Zinkbewerking:selectie van legeringen en processen voor optimale productie van onderdelen

Zink (symbool:Zn) is een nuttig metaal in de productie-industrie vanwege de gunstige materiaaleigenschappen, zoals goede corrosieweerstand, elektrochemische prestaties en biocompatibiliteit.

In dit artikel bespreken we de kwaliteiten van zink en zijn legeringen als CNC-bewerkingsmaterialen. Het omvat ook de eigenschappen van zink, verschillende soorten zinklegeringen, verschillende zinkbewerkingsprocessen en een diepgaande analyse van de bewerkbaarheid van zinklegeringen.

Eigenschappen en kenmerken van zink

Zinkmetaal is in zijn pure vorm een glanzend grijsachtig, bros chemisch element met beperkte industriële toepassingen. Als puur metaal is het nuttig bij het galvaniseren van andere metalen zoals ijzer om de corrosieweerstand te verbeteren.

Zinklegeringen zijn echter ongelooflijk nuttig en beschikken over een verscheidenheid aan wenselijke eigenschappen waardoor ze hoog op de lijst van veelgebruikte bewerkingsmaterialen staan. Zinklegeringen hebben een goede treksterkte, corrosieweerstand en hoge ductiliteit. Bovendien zijn ze milieuvriendelijk vanwege hun recycleerbaarheid. Bovendien is zink een niet duur metaal met een overvloedig aanbod.

Elke zinklegering biedt een specifieke mix van materiaaleigenschappen. In deze sectie bespreken we enkele populaire zinklegeringen. Enkele van de belangrijkste legeringselementen voor zink zijn koper, tin, magnesium en aluminium.

Zamak 3

De Zamak-familie van zinklegeringen heeft de meest voorkomende soorten zinklegeringen, waarvan Zamak 3 de standaard is. Zamak 3 bevat 96% zeer zuiver zink met 4% aluminium. Bovendien kunnen bepaalde varianten binnen Zamak 3 ook sporen van koper, magnesium en ijzer bevatten.

Het biedt een combinatie van ductiliteit, sterkte, afwerking en maatvastheid. Deze eigenschappen, aangevuld met het smeltpunt van 384oC, maken het zeer gietbaar. Daarom is gieten misschien wel het meest populaire industriële gebruik.

Daarnaast heeft Zamak 3 ook de karakteristieke corrosieweerstand en elektrische geleidbaarheid van zinklegeringen.

Zamak 5

Zamak 5 is een andere zinklegering van de Zamak-groep. De samenstelling bevat ~1% koper naast de 4% aluminium, die gebruikelijk is bij alle Zamak-kwaliteiten.

Deze toevoeging van koper voegt sterkte en hardheid toe aan de zinklegering. Deze eigenschappen gaan echter ten koste van verminderde ductiliteit en maatnauwkeurigheid. Over het geheel genomen zorgt Zamak 5 echter voor een geweldige zinklegering met goede gietbaarheid en bewerkbaarheid.

ZA 8

ZA 8 is een zink-aluminiumlegering met een aluminiumgehalte van 8,4%. De belangrijkste eigenschappen zijn hoge sterkte en hardheid, evenals kruipsterkte, wat een unieke eigenschap is onder zinklegeringen. Het ondersteunt ook verschillende processen voor oppervlakteafwerking en is dus een veel voorkomende keuze voor het maken van artikelen voor decoratieve doeleinden.

Een van de belangrijkste voordelen is de compatibiliteit met spuitgietmethoden, waaronder spuitgieten in een warme kamer. De vloeibaarheid maakt het mogelijk om complexe geometrieën met dunne kenmerken te gieten.

EZAC

EZAC is een innovatieve zinklegering met aluminium- en kopergehalte. Het heeft opmerkelijke sterkte, hardheid en kruipprestaties, vaak aangehaald als de beste onder de gebruikelijke soorten zinklegeringen.

Het is vooral geschikt voor spuitgiettoepassingen vanwege het smeltpunt en de vloeibaarheid. Het lage smeltpunt betekent dat het compatibel is met spuitgieten in een warme kamer, waardoor de potentiële toepassingen in verschillende industrieën toenemen.

ZA 27

ZA 27 is een andere zinklegering met een hoog aluminiumgehalte, met ongeveer 28% aluminium en 2,5% koper. Het is lichtgewicht, sterk, hard en heeft goede kruipeigenschappen. Bovendien heeft het een relatief hoog smeltpunt vergeleken met zinklegeringen, waardoor het geschikt is voor spuitgieten in een koude kamer.

Tombak

Tombak is voornamelijk een messinglegering met een zinkgehalte van ongeveer 5-20%. Het staat bekend om zijn lage kosten, kneedbaarheid en glanzende uiterlijk. Afhankelijk van de samenstelling van andere legeringselementen (tin, koper, lood, enz.) kan het verschillende kleuringen aannemen.

