Zinok vs. hliník: aké sú ich rozdiely

Odvetvie tlakového liatia zahŕňa predovšetkým tlakové liatie zliatin hliníka a zinku, ktoré v posledných rokoch zaznamenalo značné využitie. Pochopenie rozdielov medzi zinkom a hliníkom je kľúčové pre výber vhodného materiálu pre konkrétne účely a optimalizáciu ich využitia.

Tento článok sa ponorí do kľúčových charakteristík, ktoré odlišujú zinok a hliník, pričom objasní ich charakteristické vlastnosti, použitie a úvahy pre praktické aplikácie.

Čo je to zinok a hliník?

Zinok a hliník sú rôzne kovy s jedinečnými vlastnosťami. Zinok je mäkký, strieborno-biely kov, ktorý nachádza uplatnenie v rôznych oblastiach, vrátane galvanizácie ocele na ochranu proti korózii, tlakového liatia a výroby mosadze.

Hliník je ľahký a odolný kov používaný v rôznych aplikáciách, ako je konštrukcia lietadiel, plechovky od nápojov a okenné rámy.

Zinok a hliník je možné kombinovať za vzniku rôznych zliatin s odlišnými vlastnosťami.

Čo je zliatina zinku?

Zliatina zinku sa týka kovovej zliatiny zloženej predovšetkým zo zinku spolu s ďalšími kovovými prvkami. Bežné prvky používané v zliatinách zinku zahŕňajú hliník, horčík, meď, kadmium, olovo, titán a iné nízkoteplotné zliatiny zinku. Zliatiny zinku sa pripravujú tavením zložiek a ich spracovaním pomocou tlakového liatia alebo iných metód tlakového tvarovania, aby sa získala požadovaná forma materiálu.

Zliatiny zinku možno rozdeliť na liate a deformované v závislosti od použitého výrobného procesu. Nachádzajú uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach, ako je tlakové liatie prístrojov a automobilových dielov, ako aj žiarové zinkovanie rúrok vodnej steny kotlov na zvýšenie odolnosti proti vysokoteplotnej korózii.

Vlastnosti zliatiny zinku

• Má vynikajúci odlievací výkon, ktorý umožňuje výrobu zložitých a tenkostenných presných dielov s hladkou povrchovou úpravou.
• Umožňuje možnosti povrchovej úpravy, ako je galvanické pokovovanie, striekanie, lakovanie, leštenie a brúsenie.
• Počas procesu tavenia a tlakového liatia neabsorbuje železo, odoláva tlakovej korózii a nelepí sa na formy.
• Má priaznivé mechanické vlastnosti a ponúka odolnosť proti opotrebovaniu pri okolitých teplotách.
• Pýši sa nízkym bodom topenia 385 °C, čo uľahčuje tlakové liatie.

Čo je to hliníková zliatina?

Hliníková zliatina označuje kategóriu zliatin na báze hliníka. Obsahuje rôzne primárne legujúce prvky, ako je meď, kremík, horčík, zinok a mangán, a sekundárne legovacie prvky, ako je nikel, železo, titán, chróm a lítium.

Pokiaľ ide o hustotu, hliníková zliatina má nižšiu hustotu ako oceľ. A čo sa týka pevnosti, vo všeobecnosti je oceľ pevnejšia ako hliník. Keď sa však do rovnice započíta aj ľahšia hmotnosť hliníka, hliník sa dostane na vrchol s vynikajúcim pomerom pevnosti k hmotnosti. Niektoré zliatiny hliníka sú pevnejšie ako oceľ. Ponúka vynikajúcu plasticitu a možno ho spracovať do rôznych profilov, čo z neho robí široko používaný konštrukčný materiál z neželezných kovov v rôznych priemyselných odvetviach. Jeho aplikácie zahŕňajú letectvo, kozmonautiku, výrobu automobilov, strojársku výrobu, stavbu lodí a chemický priemysel.

Vlastnosti hliníkovej zliatiny

• Vďaka nízkej hmotnosti je ideálny pre odvetvia, kde je zníženie hmotnosti rozhodujúce.
• Výborná tepelná vodivosť.
• Ekologické zloženie.
• Odolný voči nízkym teplotám.
• Schopnosť dosiahnuť priaznivé mechanické vlastnosti, fyzikálne vlastnosti a odolnosť proti korózii tepelným spracovaním.
• Vlastnosti vysokej pevnosti.

Rozdiely medzi zliatinou zinku a hliníka

Materiál

Materiál zliatiny zinku má značnú špecifickú hmotnosť a vykazuje vynikajúce odlievacie vlastnosti. Môže sa pochváliť vysokou hustotou a pevnosťou, ktorá je porovnateľná alebo dokonca predčí vysokokvalitnú oceľ. Výsledkom je, že diely na tlakové liatie zo zliatiny zinku zvyčajne vážia viac ako diely zo zliatiny hliníka.

