자막이란 무엇인가요? 이 다용도 아연 합금에 대한 완벽한 가이드

자막이란 무엇인가요? 자막 또는 '아연 합금'은 주로 아연을 기반으로 알루미늄, 마그네슘, 구리 등 다른 금속이 미량 함유된 합금 제품군입니다. 자막은 아연('Z')과 아마크('알루미늄, 마그네슘, 구리'; 이 합금을 구성하는 주요 원소)의 약자로 만들어진 독일어 단어입니다. 다용도성, 내구성 및 비용 효율성으로 인해 산업계에서 매우 인기 있는 금속입니다. 자막(또는 자맥, 이전에는 MAZAK으로 상표명)은 매우 부드럽고 비교적 단단한 합금으로, 대부분 아연과 소량의 알루미늄, 구리, 마그네슘으로 구성되어 있습니다. 이 합금은 광범위한 아연-알루미늄 합금 계열에 속하지만, 알루미늄의 농도가 일반적으로 일정하고 일반적으로 약 4%라는 점에서 구별됩니다. 이 특별한 원소 조합은 자막을 같은 계열의 다른 합금과 구별하는 요소이며, 결과적으로 다양한 용도에 적합한 고유한 특성을 제공합니다.

이 기사에서는 Zamak의 구성, 특성, 유형, 장점, 용도 및 다양한 제조 부문에서 점진적으로 사용되는 이유에 대해 설명합니다. 

자막: 다용도 아연-알루미늄 합금

자막은 합금을 구성하는 금속의 독일어 이름에서 따온 약어입니다: 징크(아연), 알루미늄(알루미늄), 마그네슘, 쿠퍼(구리)입니다. 1929년에 처음 소개된 이 합금은 이후 제조업계 전반에 걸쳐 비용 효율적이고 내구성이 뛰어나며 다용도로 사용할 수 있는 소재임이 입증되었습니다. 자막이 개발되기 전에는 아연 다이캐스팅에 아연 페스트라는 문제가 있었습니다. 징크 페스트는 합금에 불순물이 존재하여 아연 성분이 분해되는 것을 말합니다. 불순물로 인해 아연이 변질되고 시간이 지남에 따라 대부분의 다이캐스트 부품은 사용할 수 없게 되었습니다. 뉴저지 아연 회사는 99.99%의 순도 99.991%의 고순도 아연으로 만든 자막을 만들어 이 문제를 해결했습니다. 정련은 환류를 통해 이루어졌으며, 이를 통해 아연 해충의 원인이 되는 불순물을 제거할 수 있었습니다.

자막 합금의 기원과 진화 

자막의 혁신은 아연 다이캐스팅 산업에 안정성을 가져다주었고, 이는 매우 필요했습니다. 자막은 순도가 높고 비교적 단기간에 아연 해충에 대한 내성이 생겨 다이캐스팅 및 기타 산업용으로 널리 인정받기 시작했습니다. 이 합금은 열악한 환경에서도 강하고 내구성이 뛰어나며 오래 지속되는 부품을 만들 수 있었기 때문에 진정한 성공을 거두었습니다. 자막은 환경에 노출된 상태에서 기계적 스트레스를 견딜 수 있는 검증된 소재가 되었습니다. 

자막이란 무엇인가요?

자막은 아연-알루미늄 기반 합금으로, 기본적으로 다이캐스팅 및 정밀 제조용으로 설계되었습니다. 1929년 뉴저지 아연 회사에서 개발되어 강도, 내식성 및 우수한 주조 특성으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 380°C ~ 420°C에서 녹을 수 있으며 녹는점이 낮아 자동차 부품, 하드웨어, 전기 부품 및 소비재에 적합합니다. 다양한 산업 분야에서 내구성과 저렴한 비용으로 인해 순수 아연 및 기타 금속 합금보다 선호되는 소재입니다.

