Komplexní průvodce Zamakem 3 a jeho aplikacemi

Ze slitin Zamac je Zamak 3 nejoblíbenější díky své vyvážené pevnosti, odolnosti a snadnému odlévání. Hlavní složkou této slitiny je zinek, který obsahuje malé množství hliníku (3,5 -4%), hořčíku (0,03 - 0,06%) a mědi (0,25%). Díky svému velmi specifickému složení je tento vzorek mechanicky stabilnější, méně náchylný ke korozi a schopen přesněji zachovávat rozměry. Zamak je skupina slitin tvořených zinkem, které se hojně používají ve výrobě, protože mají dobré mechanické vlastnosti a jsou také cenově dostupné. Je odvozen z německých slov Zink (zinek), Aluminum (hliník), Magnesium (hořčík) a Kopper (měď) a za tímto termínem následují názvy symbolů těchto prvků: Zamak". Ve dvacátých letech 20. století byly tyto slitiny vyvinuty a dnes jsou základem v průmyslových odvětvích, která vyžadují přesné kovové součásti.

To je jedna z hlavních výhod zinkové slitiny Zamak 3, protože ji lze odlévat pod tlakem. Nízká teplota tání (přibližně 385 °C) znamená, že byla použita pro relativně levnou výrobu dílů se složitými a detailními prvky. Po dokončení procesu odlévání si zachovala svou tekutost, takže poskytuje hladkou povrchovou úpravu, která nevyžaduje nadměrnou povýrobní úpravu. Odlitek Zamak 3 má tak dobré vlastnosti, že se používá v mnoha průmyslových odvětvích. Vyskytuje se ve většině automobilových součástek, elektrických skříní, železářského a spotřebního zboží. Vzhledem k tomu, že materiál je odolný proti korozi a rozměrově přesný, je jeho použití vhodné zejména pro takové náročné aplikace, kde je vyžadována dlouhodobá spolehlivost.

Celkově, Zamak 3 slitina je cenově výhodný a univerzální materiál, který se stále používá v moderní výrobě. Díky kombinaci pevnosti, trvanlivosti a účinnosti odlévání je nejvyhledávanější pro průmyslová odvětví, která jsou na kvalitních kovových součástkách velmi závislá.

Co je Zamak 3?

Lze ji popsat jako slitinu na bázi zinku, která se skládá ze zinku, hliníku a hořčíku a mědi. Zamak je skupina slitin, které byly vynalezeny ve 20. letech 20. století. Název "Zamak" vychází z německých expedic (Zink, Aluminium a Magnesium) plus (Kopper neboli Cu) pro hlavní složky materiálu.
Zamak 3 (specifikovaný také jako ASTM AG40A, Z33520 UNS) je jednou z nejčastěji používaných zinkových slitin v průmyslu tlakového lití. Zamak 3 je známý svými vynikajícími mechanickými a fyzikálními vlastnostmi a je preferovanou volbou pro mnoho průmyslových odvětví. Tento materiál má vynikající slévatelnost, rozměrovou stabilitu a trvanlivost, díky nimž je jedním z klíčových materiálů používaných k výrobě přesných dílů.
Zinková slitina Zamak 3 je považována za jednu ze všech slitin Zamak díky svým dobrým mechanickým vlastnostem a nízké ceně. Nabízí vynikající rovnováhu mezi tvrdostí, rázovou houževnatostí a rozměrovou stálostí, což z ní činí dobrou průmyslovou aplikaci.

Složení a vlastnosti slitiny Zamak 3

Složení slitiny Zamak 3

Slitina Zamak 3 je založena na zinku s příměsí hliníku a různých stopových kovů, které jí dodávají různé příznivé vlastnosti. Složení slitiny Zamak 3 je zvoleno tak, aby poskytovalo pevnost, trvanlivost a snadnou vyrobitelnost tlakového lití. Slitina Zamak 3 se skládá z následujících klíčových složek.