Nehnuteľnosť

Materiál zliatiny zinku vykazuje nízku teplotu topenia, priaznivé mechanické vlastnosti a odolnosť proti opotrebovaniu. Je vhodný aj na aplikácie povrchovej úpravy. Na druhej strane hliníková zliatina vykazuje vynikajúcu elektrickú vodivosť, tepelnú vodivosť a odolnosť proti korózii.

Proces tlakového liatia

Teploty topenia zliatin zinku a hliníka sa líšia. Zliatiny zinku majú nižšiu teplotu topenia v porovnaní so zliatinami hliníka. Tento nesúlad v bodoch topenia si vyžaduje použitie špeciálneho spracovateľského zariadenia a parametrov pri tlakovom liatí.

Tlakové liatie zliatiny zinku bežne využíva stroj na tlakové liatie s horúcou komorou. Zliatina zinku sa taví v tomto stroji, čo umožňuje rýchlejšie časy cyklu.

Naproti tomu tlakové liatie hliníkovej zliatiny využíva stroj na tlakové liatie so studenou komorou. Hliníková zliatina sa roztaví mimo stroja a potom sa naleje do vstrekovacieho stroja. Tento proces trvá dlhšie v porovnaní s tlakovým liatím v horúcej komore.

Použitie rôznych spracovateľských zariadení a parametrov pre tlakové liatie zinkovej zliatiny a tlakové liatie hliníkových zliatin vedie k rozdielnym vlastnostiam hotových výrobkov. Odliatky zo zliatiny zinku majú tendenciu byť odolnejšie a odolnejšie voči korózii ako ich hliníkové náprotivky. Naopak, odliatky z hliníkovej zliatiny sú zvyčajne ľahšie a majú lepšiu tepelnú vodivosť.

Hmotnosť

Z hľadiska hmotnosti je zliatina zinku vo všeobecnosti hustejšia a ťažšia ako hliník. Čistý zinok má špecifickú hustotu 5 g/cm3, zatiaľ čo hliník má nižšiu hustotu 2,7 g/cm3. Táto vyššia hustota prispieva k vyššej odolnosti zliatin zinku proti nárazu v porovnaní s hliníkovými časťami, čo z nich robí preferovaný materiál na výrobu odliatkov určených na konštrukčné aplikácie.

Vlastnosti

Tu sú spoločné vlastnosti oboch tlakovo liatych materiálov a ako sa navzájom odlišujú:

• Bod topenia

Zinok má nižšiu teplotu topenia (okolo 420 °C) ako hliník. Teplota topenia je pri tlakovom liatí rozhodujúcim faktorom, ktorý ovplyvňuje výber procesu odlievania. Vďaka nižšiemu bodu topenia je zinok kompatibilný s procesom v horúcej komore.

Táto vlastnosť ponúka výhody, ako sú znížené výrobné náklady, zlepšená efektivita výroby a nižšie riziko degradácie plesní. Naopak hliník má vyššiu teplotu topenia (okolo 660 °C), vďaka čomu je vhodný pre proces v studenej komore.

• Tepelná vodivosť

Zliatina zinku vykazuje vynikajúcu tepelnú vodivosť v porovnaní s hliníkovým odlievaním. Účinne absorbuje a rozptyľuje teplo, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie vyžadujúce vysokú tvorbu tepla alebo odvod tepla. Zinkové odliatky sú obzvlášť výhodné pri výrobe komponentov, ako sú chladiče alebo elektronika.

• Odolnosť proti korózii

Zinkové odliatky majú vynikajúcu odolnosť proti korózii, prevyšujúc hliníkové tlakovo liate diely. Táto vlastnosť robí zinok vhodnejším pre projekty v drsných podmienkach prostredia, kde je ochrana proti korózii nevyhnutná.

Povrchová úprava

Tlakové odliatky zvyčajne vyžadujú sekundárne povrchové úpravy, na rozdiel od CNC obrábaných dielov. Potreba povrchovej úpravy je ovplyvnená procesom odlievania a typom použitého materiálu.

Zinkové odliatky majú po odliatí hladší a vzorovanejší povrch, pretože nemajú póry. Naproti tomu hliníkové odliatky môžu počas odlievania vytvárať póry, jamky a pľuzgiere, čo si vyžaduje kompenzačnú povrchovú úpravu.

Zinkové aj hliníkové odliatky môžu profitovať z procesov povrchovej úpravy. Zinok je však kompatibilnejší so širším rozsahom možností povrchovej úpravy vrátane pokovovania, práškového lakovania, lakovania, galvanického pokovovania a eloxovania.