자막 합금의 구성

자막은 아연을 기본 금속으로 하고 알루미늄, 마그네슘, 구리를 소량 첨가하여 금속에 특별한 특성을 부여하는 5가지 합금으로 이루어진 그룹입니다. 다양한 자막 합금에 포함된 주요 원소는 다음과 같습니다:

1. 아연(Zn)은 모든 자막 합금의 기본 금속입니다. 아연은 내식성과 강도가 뛰어나 알루미늄 다음으로 가장 널리 사용되는 비철금속입니다.
2. 자막은 또한 전반적인 강도와 부식에 대한 저항력을 높이기 위해 알루미늄(Al)을 함유하는 경우가 많습니다. 또한 표면 마감이 더 좋기 때문에 주조 시 특별한 주의를 기울일 필요가 있습니다.
3. 마그네슘(Mg) - 완성된 합금의 강도와 주조 특성을 향상시키기 위해 자막 합금에도 마그네슘을 첨가합니다. 아연의 취성을 줄이는 것도 가능합니다.
4. 자막에는 경도를 높이고 내마모성을 높이기 위해 구리(Cu)가 극소량 첨가되어 있습니다.

일반적으로 합금의 구성은 자막의 종류에 따라 다를 수 있지만 일반적으로 아연 약 85-95%, 알루미늄 약 4-8%, 구리 1-3%, 마그네슘 0,01-0,1 %가 함유되어 있습니다. 

자막 융점은 무엇인가요?

자막 합금의 녹는점은 조성에 따라 약간씩 다르지만 일반적으로 380°C~420°C(716°F~788°F) 사이입니다. 또한 자막은 녹는점이 상대적으로 낮기 때문에 주조 및 정밀 제조에 적합합니다.

다양한 자막 합금의 융점:

• 자막 2: ~ 385°C(725°F)
• 자막 3: ~ 387°C(729°F)
• 자막 5: ~ 385°C(725°F)
• 자막 7: ~ 380°C(716°F)

자막은 대부분 아연으로 만들어져 알루미늄이나 강철보다 훨씬 낮은 온도에서 녹습니다. 고정밀, 빠른 생산, 비용 효율적인 제조라는 특성으로 인해 높은 정밀도가 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.

자막 파우더란 무엇인가요?

자막 분말은 아연으로 구성된 자막 합금에 알루미늄, 마그네슘, 구리를 약간 첨가한 미세 입자 구조의 분말입니다. 열, 스프레이 산업, 적층 제조 산업 및 분말 야금 산업과 같은 산업에서 사용되는 미세 금속화 분말입니다.

자막 파우더의 특성

구성: 표준 자막 합금(자막 2, 3, 5, 7)과 동일합니다.
녹는점: 약 380°C ~ 420°C(716°F ~ 788°F)
내식성: 환경 요인에 대한 뛰어난 내성
전도성: 우수한 전기 및 열 전도성
밀도: 금속 도금 및 소결 부품에 적합한 자막 솔리드처럼

자막 파우더의 용도

1. 분말 야금- 금속 분말을 넣고 가열하여 고체 부품을 형성하는 소결 부품 제작에 적용됩니다.
2. 열 스프레이 - 부식 및 마모로부터 표면을 보호하기 위해 스프레이 재료를 사용하는 표면 보호 코팅으로 사용됩니다.
3. 3D 프린팅 및 적층 제조 - 프로토타입 제작을 위한 차세대 기술에 적용되었습니다.
4. 금속 사출 성형(MIM) - 이는 복잡한 디자인의 소형 금속 부품 제조 공정에 사용됩니다.

자막 파우더의 장점

• 가벼우면서도 강력한
• 뛰어난 캐스팅 특성
• 산화 및 부식에 대한 우수한 내성
• 티타늄이나 스테인리스 스틸과 같은 다른 금속 분말에 비해 비용 효율적입니다.

자막 파우더는 그 유용성과 강도로 인해 자동차, 항공우주, 전자제품 및 기타 여러 산업 분야에서 활용되고 있습니다.

자막 합금의 다양한 유형과 응용 분야

이제 다양한 유형의 자막 합금과 제조 공정에서의 사용에 대해 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

1. 자막 2: 고강도 및 경도

제품군에서 가장 인기 있는 자막 합금 중 하나는 자막 2로, 약 96% 아연, 4% 알루미늄 및 거의 미미한 양의 구리 및 마그네슘으로 구성되어 있습니다. 알루미늄. 이 합금은 강도와 경도가 증가하여 고응력 응용 분야에 적합하기 때문에 선택됩니다.