• Zinek (Zn) - 96%
• Hliník (Al) - 3,5% až 4%
• Hořčík (Mg) - 0,03% až 0,06%
• Měď (Cu) - 0,25%
• Železo (Fe) - 0,02%
• Nikl (Ni) - 0.001%
• Olovo (Pb) - 0,003%
• Kadmium (Cd) - 0,003%
• Cín (Sn) - 0.001%
• Křemík (Si) - 0,02%

Jejich kombinací vzniká slitina, která má velmi dobré mechanické a fyzikální vlastnosti a Zamak 3 je velmi oblíbený v odvětvích, jako je automobilový průmysl, elektronika a pro výrobní účely.

Chemické složení slitiny Zamak 3

Čtyři základní prvky slitiny Zamak 3 jsou zinek, hliník, hořčík a měď. Charakteristiky slitiny jsou definovány a její mechanické vlastnosti jsou zlepšeny tím, že každý prvek hraje určitou roli. Zinková slitina Zamak 3 je běžně dostupná s typickým složením, které tvoří:

Zinek (Zn) - 96%

Slitina Zamak 3 se skládá ze zinku jako základního kovu s vynikající odolností proti korozi, dobrými odlévacími vlastnostmi a cenovou dostupností. Kromě toho usnadňuje tavení a formování a lze ji hromadně vyrábět v průmyslu tlakového lití.

Hliník (Al) - 3,5% až 4%

Hliník také zvyšuje pevnost, tvrdost a odolnost slitiny proti korozi. Kromě toho zvyšuje tekutost roztaveného kovu, což umožňuje odlévání Zamak 3 vyrábět přesné a složité tvary s hladkým povrchem.

Hořčík (Mg) - 0,03% až 0,06%

Hořčík výrazně zvyšuje mechanickou pevnost a odolnost proti nárazu i v malém množství ve slitině zinku Zamak 3. Kromě toho je odlévání slitiny také stabilnější a odolnější, protože pomáhá snižovat oxidaci během tohoto procesu.

Měď (Cu) - 0,25%

Tvrdost a pevnost v tahu slitiny se zvyšuje díky mědi. Její podíl je však velmi nízký, aby se zabránilo nadměrné křehkosti slitiny Zamak 3.

Klíčové vlastnosti slitiny Zamak 3

Slitina zinku Zamak 3 je pečlivě vyvážena tak, aby byla vhodná pro průmyslové použití díky svým výhodným vlastnostem, mezi které patří:

1. Vysoká pevnost a tvrdost

Vlastnosti slitiny Zamak 3 vytvářejí vynikající rovnováhu mezi pevností a tažností vhodnou pro tyto typy součástí, které vyžadují odolnost při mechanickém namáhání. Má pevnost v tahu přibližně 283 MPa (41 000 PSI) a tvrdost 82 podle Brinella (HB). Díky této kombinaci je odolný proti opotřebení a roztržení pro aplikace, jako je automobilový průmysl a konstrukční součásti.

2. Vynikající rozměrová stabilita

Odlitek Zamak 3 je jednou z nejcennějších vlastností odlitku pro zachování přesných rozměrů i při vysokém namáhání. Zinková slitina Zamak 3 se na rozdíl od některých jiných kovových slitin výrazně rozpíná nebo smršťuje při kolísání teploty. Stává se ideální pro aplikace, kde je třeba dodržet přísné tolerance a přesné lícování, jako jsou ozubená kola, zámky a součásti průmyslových strojů.

3. Odolnost proti korozi

Slitina Zamak 3 obsahuje hliník a hořčík, které jsou dalším zdrojem oxidace a koroze v prostředí. Čistý zinek je však časem náchylný ke korozi a po přídavných prvcích ve slitině zinku Zamak 3 se na povrchu vytvoří korozivzdorná vrstva. Díky tomu je vhodná pro venkovní aplikace, automobilové komponenty a elektrické skříně.