Vanwege het gouden uiterlijk is het een populaire keuze voor het maken van producten met een decoratieve waarde, zoals medailles, decoratieve stukken en knopen.

Bewerkbaarheid van zinklegeringen

Zinklegeringen zijn over het algemeen gemakkelijk te bewerken en veroorzaken niet veel problemen. Zoals bij elk materiaal vertonen ze echter specifiek gedrag dat bepaalde overwegingen en aanpassingen door machinisten vereist om de beste resultaten te verkrijgen. Enkele kernaspecten van de bewerkbaarheid van zink worden hieronder besproken.

Gummy-gedrag

Zink warmt snel op tijdens de bewerking. De thermische verzachting die gepaard gaat met de temperatuurstijging kan leiden tot ‘kleverigheid’ in het materiaal. Dit betekent dat de zinklegering de neiging heeft om aan de snijkant van het gereedschap te blijven plakken, waardoor de slijtage van het gereedschap toeneemt en de snijprestaties verslechteren.

Laag smeltpunt

Een soortgelijk temperatuurgerelateerd probleem is dat thermische verzachting machinisten er soms van kan weerhouden een agressieve bewerkingsaanpak te volgen. Zeer hoge voedingen zijn bijvoorbeeld mogelijk niet mogelijk vanwege overmatige materiaalafschuiving.

Broosheid

Hoewel inherent ductiel, kan het brosse gedrag van sommige soorten aluminiumlegeringen leiden tot chippingproblemen.

Veiligheidsrisico's

Terwijl zinkbewerking korte, hanteerbare spanen produceert, kunnen fijne bewerkings- of slijptoepassingen stof produceren dat niet mag worden ingeademd. Het wordt daarom aanbevolen om voor een goede ventilatie te zorgen bij het uitvoeren van dergelijke handelingen.

Verschillende bewerkingsprocessen voor zinklegering

Zinklegeringen zijn een veelgebruikt materiaal in machinewerkplaatsen. Ze zijn compatibel met een groot aantal bewerkingen, waarvan sommige hieronder kort worden toegelicht.

Frezen

Frezen is het meest algemeen erkende bewerkingsproces voor zinkbewerking. Met geavanceerde mogelijkheden zoals 5-assige CNC-bewerking is het een topproces om onregelmatige, prismatische vormen te vervaardigen.

Draaien

Draaien is nuttig bij het bewerken van cilindrisch gevormde voorwerpen op draaibankmachines. Moderne draaibanken bieden meerassige mogelijkheden met hoge nauwkeurigheid, inclusief draaifreesbewerkingen. Het draaien van zink is, net als bij frezen, eenvoudig, maar er kunnen problemen optreden met de verzachting (gommigheid) van het materiaal.

Boren

Boren is het standaard bewerkingsproces voor het maken van gaten, waarbij gebruik wordt gemaakt van boren met verschillende lengte-radiusverhoudingen en spiraalvormige spaankamers. Het boren van zinklegeringen kan beter worden gedaan met overstromingskoeling en geslepen boren om de warmteaccumulatie in de snijzone te minimaliseren. Anders kunnen zinklegeringen worden bewerkt met royale snijparameters, waardoor hoge materiaalafnamesnelheden mogelijk zijn.

Spuitgieten

Spuitgieten is een zeer efficiënt en populair productieproces voor het produceren van zinkcomponenten met ingewikkelde vormen en nauwe toleranties. In tegenstelling tot traditionele bewerkingsprocessen wordt bij spuitgieten gebruik gemaakt van mallen of matrijzen om het gewenste onderdeel te creëren.

Elektro-ontladingsbewerking (EDM)

EDM is geen klassieke bewerking, maar is nog steeds een zeer nuttige en reguliere methode voor het produceren van prismatische onderdelen in machinewerkplaatsen. De goede elektrische geleidbaarheid van zink maakt het een EDM-compatibel materiaal.

Oppervlakteafwerkingsopties voor zinkonderdelen

Zinklegeringen zijn compatibel met een reeks oppervlakteafwerkingsmethoden, waaronder:

• Galvaniseren :Zinklegeringen ondersteunen galvaniseren met materialen als nikkel en kobalt om specifieke oppervlakteafwerkingen, eigenschappen en verbeterde corrosieweerstand te bereiken.
• Chroomconversiecoating :Chromaatconversiecoating verbetert het esthetische uiterlijk en de corrosieweerstand van zinklegeringen. Bovendien is hij verkrijgbaar in verschillende kleuren.
• Poedercoating :Poedercoating geeft een ruwer uiterlijk aan het oppervlak en maakt het bestand tegen schurende activiteiten zoals afbrokkelen en krassen.
• Anodiseren :Bij anodiseren ontstaat er een dunne, beschermende laag oxiden op het oppervlak van de zinklegering, waardoor de corrosieweerstand wordt verbeterd.
• Schilderen :Zinklegeringen zijn compatibel met verven, waardoor gebruikers elke gewenste kleur kunnen krijgen.