 자막 2의 주요 기능:

• 인장 강도: 359 MPa
• 브리넬 경도: 100 HB

애플리케이션: 자막 2는 주로 다음에서 활용됩니다. 다이 캐스팅를 사용하여 높은 기계적 응력을 견디는 부품을 만드는 경우가 많습니다. 
힘: 이는 결과적으로 부품에 높은 강도와 높은 경도를 부여하여 열악한 조건에서도 높은 내구성을 제공합니다.
제조 이점: Zamak 2를 사용하면 제조업체는 내구성이 강화된 견고한 금속 부품을 생산할 수 있으므로 다이캐스트 부품에 추가 부싱이나 마모 인서트가 필요하지 않습니다.
코팅: 또한 전기 도금, 습식 도장 및 크로메이트 변환 코팅에 적합한 수단입니다.

자막 2는 기계적 응력을 견딜 수 있어 기계적 특성이 매우 우수하여 높은 내마모성과 내구성이 요구되는 정밀한 애플리케이션에 사용하기에 적합한 소재입니다.

2. 자막 3: 뛰어난 주조성 및 내식성

가장 일반적인 자막 합금은 주조성이 뛰어나고 다양한 용도로 사용되는 자막 3입니다. 이 합금의 구성은 약 96% 아연, 4% 알루미늄, 그리고 미량의 구리로 이루어져 있습니다. 가장 인기 있는 다이캐스팅 합금 중 하나로 유동성과 연성이 뛰어나 다이캐스팅 시 부품에 매우 복잡하고 정교한 디테일을 구현할 수 있습니다.

자막 3의 주요 기능:

기계적 강도: 구성 요소는 큰 하중이나 충격을 견딜 수 있는 우수한 인장 강도를 가지고 있습니다.
내식성: Zamak 3는 내식성이 매우 우수하여 다양한 환경 조건에 노출되는 부품에 적합합니다.
애플리케이션:  자막 3은 자동차 부품, 장난감, 하드웨어 등 다양한 용도로 활용되고 있습니다. 이 소재는 섬세하고 정확한 주조물을 만들 수 있기 때문에 많은 산업 분야에서 널리 사용되는 소재입니다.
오래도록 제작: 자막 3은 자연적으로 부식에 강하고 치수가 안정적이기 때문에 이 소재로 만든 부품은 오래 사용할 수 있습니다.
비용 효율적입니다: 또한 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 고가의 소재에 비해 비용 효율적인 제조 공정을 구현할 수 있습니다.

내식성, 주조성 및 비용 효율성이 우선시되는 경우 탁월한 선택입니다.

3. 자막 5: 뛰어난 강도 및 내마모성

많이 사용되는 또 다른 자막 합금은 자막 5로, 추가적인 강도와 내구성이 필요할 때 자주 사용됩니다. 약 95%의 아연, 4%의 알루미늄, 1%의 구리로 구성되어 있습니다. 자막 5는 다른 자막 합금보다 구리 함량이 높기 때문에 강도, 경도 및 마모 특성이 훨씬 우수하여 더 까다로운 용도에 적합합니다.

자막 5의 주요 기능:

힘이 향상되었습니다: 인장 강도가 높고 크리프 저항성이 우수한 것은 자막 5의 구리 함량 덕분입니다.
차원 안정성: 다른 자막 합금에 비해 고온에서 안정성이 더 뛰어납니다.
주로 사용되는 용도: Zamak 5는 자동차 부품, 전기 커넥터, 산업용 하드웨어 및 기계 부품 제조에 사용됩니다. 특히 이 소재가 적합한 분야는 우수한 강도와 내마모성이 필요한 곳입니다.
소재의 장점: 이 합금의 우수한 주조 특성 덕분에 복잡하고 세밀한 부품을 쉽게 생산할 수 있습니다. 일반적으로 부품이 풍부한 기계적 강도와 작동 내구성을 가져야 하는 산업에 적용됩니다.

Zamak 5는 높은 기계적 부하와 긴 지속 시간 상황에서 부품을 생산하는 데 선호됩니다.

4. 자막 7: 높은 유동성 및 내식성

자막 7은 내식성이 강화된 자막 5를 변형한 것으로, 대부분의 특성은 동일합니다. 약 96%의 아연과 알루미늄, 구리, 마그네슘이 함유되어 있습니다. Zamak 7을 사용할 때는 추가적인 내식성이 필요합니다.

