력을 향상시킬 수 있습니다., 페인트 또는 파우더 코팅과 같은.
하지만, 육각형 크롬과 관련된 환경 문제로 인해 (전통적인 크로메이트 용액의 구성 요소), 3 개 크롬 또는 크롬이없는 대안을 사용하는 데 대한 경향이 증가하고 있습니다..
7. 조작 & 제조 과정
다이캐스팅 (핫 챔버, 냉기)
핫 챔버 다이 캐스팅:
Hot-Chamber에서 다이캐스팅, Gooseneck 다이 캐스팅이라고도합니다, 녹는 냄비는 주조 기계의 필수 부분입니다..
용융 아연 합금은 구즈넥 모양의 주입 시스템을 통해 플런저에 의해 다이 캐비티로 강제됩니다..
이 프로세스는 비교적 간단한 형상이있는 중소형 부품에 적합합니다.. 높은 생산 속도와 좋은 차원 정확도를 제공합니다.
하지만, 녹는 냄비의 크기와 사용할 수있는 합금의 종류에 의해 제한됩니다., 일부 합금은 녹는 냄비의 금속과 반응 할 수 있습니다..
콜드 챔버 다이 캐스팅:
콜드 챔버 다이 캐스팅.
이 과정에서, 용융 아연 합금은 별도의 주입 챔버로 자게됩니다., 그리고 플런저는 합금을 다이 캐비티로 강제합니다..
Cold-Chamber Die Casting은 주입 과정을 더 잘 제어 할 수 있으며 더 많은 양의 용융 금속을 처리 할 수 있습니다., 복잡한 모양과 대형 구성 요소에 적합합니다.
투자 캐스팅 및 모래 주조
모래 주조:
모래 주조 아연 합금을 주조하는 전통적인 방법입니다. 원하는 부분의 패턴은 모래 혼합물에 곰팡이 구멍을 만드는 데 사용됩니다..
그런 다음 모래 곰팡이에는 용융 아연 합금으로 채워집니다., 부품을 형성하기 위해 굳어집니다.
모래 주조는 부품 디자인 측면에서 큰 유연성을 제공합니다., 복잡한 모양과 큰 크기를 수용 할 수 있습니다.
하지만, 일반적으로 다이 캐스팅에 비해 차원 정확도와 표면 마감이 더 낮습니다..
모래 캐스트 아연 합금 부품은 일반적으로 대규모 산업 구성 요소 생산에 사용됩니다., 맞춤 제작 부품, 그리고 일부 건축 요소.
투자 주조:
투자 주조, 분실된 왁스 주조라고도 알려져 있음, 복잡한 형상이있는 고정밀 아연 합금 부품을 생산하는 데 사용됩니다..
이 과정에서, 부품의 왁스 모델이 만들어집니다, 그런 다음 세라믹 쉘로 코팅됩니다.
왁스가 녹았습니다, 용융 아연 합금이 부어진 공동을 남기기.
투자 캐스팅은 매우 세부적인 세부 사항과 고품질 표면 마감 처리 된 부품을 생산할 수 있습니다., 그러나 다이 캐스팅 및 모래 주조에 비해 더 비싸고 시간이 많이 걸리는 과정입니다..
중력 주조
중력 주조, 또는 영구 곰팡이 주조, 용융 아연 합금을 중력의 힘 아래 곰팡이 구멍에 쏟아 부는 것과 관련이 있습니다..
곰팡이는 일반적으로 금속으로 만들어집니다, 주철 또는 강철과 같은, 여러 번 재사용 할 수 있습니다.
이 프로세스는 더 단순한 형상이있는 더 큰 부품 또는 부품을 생산하는 데 적합합니다..
중력 캐스트 아연 합금 부품 부품은 종종 더 부드러운 표면 마감 처리가되며 저용량 생산 실행에 더 비용 효율적일 수 있습니다..
