ZINKDRUCKGUSSLEGIERUNGEN

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Spezifikationen der Legierungen

Es gibt  insgesamt vier bekannte Zinklegierungen, die im Warmkammerdruckgussverfahren verarbeitet werden und die in der Europäischen Norm EN12844 für Zinkgussstücke  („Zink und Zinklegierungen – Gussstücke – Spezifikationen“) näher spezifiziert sind.

Alle vier basieren auf dem Zink-Aluminium-Mehrstoffsystem.

Die Legierungen ZP5/ZP0410 (ZnAl4Cu1) und ZP3/ZP0400 (ZnAl4) werden davon weltweit mit Abstand am häufigsten eingesetzt.

In Deutschland wird zusätzlich auch ZP2/ZP0430 bei mechanisch anspruchsvolleren Gussteilen verwendet.

Die chemische Zusammensetzung von Gussteilen, die aus diesen vier Legierungen hergestellt werden, ist in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Es ist zu beachten, dass es sich hierbei ausschließlich  um die chemische Zusammensetzung für die entsprechenden Gussteile handelt.

Die spezifischen Angaben für die Legierungen, aus denen die Gussteile hergestellt werden, finden sich in der EN-Norm „EN 1774 Zink und Zinklegierungen – Gusslegierungen – In Blockform und in flüssiger Form“.

EN 12844 Zink und Zink-Legierungen – Gussstücke – Spezifikationen

Kurzbezeichnung ZP3 ZP5 ZP2 ZP8
Nummer der Legierung ZP0400 ZP0410 ZP0430 ZP0810
Symbol der Legierung ZnAl4 ZnAl4Cu1 ZnAl4Cu3 ZnAl8Cu1
Aluminium % Max. 4.3

3.7

4.3

3.7

4.3

3.7

8.8

8.0

Min.
Kupfer % Max. 0.1

 

1.2

0.7

3.3

2.7

1.3

0.8

Min.
Magnesium % Max. 0.05

0.025

0.05

0.025

0.05

0.025

0.03

0.015

Min.
Blei % Max. 0.005 0.005 0.005 0.006
Cadmium % Max. 0.005 0.005 0.005 0.006
Zinn % Max. 0.002 0.002 0.002 0.003
Eisen % Max. 0.05 0.05 0.05 0.06
Nickel % Max. 0.02 0.02 0.02 0.02
Silizium % Max. 0.03 0.03 0.03 0.045
Zink Restwert Restwert Restwert Restwert

Fußnote 1

Die einzelnen Legierungselemente sowie die Einhaltung und Kontrolle der angegebenen Gehalte der Elemente in der Legierung sind von großer Bedeutung.

Die Legierungselemente Zink, Aluminium und Kupfer, ergeben je nach Kombination der chemischen Zusammensetzung bestimmte  mechanische und physikalische Eigenschaften, die für verschiedene Anwendungen von Vorteil sind.

Die Legierungen ZP2/ZP0430, ZP5/ZP0410 und ZP8/ZP0810 basieren auf Zink, Kupfer und Aluminium mit unterschiedlichen Anteilen.

Sowohl Aluminium als auch Kupfer in den angegeben Grenzen erhöhen die Festigkeit und die Härte der Zinklegierung.

ZP3/ZP0400, ist grundsätzlich eine binäre Zink-Aluminium Legierung, die sich nur aus Zink und Aluminium zusammensetzt.

Diese Legierung wird vorrangig im englischsprachigen und asiatischen Raum eingesetzt.

Zusätzlich zur Verbesserung der Festigkeit hat der Aluminium-Anteil in den Zinkdruckgusslegierungen eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft:

Bei Temperaturen unterhalb von 450°C reduziert Aluminium die Reaktivität eisenhaltiger Materialien im Kontakt mit der flüssigen Schmelze drastisch.

Dadurch sind alle Zink-Aluminium-Legierungen mit einer Gießtemperatur unterhalb von 450°C, im schnellen und hochproduktiven Warmkammerdruckgussverfahren verarbeitbar.

Bereits sehr geringe Mengen der Elemente Blei, Kadmium und Zinn führen zu interkristalliner (bzw. intergranulare) Korrosion. In Gegenwart dieser Verunreinigungen wird der Prozess der interkristallinen Korrosion in einer warmen und feuchten Umgebung beschleunigt.

Aus diesen Gründen ist es absolut erforderlich, dass die Gehalte von Blei, Kadmium und Zinn in der Legierung so niedrig wie möglich auf jeden Fall aber innerhalb der in der Norm festgelegten Gehalte eingestellt werden.

Eisen und Nickel bilden zusammen mit Aluminium sehr harte intermetallische Verbindungen und können so zu Problemen bei der nachfolgenden Bearbeitung und Oberflächenbeschichtung der Druckgussteile führen.

Falls Eisen und Nickel in größeren Gehalten vorhanden sind, können sie die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflussen. Das kann sich insbesondere bei der Schlagarbeit und der Bruchdehnung bemerkbar machen.

Aus diesem Grund werden die Anteile dieser Elemente gering gehalten und vom Legierungshersteller streng kontrolliert.

Fußnote 2

Aktuelle äquivalente nationale und internationale Standards

Warmkammerdruckgusslegierungen mit fast identischen chemischen Zusammensetzungen, wie die der Legierungen die der EN-Norm EN 12844, werden auch außerhalb der Europäischen Union (EU) genutzt.

Die bedeutendsten Normen und deren Spezifikationen werden in der nachstehenden Tabelle aufgelistet.

Falls es erforderlich sein sollte, kann jede der entsprechenden Spezifikationen als Ersatz der Legierungen nach EN 12844 genutzt werden.

EN 12844 (Kurzbezeichnung) ZP3 ZP5 ZP2 ZP8
USA

ASTM B240/B669

AG40A AG41A AC43A ZA8
USA

SAE

903 925 921
Japan

JIS(H5301)

ZDC-2 ZDC-1
ISO (Internationale Organisation für Standardisierung)

H5301

   
Vereinheitlichtes Nummerierungssystem Z33520 Z35531 Z35541 Z35636

Fußnote 1 and Fußnote 3

Entsprechende nationale Normen in verschiedenen europäischen Ländern vor 1998

Vor 1998 existierte in Europa eine Vielzahl unterschiedlicher nationaler Normen für Zinkdruckgussteile.

Die nachstehende Tabelle gibt Auskunft, wenn Bemusterungen und Zeichnungen von Zinkdruckgussteilen aus der Zeit vor 1998 aktualisiert werden sollen.

  ZP3 ZP5 ZP2 ZP8
Frankreich

NF A55-010

Z-A4 Z-A4U1 Z-A4U3 Z-AEJ1
Deutschland

DIN 1743-2

Z400 Z410 Z430
Italien
UNI3717/UNI9406
G-ZnAl4 G-ZnAl4Cu1 G-ZnAlC3 G-ZnAl8Cu1
Norwegen

No.18930

ZnAl4 ZnAl4Cu1
Portugal

NT1632/31

FZnAl4Mg FZnAl4Cu1Mg
Spanien

UNE 37302-88

ZnAl4 ZnAl4Cu1 ZnAl4Cu3
Schweden

SIS147020

ZnAl4 ZnAl4Cu1
Großbritannien

BS1004

Alloy A Alloy B

Fußnote 1

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