Tips en trucs voor het bewerken van zinklegeringen

In de voorgaande paragrafen hebben we vastgesteld dat de bewerkbaarheid van zinklegeringen hoog is. Ze zijn niet zo moeilijk te hanteren als andere materialen, zoals bijvoorbeeld het bewerken van titanium. Er zijn echter ook enkele deskundige oplossingen om de bewerkingsprocessen van zinklegeringen te optimaliseren.

Voorkeur voor bewerkbare zinklegeringen

Hoewel dit vanzelfsprekend is, wordt het ook gemakkelijk over het hoofd gezien. Als u de keuze heeft tussen meerdere zinklegeringen, kies dan voor degene die uw machinisten makkelijker te hanteren vinden, zoals Zamak 3 of Zamak 5. Het loont de moeite wat betreft maatnauwkeurigheid en tijdsbesparing.

Scherpe snijgereedschappen

Om de gomachtigheid van zinklegeringen aan te pakken en de voortgang van gereedschapslijtage te minimaliseren, verdienen scherpere snijgereedschappen de voorkeur. Ze passen geconcentreerde snijkrachten toe en minimaliseren het ploegeffect. Zo ontstaan korte spanen die wegvliegen in plaats van aan het gereedschap te blijven plakken.

Wees genereus met de koelvloeistof

Thermische verzachting is een groot probleem bij de zinkbewerking. Daarom helpt een ruime toevoer van koelmiddel de wrijving te minimaliseren en de temperatuur onder controle te houden, wat op zijn beurt de oppervlakteafwerking en de spaanproductie verbetert. Bovendien zou koelvloeistof op waterbasis uw voorkeur moeten hebben.

Gematigde tot hoge snijsnelheden

Als de zinklegering snel opwarmt, verhoog dan de snijsnelheid iets om de snijtemperaturen te verlagen. Dit verkort de contactduur tussen gereedschap en materiaal en leidt tot een hogere warmteafvoer door de spanen.

Hardmetalen/HSS-gereedschappen

Zinklegeringen kunnen overmatige gereedschapsslijtage of thermische vervormingen veroorzaken. Carbide is dus een goede keuze vanwege de goede slijtvastheid en thermische stabiliteit. Voor lichtere klussen werkt HSS ook prima met zinklegeringen.

Toepassingen van zinkonderdelen

Nu we de bewerkbaarheidsaspecten van zinklegeringen begrijpen, is het tijd om enkele toepassingen van machinaal bewerkte zinkonderdelen te bespreken. Hieronder vindt u een korte lijst met onderdelen van zinklegering.

• Auto-onderdelen :Automobielbedrijven gebruiken zinklegeringen om motorblokonderdelen, beugels, decoratieve artikelen, enz. te vervaardigen.
• Elektronische behuizingen :De goede elektrische en thermische geleidbaarheid van zinklegeringen maakt ze ideaal voor de productie van behuizingen en koellichamen voor elektronische apparaten.
• Medische instrumenten :De biocompatibiliteit van zinklegeringen maakt ze tot een gunstig materiaal voor sommige medische instrumenten.
• Hardware :Zinklegeringen zijn een populaire keuze voor bevestigingsmiddelen zoals schroeven, moeren en bouten voor toepassingen met lage impact, zoals huishoudelijke apparaten en fittingen. Ze bieden voldoende sterkte, corrosiebestendigheid en esthetische opties voor oppervlakteafwerking voor dergelijke toepassingen.
• Consumptiegoederen :Zinklegeringen zijn ook een populaire keuze voor consumentenartikelen zoals ritsen, scharnieren en sieraden vanwege hun lage kosten en decoratieve uiterlijk.

Begonnen met zinkbewerking bij WayKen

WayKen is een snelproductiebedrijf dat professionele metaalbewerkingsdiensten aanbiedt, waaronder zinkbewerking. Onze ultramoderne productiefaciliteit en ons professionele team zijn goed uitgerust om onderdelen van zinklegeringen te produceren met hoge precisie- en tolerantienormen.

Bij WayKen streven we ernaar u one-stop-service en uitzonderlijke resultaten te bieden. Laat ons uw productieprojecten tot leven brengen. Uw tevredenheid is onze prioriteit, en we zijn hier om de kwaliteit te garanderen met onze kosteneffectieve en efficiënte.

Conclusies

Zinklegeringen behoren ongetwijfeld tot de belangrijkste materiaalgroepen in de verspanende industrie, met een breed scala aan kwaliteiten, processen en toepassingen. Hun gunstige eigenschappen, samen met hun hoge bewerkbaarheid, maken ze perfect voor machinewerkplaatsomgevingen.