고정밀 캐스팅이 주요 요구 사항이 아닌 응용 분야에서 사용됩니다., 일부 장식 품목 및 특정 유형의 산업 구성 요소와 같은.
압출, 단조, 그리고 스탬핑
압출:
아연 합금으로부터 고정 된 단면으로 연속 프로파일을 생성하는 데 사용됩니다..
합금의 빌릿은 다이를 통해 강제로, 재료에 원하는 모양을 제공합니다. 이 프로세스는로드와 같은 제품을 만드는 데 적합합니다., 튜브, 그리고 다양한 구조적 프로파일.
하지만, 아연 합금의 압출은 상대적으로 강도가 낮고 공정 동안 표면 결함의 가능성으로 인해 다른 금속에 비해 덜 일반적입니다..
단조:
단조는 압축력을 적용하여 아연 합금 형성과 관련이 있습니다., 일반적으로 망치 또는 프레스를 사용합니다.
이 과정은 입자 구조를 정제하고 내부 결함을 제거하여 합금의 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다..
하지만, 융점이 낮고 상대적으로 열악한 특성으로 인해 아연 합금을 단조하는 것은 어려운 일입니다..
스탬핑:
스탬핑은 다이로 압력을 가해 다양한 모양으로 아연 합금 시트를 형성하는 데 사용되는 과정입니다..
일반적으로 시트 메탈 구성 요소 생산에 사용됩니다., 자동차 신체 부품 및 가정 하드웨어와 같은.
아연 합금의 스탬핑은 금산 및 기타 결함을 피하기 위해 합금의 형성성과 다이 설계를 신중하게 고려해야합니다..
8. 아연 합금의 적용
아연 합금은 우수한 주파수로 알려져 있습니다, 좋은 강도 대 중량 비율, 내식성, 그리고 타이트한 공차로 복잡한 모양을 형성하는 능력.
자동차 산업
아연 합금은 내구성, 치수 안정성, 그리고 비용 효율성.
일반적인 응용:
- 문 핸들과 창 크랭크
- 기화기 주택
- 엠블럼 프레임 및 트림 부품
- 안전 벨트 구성 요소
- 연료 시스템 피팅
가전제품 & 하드웨어
아연 합금은 전자 장치 하우징 및 내부 부품에 널리 적용됩니다. EMI 차폐 기능 및 전기 전도성.
주요 애플리케이션:
- 스마트 폰 주택
- 노트북 힌지와 프레임
- 리모컨 및 셋톱 박스
- 카메라 및 드론 케이스
- 케이블 커넥터 및 터미널
건축 & 하드웨어 구축
부식에 대한 저항과 매력적인 마감재로 인해, 아연 합금은 일반적으로 건축 적용에 사용됩니다.
대표적인 제품:
- 문 핸들과 잠금
- 창조 및 경첩
- 커튼 월 앵커
- 장식 패널
- 배관 피팅
산업 및 기계적 구성 요소
아연 치수 안정성, 가공성, 그리고 내마모성 다양한 기계식 어셈블리에 적합하게 만듭니다.
사용:
- 기어와 레버
- 베어링 하우징
- 풀리와 괄호
- 공압 및 유압 시스템
장식적인 & 패션 액세서리
아연 합금은 패션 및 고급 제품 산업에서 인기가 있으며 금으로 캐스트하고 마무리하기 때문에, 크롬, 또는 골동품 스타일 코팅.
일반적인 항목:
- 벨트 버클
- 의상 보석
- 버튼, 지퍼, 그리고 스냅
- 키 체인과 엠블럼
장난감, 선물 & 참신 아이템
아연 다이 캐스팅 소규모의 대량 생산을 가능하게합니다, 자세한 구성 요소, 장난감과 수집품을위한 훌륭한 선택입니다.
예:
- 모델 자동차와 비행기
- 보드 게임 조각
- 트로피와 메달
- 미니어처 인형
선박 & 부식이 발생하기 쉬운 환경
아연의 부식에 대한 자연 저항, 특히 가벼운 식염수 환경에서, 유용합니다 선박 애플리케이션.