4. Vynikající odlévatelnost a tekutost

Jednou z nejdůležitějších vlastností odlitku Zamak 3 je jeho nízký bod tání, který se pohybuje kolem 385 °C nebo 725 °F.. To umožňuje snadnou a levnou výrobu. Lze tak odlévat s opravdu vysokou tekutostí, s nízkými defekty a přitom vyplňovat opravdu složité formy. Tato vlastnost je velmi výhodná pro odvětví, která vyžadují přesné a složité konstrukce, jako je zákaznická elektronika, lékařské přístroje a dekorativní hardware.

5. Dobrá elektrická vodivost

Zinková slitina Zamak 3 má střední elektrickou vodivost, ale není tak vodivá jako měď nebo hliník. Vzhledem ke své teplotě odpařování je to vhodný materiál pro některé elektrické a elektronické součástky, jako jsou konektory, svorky a uzemňovací prvky. Díky své vodivosti, pevnosti a odolnosti proti korozi je užitečný při výrobě odolných elektrických součástek s dlouhou životností.

6. Vynikající povrchová úprava a kompatibilita s pokovováním

Zejména povrchová úprava výrobků vyrobených ze slitiny Zamak 3 je jedním z klíčových důvodů, proč se tento druh slitiny tak často používá při tlakovém lití. Slitina podporuje několik procesů povrchové úpravy, jako např:

Galvanické pokovování: Dekorativní a ochranné povlaky, jako je chromování, niklování a zlacení.
Práškové lakování: Poskytuje trvanlivou a korozivzdornou povrchovou úpravu.
Lakování a leštění: Zvyšuje estetický vzhled spotřebního zboží a dekorativních předmětů.

Mechanické vlastnosti slitiny Zamak 3

Vnější síly, které působí na materiál, určují jeho mechanické vlastnosti. Hodnocení vlastností slitiny Zamak 3 do značné míry závisí na těchto základních vlastnostech. Hlavní mechanické vlastnosti slitiny Zamak 3 jsou:

Při různých podmínkách namáhání vykazuje Zamak 3 díky svým mechanickým vlastnostem odolnost proti deformaci. Mez pevnosti v tahu 283 MPa u materiálu Zamak 3 jej předurčuje k výrobě součástí, které vyžadují jak pevnost, tak tažnost. Slitina vykazuje vysokou strukturální integritu, protože má mez kluzu 221 MPa a pevnost ve smyku dosahující 214 MPa, což umožňuje použití v náročných aplikacích, kde je třeba snášet napětí.

Fyzikální vlastnosti slitiny Zamak 3

Termín fyzikální vlastnosti se vztahuje na vnitřní vlastnosti materiálu, jako je hustota, tepelná vodivost, elektrické vlastnosti atd. Při navrhování součástí, které musí odolávat specifickým podmínkám prostředí nebo pracovat při měnících se teplotách, jsou tyto vlastnosti velmi důležité. Vše důležité o slitině Zamak 3 lze shrnout následovně:

Slitinu Zamak 3 lze snadno odlévat díky její relativně nízké teplotě tání 384 °C. Díky nízké teplotě tání má výjimečnou tepelnou vodivost 113 W/mK, a proto může účinně přenášet teplo. Slitina Zamak 3 má navíc velmi dobrou hustotu 6,6 g/cm³, takže díly vyrobené ze slitiny Zamak 3 jsou lehké a zároveň odolávají značnému mechanickému namáhání.

Slitina Zamak 3 má srovnatelný elektrický odpor 6,37 μΩ-cm; tato slitina je tedy mírná a lze ji využít v některých elektronických aplikacích, jako jsou konektory a další elektrické součástky. Rozměrová stabilita při teplotních změnách se projevuje tím, že koeficient tepelné roztažnosti je relativně nízký. Uvedená měrná tepelná kapacita 419 J/kg °C také naznačuje, že dokáže absorbovat a uložit určité množství tepla, než dojde ke změně teploty, což je užitečné u součástí, které vyžadují kolísání teploty.