자막 7의 주요 기능:

뛰어난 유동성: 자막 7은 유동성이 뛰어나 얇은 벽과 복잡한 모양을 주조하는 데 적합합니다.
내식성: 자막 5에 비해 내식성이 낮아 해양 분야 등에서 유용하게 사용할 수 있습니다.
기본 애플리케이션: Zamak 7은 해양 환경, 실외 설비 및 극한의 기상 조건에 노출되는 부품과 같이 내식성이 중요한 분야에 사용됩니다.
제조 이점: Zamak 7은 매우 유동적이어서 복잡한 형상과 얇은 벽으로 된 부품을 제작할 수 있습니다. 또한 조립 중에 구조적 무결성을 잃지 않고 모양을 변경할 수 있습니다.

환경 문제를 고려해야 하는 경우, 자막 7의 우수한 내식성은 해당 애플리케이션에 적합한 합금을 제공합니다.

자막의 특징

자막 합금의 특성은 다양한 제조 작업 공정에 필요한 모든 유리한 특성을 결합하여 매우 우수합니다. 이러한 특성 중 일부는 다음과 같습니다:

1. 자막 합금은 고강도 및 내구성에도 유리합니다. 따라서 견고하고 수명이 길어야 하는 부품이 필요한 애플리케이션에 사용하기에 완벽한 소재입니다.
2. 내식성: 자막의 주성분은 부식에 매우 강한 아연이기 때문입니다. 자막 합금은 습기 노출에 강하기 때문에 해양 및 실외 사용에 적합합니다.
3. 다용도성: 자막 합금은 복잡한 모양과 크기로 주조할 수 있기 때문에 다양한 산업 분야에서 다양한 용도로 사용할 수 있다는 점에서 다재다능합니다. 대량 생산에 필요한 미세한 디테일을 구성 요소로 형성할 수 있습니다.
4. 낮은 융점: 자막 합금은 대부분의 다른 금속(알루미늄이나 구리 등)보다 녹는점(380°C~390°C)이 낮습니다.
5. 표면 마감: 자막 합금은 표면 마감이 매우 매끄럽기 때문에 외관이 중요한 장식용 아이템과 같은 분야에서 중요합니다.
6. 가벼움: 자막은 아연 함량이 높아 가볍고 다른 대부분의 금속보다 전반적으로 가볍기 때문에 무게가 중요한 다양한 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다.

자막 합금과 다른 국가의 표준 

또한 다음과 같이 자막 합금과 국가별 표준이 업데이트된 표가 있습니다:

이 섹션에는 국가별 자막 합금의 조성, 주조 공정, 기계적 특성 등 자막 합금에 특화된 주요 표준과 규격을 제시하는 표가 업데이트되어 있습니다. 전 세계적으로 자막 3, 자막 5 등을 포함한 자막 합금이 생산 및 품질 관리의 균일성을 유지하기 위해 규제되고 있다는 사실을 강조하고 있습니다.

자막의 장점

자막 합금이 제조에 널리 사용되는 이유는 다음과 같은 장점 때문입니다:

1. 자막은 알루미늄이나 황동에 비해 경제적인 소재입니다. 상대적으로 가격이 저렴하고 가공이 용이하여 자동차 및 생활용품 산업과 같은 대량 생산에 경제적인 소재입니다.
2. 자막 합금은 복잡한 형상을 고정밀로 주조하기가 매우 쉽습니다. 이 기능 덕분에 치수 정확도가 높은 부품을 대량 생산할 수 있습니다.
3. 자막은 재활용성이 매우 우수합니다. 합금을 녹여 재사용할 수 있기 때문에 폐기물 발생을 최소화하고 생산 비용을 절감하고자 하는 업계에 친환경적인 옵션입니다.
4. 우수한 기계적 특성: 자막 합금의 기계적 특성은 다양한 제품에 사용하기에 적합합니다. 예를 들어 Zamak 부품은 녹과 산화에 대한 내성이 있어 내부 또는 외부에 적용될 수 있습니다.
5. 자막 합금은 거의 항상 매력적인 고광택으로 연마할 수 있는 마감 처리가 되어 있어 미적 매력도 제공합니다. 이 때문에 보석, 하드웨어 및 트림과 같은 장식용으로 특히 적합합니다.