Životnosť nástrojov

Formy používané pri tlakovom odlievaní zinku nevyžadujú vysokú pevnosť v ťahu kvôli menej abrazívnemu charakteru materiálu a nízkej teplote topenia. Tieto vlastnosti majú za následok zníženie poškodenia formy a nižšie náklady na nástroje. V dôsledku toho môžu formy používané pri odlievaní zinku vydržať viac ako 1 000 000 výstrelov, kým sa nevyžadujú výmeny, zatiaľ čo formy používané pri odlievaní hliníka zvyčajne vydržia približne 100 000 výstrelov.

Aplikácie

Zinkové aj hliníkové odliatky nachádzajú uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach. Odlievanie zinku je známe svojou silou, vďaka čomu je obľúbenou voľbou pre domáce spotrebiče a tlakové odlievanie automobilov.

Na druhej strane hliníkový odliatok vyniká pomerom pevnosti a hmotnosti, vďaka čomu je ideálny pre ľahké, no robustné komponenty. Vďaka tejto vlastnosti sú hliníkové odliatky obzvlášť cenné v leteckom priemysle, kde je kľúčová potreba ľahkých materiálov.

Čas cyklu

Čas cyklu je významný pri porovnaní tlakového liatia hliníka a zinkového tlakového liatia. Odlievanie zinku prebieha pri vysokom tlaku a nízkej teplote topenia, čím sa odlišuje od tlakového liatia hliníka. V dôsledku toho tlakové liatie zinku vykazuje kratší čas cyklu, zvyčajne o 150-200% rýchlejšie ako odlievanie hliníka.

Okrem toho proces zahrievania pri odlievaní zinku prebieha interne, na rozdiel od odlievania hliníka, ktoré využíva proces studenej komory. Okrem toho účinný odvod tepla zinkového odliatku umožňuje rýchlejšie tuhnutie roztaveného kovu, čo prispieva k ďalšiemu skráteniu doby cyklu.

náklady

Náklady na výrobu tlakového odliatku ovplyvňujú rôzne faktory, vrátane výberu materiálu, výrobného procesu, zručností operátora, doby cyklu a povrchovej úpravy. Zinkové odliatky vyrobené zo zliatin zinku sú lacnejšie, ale majú nižšiu pevnosť a odolnosť proti korózii v porovnaní so zliatinami hliníka. Hliníkové tlakové odliatky sú pevnejšie a odolnejšie voči korózii, ale majú vyššiu cenu.

Výrobný proces zahŕňa roztavenie kovu, jeho vstrekovanie do formy a ochladenie, aby sa vytvorila konečná časť. Kvalifikovaní operátori a kratšie časy cyklu môžu znížiť náklady. Tiež povrchová úprava, ako je lakovanie alebo pokovovanie, zvyšuje celkové náklady. Vo všeobecnosti sú zinkové tlakové odliatky nákladovo efektívnejšie ako hliníkové tlakové odliatky.

Kedy a prečo by ste si mali zvoliť tlakové liatie zinku

Keď čelíte dileme výberu medzi tlakovým liatím zinku a hliníkovým tlakovým liatím, zvážte nasledujúce faktory, vďaka ktorým je tlakové liatie zinku preferovanou možnosťou

Časti s tenkými stenami

Odlievanie zinku je vďaka svojej pevnosti v porovnaní s inými materiálmi vhodné na výrobu dielov s tenkými stenami. Hustá povaha zinku zaisťuje štrukturálnu integritu a stabilitu, znižuje spotrebu materiálu a náklady na tlakové liatie.

Drsné podmienky prostredia

Odlievanie zinku vyniká v drsných podmienkach prostredia, najmä v tých, ktoré sú náchylné na koróziu. Jeho výnimočná odolnosť proti korózii vytvára ochrannú vrstvu na častiach, keď sú vystavené takýmto podmienkam.

Menší zvyškový stres

Odlievanie pod tlakom zahŕňa použitie tlaku na vstrekovanie roztaveného kovu do formy. Vysokotlakové liatie môže viesť k zvyškovému namáhaniu dielov, ale zinkové liatie, ktoré využíva nízkotlakové liatie, minimalizuje zvyškové napätie.

Odlievaná forma

Výber tlakového odlievania zinku je výhodný, ak pracujete s jemnými formami na tlakové odlievanie. Zinkové formy na tlakové liatie môžu vydržať približne desaťkrát dlhšie ako formy na tlakové liatie hliníka.