Proč je Zamak 3 nejběžnější zinkovou slitinou? 

Zinková slitina Zamak 3 patří mezi nejpoužívanější slitiny Zamak pro své dobré rovnovážné vlastnosti, ekonomickou cenu a snadné odlévání. Pro tyto vlastnosti je upřednostňována před ostatními slitinami Zamak, jako jsou Zamak 5 a Zamak 7.

Nižší náklady - Menší obsah mědi ve srovnání se Zamakem 5 výrazně zlevní výrobu, aniž by došlo k poškození klíčových funkčních vlastností.
Lepší plynulost - Má lepší tekutost než Zamak 5, což vede k lepšímu plnění forem a snadnějšímu dokončování výrobků Gregary.
Dobré mechanické vlastnosti - Pevnost a odolnost slitiny Zamak 3 je stabilnější než slitina Zamak 7.
Díky těmto výhodám se odlitky zamak 3 široce používají v automobilových dílech, nábytkovém kování, elektronice a spotřebním zboží.

Zamak 3 vs. Zamak 5

Rozdíly ve složení

Zamak 3 a Zamak 5 jsou považovány za slitiny na bázi zinku s různým množstvím hliníku, hořčíku a mědi, ale jejich složení se mírně liší. Zamak 3 se skládá přibližně z 96% zinku, 3,5-4% hliníku, 0,03-0,06% hořčíku a pouze 0,25% mědi. Zamak 5 je však pevnější, ale o něco méně tvárný, protože obsahuje 0,75-1,2% mědi. Slitina Zamak 5 obsahuje zvýšené množství mědi, díky čemuž je její tvrdost a pevnost v tahu vyšší než u slitiny Zamak 4, ale její odolnost proti korozi je nižší.

Mechanické vlastnosti

Slitina Zamak 3 je také známá svou lepší tažností a odolností proti nárazu, a proto je ideální pro aplikace, které vyžadují flexibilitu a přesnost. U slitiny Zamak 5 je vyšší pevnost v tahu (317 MPa oproti 283 MPa u slitiny Zamak 3) a vyšší tvrdost (90 Brinellových bodů oproti 82 Brinellovým bodům u slitiny Zamak 3). Je však méně protažený, a proto je při namáhání křehčí. Odlitek Zamak 3 poskytne lepší rozměrovou stabilitu, zatímco odlitek Zamak 5 je vhodnější pro náročné aplikace.

Odolnost proti korozi a slévatelnost

Protože slitina zinku Zamak 3 odolává korozi, je velmi vhodná pro použití v prostředí s vlhkostí. Jednak má Zamak 5 nižší pevnost a lepší odolnost proti opotřebení, je však náchylnější k oxidaci kvůli vyššímu obsahu mědi ve slitině. Odlitky ze slitiny Zamak 3 se také snáze formují do složitých odlitků, zatímco slitina Zamak 5 může vyžadovat dodatečné opracování.

Aplikace

Automobilové obložení, elektrické komponenty, nábytkové kování a spotřební zboží jsou oblasti, kde je důležitá přesnost a vysoká odolnost proti korozi, a proto se Zamak 3 také hojně používá. Zamak 5 se běžně používá v automobilových konzolách, převodovkách, průmyslových strojích a také v mechanických dílech, kde je vyžadována vysoká pevnost a odolnost.

Proč je slitina Zamak 3 preferována pro odlévání?

