Zinkgjutning — pressgjutning av zink och zinklegeringar

Varmkammare och kallkammare vid pressgjutning

Pressgjutning av zink utförs i varmkammare. I denna konfiguration är smältugnen integrerad i maskinen. Metallen hålls därmed flytande i direkt anslutning till gjutningen utan separat överföring från en annan ugn.

Kallkammare skiljer sig genom att smältningen sker i en fristående ugn. Metallen överförs därefter till maskinen för formfyllning. Valet av kammartyp styrs av materialets egenskaper och hur processen ska hanteras.

Traficator International AB sourcar och kvalificerar leverantörer som använder varmkammare för zink. Företaget tar helhetsansvar för kvalitet och leverans från leverantörer i Europa och Asien. Verksamheten har pågått sedan 1980-talet med ISO 9001 som grund.

Se mer om pressgjutning för olika material för att jämföra med andra legeringar.

De fyra faserna i pressgjutningsprocessen

Pressgjutningsprocessen är indelad i fyra faser som utförs i sekvens. Den första fasen består av långsam metallförflyttning genom fyllkammaren. Detta steg förbereder metallen inför formfyllningen.

Den andra fasen är formfyllningen där metallen pressas in i verktyget. Därefter följer eftermatningen under högt tryck. Detta steg kompenserar för krympningen som uppstår när metallen stelnar.

Den fjärde fasen är utstötningen. Den gjutna komponenten tas ut ur verktyget. Varje fas bidrar till att uppnå en jämn kvalitet i de gjutna detaljerna.

• Långsam metallförflyttning genom fyllkammaren
• Formfyllning
• Eftermatning under högt tryck
• Utstötning av komponenten

Processen kräver noggrann styrning i varje steg för att undvika defekter. Leverantörer som Traficator samarbetar med har erfarenhet av att hantera dessa faser för zink.

Verktygstemperatur, cykeltider och möjlig godstjocklek

Verktygstemperaturen hålls mellan 180 och 220 grader Celsius. Uppvärmningen kan ske med hetvatten eller olja. Efter formfyllningen tas komponenten ut vid en temperatur mellan 300 och 500 grader Celsius.

Cykeltiden för hela processen varierar. För små detaljer kan den vara under en sekund. För större detaljer kan den uppgå till omkring tre minuter.

Den möjliga godstjockleken går ner till 1 till 2 millimeter. Tunnare konstruktioner kräver ofta en högre verktygstemperatur för att säkerställa att metallen flyter korrekt i formen.

Pressgjutning ger hög dimensionsnoggrannhet och en fin yta. Detta innebär litet efterbearbetningsbehov och låg kassation. Metoden har dock nackdelar som hög investering i verktyg och känslighet för verktygets temperaturbalans. Termisk utmattning och krakelering av verktyget är risker som måste hanteras.

Traficator International AB tar helhetsansvar för dessa processer hos sina leverantörer. De svarar på offertförfrågningar inom 24 timmar utan kostnader under utvärderingsfasen. bearbetning efter gjutning är en tjänst som ofta kombineras med pressgjutning.

Mer om gjutgods finns att läsa under metallgjutgods i olika material.

Uppgifterna om pressgjutningsprocessen bygger på Gjuterihandboken via Metallkompetens (metallkompetens.se), en kunskapsplattform från Jernkontoret, Svenska Gjuteriföreningen och Svenskt Aluminium.

Zink jämfört med aluminium

Zink är ett av de mest använda materialen inom pressgjutning men underskattas ofta jämfört med aluminium. För rätt tillämpning har zink fördelar på flera parametrar.

Zinkens låga smältpunkt belastar formarna mindre. En verktygsform för zink håller 500 000–1 000 000 skott jämfört med 100 000–200 000 för aluminium. Det ger lägre kapitalkostnad per detalj vid stora serier.

Zink fyller formen mer fullständigt tack vare sin höga flytbarhet. Ytjämnheten direkt ur form är ofta Ra 0,8–1,6 µm vilket minskar eller eliminerar behovet av efterbearbetning. Zinkdetaljer håller toleranser ner till ±0,05 mm utan bearbetning. Materialet lämpar sig för tunnväggiga detaljer med minsta väggtjocklek ca 0,5 mm mot 1,0–1,5 mm för aluminium.

Zink fäster bättre vid elektroplätering med nickel, krom eller koppar. Det gör det populärt för synliga detaljer med dekorativ finish.

Samtidigt väger zink 2,4 gånger mer än aluminium. Vid viktoptimering är aluminium eller magnesium bättre val. Zamak-legeringar börjar förlora styrka vid ca 100 °C. Detaljer nära motorer, avgassystem eller i högtemperaturmiljöer bör använda aluminium eller mässing. Zink kan krypa vid konstant last och förhöjd temperatur över lång tid.

Välj zink om volymen överstiger 50 000 stycken per år, vikten är sekundär, dekorativ ytfinish krävs, tight tolerans utan bearbetning eller tunnväggig komplex geometri. Välj aluminium om vikten är kritisk, temperaturen överstiger 100 °C, korrosionsmiljö utan ytbehandling eller för stor detalj med låg densitetskrav.

Materialegenskaper för zinklegeringar

Zink används vanligen i legeringarna Zamak 3, Zamak 5 och ZA-8. Jämfört med aluminium ADC12 har zinklegeringarna följande karakteristika:

Zink är tyngre än aluminium men har lägre smältpunkt. Det innebär kortare cykeltider och lägre energiåtgång i pressgjutningsprocessen.

Typiska tillämpningar

Zinkgjutning är vanligt inom flera branscher.

• Fordon: dörrhandtag, spännen, reglageknappar
• Elektronik: kontakter, höljen, fästen
• Lås och beslag: cylindrar, handtag, gångjärn
• Medicinsk utrustning: instrument och höljen med krav på ytfinish
• Konsumentprodukter: dragkedjehuvuden, bältespännen, smycken