가볍고 복잡한 금속 부품을 탁월한 정밀도와 최소한의 비용으로 대량 생산할 수 있는 세상을 상상해 보세요. 이것이 바로 아연 합금 다이캐스팅의 약속입니다. 이 글에서는 아연 합금의 고유한 특성, 제조 시 장점 및 해결해야 할 과제에 대해 알아봅니다. 이 다목적 기술이 어떻게 생산 효율성과 제품 품질을 혁신하여 엔지니어와 제조업체 모두에게 귀중한 통찰력을 제공하는지 자세히 알아보세요.
아연 합금은 뛰어난 기계적 및 전기 도금 특성을 나타냅니다. 다이캐스트 아연 합금 부품의 표면 거칠기, 강도 및 연성은 모두 우수합니다.
아연의 뛰어난 유동성 덕분에 벽 두께를 0.5mm까지 만들 수 있는 더 얇은 제품을 만드는 데 사용할 수 있습니다.
아연의 가장 큰 단점은 밀도가 높기 때문에 제품이 무겁고 비용이 많이 들기 때문에 소형 부품에 더 적합하지 않다는 것입니다. 또한 아연 합금은 치수 안정성이 부족합니다.
1) 밀도:
2) 녹는점:
3) 가장 일반적으로 사용되는 다이캐스트 아연 합금은 ZAMAK 3입니다.
ZAMAK 3에 해당하는 국제 표준 및 모델은 다음과 같습니다:
영국 | BS:1004-1972 합금 A |
미국 | ASTM:B240-74 합금 AG40A; SAE:903 |
일본 | JIS:H2201 Na 2(ZDC2) |
독일 | DIN 1743:1978 GB ZN A14 |
호주 | AS 1881-1977 Zn A14 |
대만 | CNS: ZAC1 |
중국 | GB: Z ZnAl4 |
일반적으로 사용되는 몇 가지 아연 합금의 화학 성분은 다음과 같습니다:
ZAMAK 2 | ZAMAK 3 | ZAMAK 5 | |
Al | 3.8-4.2 | 3.8-4.2 | 3.8-4.2 |
Cu | 2.7-3.3 | ≤0.030 | 0.7-1.1 |
Mg | 0.035-0.06 | 0.035-0.06 | 0.035-0.06 |
Pb | ≤0.03 | ≤0.003 | ≤0.003 |
Fe | ≤0.020 | ≤0.020 | ≤0.020 |
Cd | ≤0.003 | ≤0.003 | ≤0.003 |
Sn | ≤0.001 | ≤0.001 | ≤0.001 |
Si | ≤0.02 | ≤0.02 | ≤0.02 |
Ni | ≤0.001 | ≤0.001 | ≤0.001 |
아연 합금 제품은 성형 후 지속적으로 수축하여 기본적으로 6개월이 지나면 안정화됩니다. 아연 다이캐스팅의 수축은 다음과 같습니다:
캐스팅 처리 | 시간 | 합금 3번 mm/m | 합금 5번 mm/m |
표준 에이징 변형 | 5주 후 6개월 후 5년 후 8년 후. | 0.32 0.56 0.73 0.79 | 0.69 1.03 1.36 1.41 |
안정화 처리 후 | 5주 후 3개월 후 2년 후 | 0.20 0.30 0.30 | 0.22 0.26 0.37 |
아연 합금의 뚜렷한 연속 수축 현상으로 인해 엄격한 크기 요구 사항을 가진 제품의 경우 안정화 후처리(100-120°C, 2-4H)를 수행하는 것이 좋습니다.
1) 알루미늄(Al)
다이캐스트 아연 합금에는 일반적으로 3.9~4.3% 알루미늄이 함유되어 있습니다. 알루미늄은 주물의 강도를 향상시키지만 강도는 3.5% 및 7.5%에서만 최적입니다.
한편, 알루미늄의 첨가는 아연 합금의 유동성에 영향을 미칩니다. 아연 합금의 유동성은 알루미늄 함량이 0% 및 5%일 때 가장 좋습니다.
알루미늄 함량이 아연에 미치는 영향의 상대적 모순으로 인해 합금 주물아연 합금의 알루미늄 함량 관리는 엄격합니다. 이는 다음 두 차트에서 명확하게 확인할 수 있습니다:
1) 분석 결과, 생산 공정에서 아연 합금에 혼합되는 알루미늄의 양을 엄격하게 관리해야 한다는 것이 분명합니다.
2) 마그네슘(Mg)
아연 합금에 함유된 미량의 마그네슘은 불순물로 인한 입자 부식(미세 부식)을 완화할 수 있습니다.
그러나 과도한 마그네슘은 주물의 취성을 증가시킬 수 있습니다. 생산 과정에서 마그네슘은 쉽게 연소되는 경향이 있으므로 재활용이 많을수록 마그네슘 함량이 낮아집니다.
3) 구리(Cu)
아연 합금에서 구리의 역할은 마그네슘의 역할과 유사합니다. 구리는 입자 부식을 줄이고 아연 합금의 강도를 높일 수 있습니다.
그러나 그 함량이 지정된 범위를 초과하면 주물의 치수 안정성이 감소합니다. 구리의 높은 녹는점을 고려할 때 생산 시 구리의 함량을 제어해야 합니다.
4) 철(Fe)
아연 합금의 철은 알루미늄과 쉽게 반응하여 아연보다 가볍고 슬래그 청소 중에 제거할 수 있는 화합물(FeAl3)을 생성합니다.
철은 주물의 기계적 특성 및 다이캐스팅 성능에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 경질 화합물은 연마 및 가공 공구에 영향을 미칠 수 있습니다.