Výroba, při níž se roztavený kov nalije do formy a vytvoří se tak přesné a složité součásti, je tlakové lití. Důvody pro upřednostnění odlévání pod tlakem Zamanak 3 jsou následující:

1. Nízký bod tání - Ve srovnání se slitinou zinku Zamak 3, která má nízký bod tání (cca 385 °C), je odlévání snadné a nákladově efektivní.
2. Fluidita - Tato vlastnost je nutná a přispívá k tomu, že roztavená slitina vyplňuje složité formy bez defektů a vytváří hladké a detailní odlitky.
3. Zamak 3 odlévání - odlévání s použitím minimálního smrštění zachovává rozměrovou přesnost a snižuje nároky na obrábění po odlití.
4. Uniformita při velkých výrobních sériích - Pro účely velkých výrobních sérií dávají výrobci přednost slitině Zamak 3, která zajišťuje konzistenci.
5. Možnosti povrchové úpravy - Zamak 3 (odlitek) může být povrchově upraven mnoha různými postupy, jako je galvanické pokovování, práškové lakování nebo lakování.

Použití zinkové slitiny Zamak 3

Slitina zinku Zamak 3 vykazuje vynikající vlastnosti, takže se slitina zinku Zamak 3 používá místo mnoha jiných slitin v různých průmyslových odvětvích, což z ní činí základní materiál v moderní výrobě. Některé z klíčových aplikací jsou následující.

Automobilový průmysl

 Automobilový průmysl, který používá odlitky Zamak 3 v co největší míře, vyrábí například kliky dveří, držáky, převodovky a zámkové mechanismy. Pevnost, rozměrová přesnost a odolnost proti korozi činí z této slitiny vhodnou slitinu zejména pro konstrukční a dekorativní díly ve vozidlech, které budou vysoce spolehlivé a odolné během životnosti těchto vozidel.

Elektrotechnika a elektronika

Má široké uplatnění při výrobě elektrických konektorů, spínačů, elektrických krytů a dalších dílů v oblasti elektroniky. Díky své nízké ceně, mechanické pevnosti a elektrické vodivosti a odolnosti vůči vlivům prostředí je nejlepší volbou pro odolná a dlouhotrvající elektronická zařízení a elektrické systémy a má střední elektrickou vodivost.

Nábytek a hardware 

Slitina Zamak 3 se běžně používá v nábytkářském průmyslu pro dekorativní kování, zámky, panty atd. Povrchová úprava je vynikající a odolnost proti korozi dává pomůckám, jako jsou ty, které poskytují estetický vzhled a spolehlivost dveřím, zásuvkám a skříním atd., lesklý povrch.

Hračky a spotřební zboží

Zamak 3 casting nabízí výrobu mnoha vysoce kvalitních hraček a běžných předmětů denní potřeby, dekorativních předmětů a funkčních dílů. Protože dokáže vytvářet složité tvary s hladkým povrchem, je to slitina, která je vhodná pro výrobu i nový vzhled a bezpečné spotřební výrobky.

Lékařské stránky 

Zinková slitina Zamak 3 je díky své rozměrové stabilitě, biokompatibilitě a odolnosti proti korozi vhodným materiálem pro použití na některých zdravotnických přístrojích a zařízeních. Je pevná a stabilní, takže odolává četným použitím ve sterilním prostředí, například u chirurgických nástrojů, lékařských krytů a monitorovacích zařízení.

Spotřební elektronika

Ze slitiny Zamak 3 se vyrábí pouzdra mobilních telefonů, těla fotoaparátů a také části příslušenství mobilních telefonů. Jelikož je lehká, pevná a snadno se odlévá, je vynikajícím materiálem pro tvarování elektronických krytů vysoké kvality z hlediska pevnosti a tvaru.

Letecký a kosmický průmysl 

Zamak 3 se sice nepoužívá jako primární konstrukční prvek v leteckém průmyslu, ale používá se při výrobě těchto dílů jako držáky, upevňovací prvky a spojovací materiál. Díky tomu je poměr pevnosti a hmotnosti slitiny mimořádnou výhodou při fungování při minimalizaci hmotnosti.