자막의 일반적인 용도

그 결과 자막 합금은 다음과 같은 다양한 산업 및 응용 분야에서 폭넓게 사용되고 있습니다:

1. 자동차 산업에서: 자막 합금은 주로 자동차 산업에서 높은 강도와 내구성을 갖춰야 하는 잠금장치, 래치, 핸들 등의 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 이러한 합금은 이러한 자동차 부품의 서비스 가능성과 내구성을 향상시켜 자동차의 전반적인 효율성을 향상시킵니다.
2. 생산: 자막은 소형 부품을 고정밀로 대량 생산할 수 있는 다이캐스팅 재료로 잘 알려져 있습니다. 자막은 녹는점이 낮고 유동성이 좋으며 복잡한 금형을 채울 수 있습니다.
3. 용도: 자막은 전기 전도성, 기계적 강도 및 내식성이 우수하기 때문에 전기 커넥터, 피팅 및 인클로저 제조에 사용됩니다. 또한 산업 기계 및 전자 부품용 커넥터에도 사용됩니다.
4. 가정용 하드웨어: 가정에서 자막은 문 손잡이, 자물쇠, 손잡이 등과 같은 가정용 하드웨어를 만드는 데 사용됩니다. 자막은 부식에 강하고 매우 단단하기 때문에 수도꼭지 및 기타 배관 설비와 같은 주방 장비에도 사용됩니다.
5. 보석 및 장식품: 자막은 매끄러운 표면과 미적 특성으로 인해 보석 및 기타 장식품 제작에 자주 사용됩니다. 이러한 페인트는 사실상 수십 가지가 있으며, 비용과 외관이 중요한 의상 장신구에서 인기가 있습니다.
6. 기계 구성 요소: 자막 합금은 기계 부품, 공작 기계 및 기계 구성품과 같은 산업 장비 제조에 사용됩니다. 마모와 부식에 강해 산업 기계의 저항력이 향상됩니다.

결론

자막은 저비용, 주조 용이성, 내구성, 우수한 기계적 특성이라는 장점을 지닌 독특하고 다재다능한 소재입니다. 자막 합금은 자동차 제조, 전자제품, 가정용품, 산업용 부품 등에 사용되는 현대 제조 공정의 필수적인 부품입니다. 자막은 재활용이 가능하고 응용 분야가 매우 광범위하기 때문에 앞으로 수년 동안 많은 물건을 만드는 데 중요한 부품이 될 것입니다.
자막 합금은 아연과 알루미늄, 마그네슘 또는 구리와 같은 다른 원소의 조합의 결과물입니다. 자막은 구조용 부품부터 장식용 아이템, 복잡한 기계 부품에 이르기까지 다양한 산업의 요구를 충족하는 합금입니다.
자막과 자막의 정의, 그리고 다양한 응용 분야를 이해하면 제조업체는 이 합금의 특성을 잘 활용하여 보다 효율적이고 비용 효율적이며 내구성이 뛰어난 제품을 만들 수 있습니다.

자막 관련 자주 묻는 질문

1. 자막은 어떤 용도로 사용되나요?

우수한 기계적 특성, 내식성 및 비용 효율성을 만족시키기 때문에 자막은 다이캐스팅, 자동차 부품, 하드웨어, 전기 부품, 장난감 및 산업 기계에 널리 사용됩니다.

2. 자막 합금의 종류에는 어떤 것이 있나요?

자막 합금이 가장 일반적으로 사용됩니다:

자막 2 - 높은 강도와 경도
자막 3 - 는 범용 다이 캐스팅에 사용됩니다.
자막 5 - 자막 3보다 더 강력하고 내마모성이 우수합니다.

자막 7 - 향상된 연성 및 내충격성

3. 자막의 녹는점은 얼마인가요?

자막 합금은 특정 조성에 따라 녹는점이 380°C ~ 420°C(716°F ~ 788°F) 사이입니다.

4. 자막 파우더란 무엇인가요? 자막 파우더의 용도는 무엇인가요?

자막 분말은 분말 야금, 용사, 적층 제조, 금속 사출 성형(MIM)에 사용되는 자막 합금의 미세 분말 형태로 내식성이 강한 부품을 만드는 데 사용됩니다.

5. 자막, 알루미늄, 스틸의 차이점은 무엇인가요?

알루미늄과 강철에 비해 자막은 저렴하고 주조하기 쉽습니다. 녹는점은 낮지만 내식성이 뛰어나고 강도가 좋으며 주조 특성이 우수하여 섬세하고 복잡한 디자인에 이상적입니다.