응용:
- 보트 하드웨어 및 클리트
- 갈바닉 보호를위한 양극
- 바닷물 피팅 및 주택
9. 아연 합금의 주요 이점
우수한 주조성
- 복잡한 모양에 이상적입니다, 미세한 세부 사항, 얇은 벽 부분
- 낮은 융점 (~ 385–425 ° C) 에너지 효율적인 캐스팅 및 확장 된 곰팡이 수명을 허용합니다
높은 차원 정확도
- 최소 수축은 타이트한 공차를 제공합니다 (± 0.05 mm 이상)
- 광범위한 사후 처리없이 정밀 구성 요소에 적합합니다
강력한 기계적 특성
- 최대 인장 강도 280 MPa (예를 들어, 잔뜩 3)
- 좋은 경도와 강성, 작은 주물에서 알루미늄 합금보다 종종 우수합니다
부식 저항
- 자연스럽게 보호 산화 층을 형성합니다
- 크롬 도금과 같은 추가 코팅과 호환됩니다, 분말 코팅, 또는 강화 된 내구성을위한 유파베이션
미적인 & 유연성을 완료하십시오
- 고급 장식 부품에 적합한 부드러운 표면 마감
- 연마를 지원합니다, 브러싱, 그림, 전기 도금 (예를 들어, 니켈, 크롬, 금)
비용 효율적인 생산
- 알루미늄이나 마그네슘보다 에너지 소비가 낮습니다
- 곰팡이 수명이 길면 툴링 비용이 줄어 듭니다
- 높은 재활용 성은 수명주기 비용이 낮아집니다
빠른 생산주기
- 특히 핫 챔버 다이 캐스팅에서, 사이클은 3-5 초 정도 짧을 수 있습니다
- 대량을 활성화합니다, 노동 감소로 자동 제조
탁월한 가입 가능성
- 기계적 고정을 지원합니다, 납땜, 및 접착제 결합
- 기능 어셈블리를위한 인서트 및 스레드 구성 요소와 호환됩니다
우수한 내마모성
- 자물쇠와 같은 고급 애플리케이션에서 내구성, 기어, 그리고 움직이는 어셈블리
- 순환 적재 조건에서 우수한 피로 성능
도구 마모가 낮습니다
- 아연 합금은 주조 중 알루미늄보다 덜 연마 적입니다
- 곰팡이는 교체하기 전에 종종 50 만 ~ 1,000,000 발사를 초과 할 수 있습니다
10. 아연 합금과 경쟁 재료의 비교
| 재산 | 아연 합금 | 알루미늄 합금 | 마그네슘 합금 | 엔지니어링 플라스틱 |
| 밀도 (g/cm3) | 6.6–6.9 | 2.6–2.8 | 1.7–1.9 | 0.9–1.8 |
| 녹는점 (℃) | 385–425 | 600–660 | 620–650 | 다양합니다 (대개 <300) |
| 인장강도 (MPa) | 250–300 (예를 들어, 잔뜩 3) | 180–310 | 200–250 | 50–120 |
| 경도 (브리넬) | 80–120 | 50–100 | 30–70 | 10–40 |
| 주조성 | 훌륭한 | 좋은 | 보통의 | 캐스팅에 적합하지 않습니다 |
가공성 |
훌륭한 | 좋은 | 공정한 | 가난한 것입니다 |
| 부식 저항 | 좋은 (코팅으로: 매우 좋은) | 보통의 (양극화/코팅이 필요합니다) | 공정하게 공정합니다 (산화가 발생하기 쉬운) | 훌륭한 (비활성 중합체) |
| 표면 마감 | 훌륭한 (매끄러운, 폴란드어) | 좋은 | 공정한 | 보통의 (무광택으로 광택) |
| 비용 (재료 + 처리) | 낮은 | 중간 | 높은 | 저에서 중간 |
| 환경에 미치는 영향 | 재활용 가능, 저에너지 주조 | 더 높은 에너지 사용, 재활용 가능, | 재활용 가능, 더 높은 환경 비용 | 부분적으로 재활용 가능, 석유 기반 |
| 치수 정밀도 | 훌륭한 | 좋은 | 좋은 | 보통의 (수축/뒤틀기가 발생하기 쉽습니다) |
주요 비교 테이크 아웃
- 아연 대 알류미늄
아연은 더 나은 치수 정확도를 제공합니다, 더 미세한 표면 마감, 그리고 더 짧은 캐스팅주기 시간.