Zamak 3 ve srovnání s jinými slitinami zinku

Slitina Zamak 3 je mezi slitinami Zamak nejoblíbenější, ale v průmyslových aplikacích se používají také slitiny Zamak 5 a Zamak 7. Slitina zinku Zamak 3 je s nimi srovnatelná takto:

Slitina Zamak 3 je nejuniverzálnější a nejpoužívanější slitinou pro odlitky, protože je nejuniverzálnější slitinou s mírně vyšší pevností, která je dostupná u slitiny Zamak 5 díky vyššímu obsahu Cu.

Závěr

Podle materiálů pro tlakové lití je zinková slitina Zamak 3 skvělým materiálem po celém světě díky své dobré houževnatosti v nízké cenové relaci. Má korozivzdorné vlastnosti, potěší odlévací vlastnosti a je také mechanicky stabilní, proto ji většina průmyslových odvětví považuje za preferovanou volbu. Od automobilových dílů až po spotřební zboží se používá odlévání Zamak 3, které je i nadále důležitou součástí moderní výroby. Slitina Zamak 3 je poměrně spolehlivá a účinná, jak jen slitina může být. Například široká škála vlastností a aplikací slitiny Zamak 3, která je tak široce používána po celém světě prostřednictvím procesů tlakového lití, je způsobena její vynikající rozměrovou stabilitou, a proto si díl zachová svůj tvar a výkon při namáhání nebo různých vlivech prostředí. Díky své vysoké přesnosti a dlouhodobé spolehlivosti se ukazuje jako neocenitelná v případě, že jsou požadovány přesné součásti s vysokou přesností a dlouhodobou spolehlivostí. Navíc je levný, protože lze snadno vytvářet složité tvary a splní kvalitativní a rozpočtové cíle konstruktéra. Zamak 3 je celkově hlavní surovinou moderní výroby a je dobrým řešením pro vysoký výkon pro širokou škálu úloh. Ve všech ohledech je slitina Zamak 3 nepostradatelným materiálem pro tlakové lití: Může jít o zhotovení velmi složité konstrukce nebo o zajištění toho, abychom měli robustní a také funkční součásti s dobrou cenou, vysokými hodnotami i spolehlivostí. Je vidět, že potřeba přetrvává a její použití zůstává v různých průmyslových odvětvích.

Často kladené otázky (FAQ)

1. Z čeho se skládá slitina Zamak 3?

Zamak 3 je především slitina zinku 96%, ale obsahuje malé množství hliníku (3,5-4%), hořčíku (0,03-0,06%) a mědi (0,25%). Má velmi dobré mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi, takříkajíc odlévatelnost, a právě toto jedinečné složení ji dělá.

2. K čemu se používá slitina Zamak 3?

Průmysl tlakového lití používá slitinu Zamak 3 pro výrobu vysoce kvalitních součástí. Mezi běžné aplikace patří automobilové díly, elektrické skříně, nábytkové kování a spotřební zboží. Její hlavní vlastností je přesnost při vytváření složitých tvarů.

3. Z jakého důvodu byl Zamak 3 přijat do tlakového lití?

Zamak 3 se používá pro vynikající odlévatelnost a rozměrovou stálost. Taví se při nízké teplotě (přibližně 385 °C), což usnadňuje jeho odlévání do složitých tvarů, a je stabilní při namáhání, což znamená, že je vysoce spolehlivý pro použití jako přesná součást.

4. Je Zamak 3 odolný proti korozi?

Slitina Zamak 3 je díky obsahu hliníku a hořčíku ve svém složení jistě vysoce odolná proti korozi. Je tedy vhodná pro venkovní aplikace a aplikace v drsném prostředí, kde je velmi důležitá odolnost proti oxidaci a korozi.

5. Je slitina Zamak 3 snadno recyklovatelná?

Slitinu Zamak 3 lze recyklovat a znovu použít ve výrobním procesu, aniž by ztratila své vlastnosti, takže je recyklovatelná. Recyklace slitin Zamak pomáhá snižovat množství odpadu, snižovat výrobní náklady a zlepšovat výrobní proces.