Rýchlejšia výroba

Zliatiny zinku majú nízku teplotu topenia, čo umožňuje proces tlakového liatia v horúcej komore s vysokotlakovým vstrekovaním. To má za následok vyššiu rýchlosť cyklu v porovnaní s inými materiálmi. Na rozdiel od tlakového liatia hliníka, kde operátor roztaví hliník mimo stroja pred jeho naliatím do vstrekovacieho stroja, pri tlakovom liatí zinku sa zinok roztaví v stroji.

Vzhľadom na tieto faktory môže byť tlakové liatie zinku preferovanou voľbou v rôznych scenároch.

Prečo a kedy zvoliť tlakové liatie hliníka

Keď stojíte pred rozhodnutím medzi hliníkovými a zinkovými odlievanými dielmi, existujú určité podmienky, kedy by sa malo uprednostniť hliníkové odlievanie. Zvážte nasledujúce faktory:

Pomer pevnosti a hmotnosti

Ak hľadáte ľahké vlastnosti a vysokú pevnosť v ťahu, je vhodné zvážiť hliníkové tlakovo liate diely. Tieto časti sú známe svojou schopnosťou ponúknuť obe vlastnosti. Najmä letecký priemysel vo veľkej miere využíva diely odlievané pod tlakom vyrobené z hliníka kvôli ich nízkej hmotnosti.

Vysoké prevádzkové teploty

Vďaka vysokej teplote topenia a schopnosti odolávať vysokým teplotám sú hliníkové tlakové odliatky obľúbenou možnosťou pre aplikácie, ktoré zahŕňajú zvýšené prevádzkové teploty, ako napríklad v metalurgických procesoch. Táto vlastnosť zabezpečuje, že štrukturálne a fyzikálne vlastnosti odliatkov zostanú nedotknuté aj pri vystavení extrémnemu teplu.

Elektrická vodivosť

Vďaka svojej vynikajúcej elektrickej vodivosti sú hliníkové tlakové odliatky preferovanou voľbou pre rôzne elektronické komponenty pri tlakovom liatí. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, ako je tienenie EMI, kde musia byť časti chránené pred elektromagnetickými signálmi.

Získajte zinkové alebo hliníkové odlievacie diely

Potrebujete kvalitné zinkové alebo hliníkové odlievané diely? Nehľadaj ďalej! Moldie je tu, aby splnil všetky vaše požiadavky na tlakové liatie s presnosťou, efektívnosťou a špičkovou kvalitou. Je to vaše komplexné riešenie pre diely na odlievanie zinku a hliníka!

Špecializujeme sa na poskytovanie výnimočných služieb tlakového liatia pre zliatiny zinku a hliníka pre širokú škálu priemyselných odvetví a aplikácií.

Či už potrebujete ľahké a pevné hliníkové diely alebo zinkové komponenty odolné voči korózii, máme pre vás všetko. Naše etické tlakové liatie postupy zahŕňajú použitie najlepších surovín a vlastných možností, aby ste dosiahli vynikajúce výsledky, keď si od nás objednávate hromadne. Viac informácií nájdete na našej webovej stránke.

Záver

Zinok a hliník majú odlišné vlastnosti, vďaka ktorým sú vhodné na rôzne aplikácie. Zinok ponúka výhody, ako je vysoká hustota, odolnosť proti korózii a nízky bod topenia, zatiaľ čo hliník poskytuje nízku hmotnosť, vysokú pevnosť a vynikajúcu tepelnú vodivosť. Pochopenie týchto rozdielov umožňuje informovaný výber materiálov v rôznych odvetviach a projektoch.

často kladené otázky

Sú zinkové tlakové odliatky pevnejšie ako hliníkové?

Diely na tlakové odlievanie zinku vykazujú väčšiu pevnosť v porovnaní s tlakovým odlievaním hliníka. Odborníci tvrdia, že tlakové liatie zinku prevyšuje pevnosťou niekoľko bežných neželezných zliatin. Uvádza sa, že zliatiny zinku sú 2,5-krát pevnejšie ako tlakové liatie hliníka.

 Aké sú parametre, ktoré odlišujú hliníkové a zinkové odliatky?

Hmotnosť, odolnosť proti korózii, teplota topenia a tepelná vodivosť odlišujú tieto dva odliatky. Zinkový odliatok sa vyznačuje vyššou hmotnosťou, nižším bodom topenia, vynikajúcou odolnosťou proti korózii a lepšou tepelnou vodivosťou v porovnaní s ostatnými.

 Čo je odolnejšie voči korózii: zinok alebo hliník?

Časti odlievané pod tlakom vykazujú nižšiu odolnosť proti korózii ako zinkové odliatky, aj keď sa to môže líšiť v závislosti od úrovne pH. Napríklad v alkalických roztokoch s pH 11 je odolnosť hliníkového odliatku proti korózii ekvivalentná odolnosti zinku.