알류미늄, 가벼운 동안, 처리하려면 더 많은 에너지가 필요하며 종종 마료 후에 필요합니다 (예를 들어, 아노다이징 처리) 부식 저항. - 마그네슘 대 아연
마그네슘은 가장 가벼운 금속이지만 부식 저항력이 좋지 않습니다., 낮은 표면 품질, 더 높은 처리 비용.
아연이 더 안정적입니다, 가공하기 쉽습니다, 작은 정밀 부품에 더 적합합니다. - 아연 대 엔지니어링 플라스틱
플라스틱은 가볍고 부식이 없지만 기계적 강도와 내마모성이 부족합니다..
아연 합금은 강도 측면에서 금속과 플라스틱 사이의 간격을 연결합니다., 모습, 그리고 비용, 특히 다이 캐스트 구성 요소에서.
11. 결론
겸손한 시작부터 현재 최신 응용 프로그램에 이르기까지, 아연 합금은 다양한 산업의 변화하는 요구를 충족시키기 위해 지속적으로 진화했습니다..
그들의 고유 한 속성 조합, 비용 효율성, 다재다능 함은 수많은 제품에서 선택의 재료로 만듭니다..
나노 구조와 같은 분야의 지속적인 연구 개발 노력, 녹색 제조, 기능 통합, 그리고 계산 설계는 차세대 아연 합금을위한 길을 포장하고 있습니다..
이러한 발전은 아연 합금의 기존 한계를 다룰뿐만 아니라 새로운 분야에서 새로운 기회를 열어 줄 것입니다..
자주 묻는 질문
아연 합금은 강력하고 내구성이 뛰어납니다?
예. 아연 합금, 특히 Zamak 시리즈 합금, 좋은 인장 강도를 제공합니다 (최대 300 MPa) 및 내마모성.
강철만큼 강하지는 않지만, 그들은 많은 구조적 및 기계적 응용에 충분히 내구성이 있습니다..
아연 합금이 녹거나 부식됩니다?
아연 합금은 철처럼 녹슬지 않습니다, 그러나 특정 환경 조건 하에서 부식 할 수 있습니다.
하지만, 그들은 자연적으로 보호 산화물 층을 형성하며 도금 또는 분말 코팅과 같은 코팅으로 추가로 보호 될 수 있습니다..
아연 합금 보석 안전입니다?
예, 보석류에 사용되는 대부분의 아연 합금은 안전합니다, 특히 니켈이없고 적절하게 코팅 된 경우.
하지만, 금속 민감도를 가진 개인은 합금 조성 및 표면 마감을 확인해야합니다..
아연 합금을 재활용 할 수 있습니다?
전적으로. 아연 합금은 재활용 가능하며 품질이 상당한 저하없이 재 융합 될 수 있습니다..
이것은 그들을 대량 생산에 대한 환경 적으로 책임있는 선택으로 만듭니다..
아연 합금 자성입니다?
아니요. 아연과 합금은 비자 성입니다, 민감한 전자 장비 근처에 사용하기에 적합합니다.
아연 합금의 단점은 무엇입니까??
주요 단점에는 비교적 높은 밀도가 포함됩니다 (알루미늄이나 마그네슘보다 무겁습니다), 낮은 융점 (고온 응용을 제한합니다), 특정 조건 하에서 잠재적 인 산성.
