ZINKDRUCKGUSSLEGIERUNGEN
Physikalische Eigenschaften
Tabelle der wichtigsten physikalischen Eigenschaften
| Kurzbezeichnung Legierung | ZP3/ZP0400 | ZP5/ZP0410 | ZP2/ZP0430 | ZP8/ZP0810 |
| Spezifische Dichte bei 21°C [g/cm3] (keine Porosität) |
6.6 | 6.7 | 6.8 | 6.3 |
| Wärmeausdehnung bei 20-100°C [µm/m/°C] |
27.4 | 27.4 | 27.8 | 23.3 |
| Wärmeleitfähigkeit bei 70-140°C [ Wm-1°C-1] |
113.0 | 108.9 | 104.7 | 114.7 |
| Spezifische Wärmekapazität [J kg-1°C-1] bei 20-100°C |
418.7 | 418.7 | 418.7 | 435.4 |
| Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] | 27 | 26 | 25 | 27.7 |
| Elektrischer Widerstand bei 20°C [µOhm-cm] |
6.37 | 6.54 | 6.85 | 6.20 |
| Schmelztemperaturbereich [°C] | 381-387 | 380-386 | 379-390 | 375-404 |
Thermische und elektrische Leitfähigkeit
Sehr nützliche physikalische Eigenschaften der Zinkdruckgusslegierungen sind ihre gute Leitfähigkeit von Wärme und Elektrizität. Hierdurch sind sie z.B. für spezielle Bauteile, wie z. B. Kühlkörper sowie Gehäuse zur elektromagnetischen Abschirmung hervorragend geeignet.
Detailliertere Informationen zu diesem Anwendungsbereich finden Sie z. B. in:“A computer program for the design of simple heat sinks” by R. Bragg, N. Zhang and P.J.Heggs (UMIST) and F.Goodwin (ILZRO)
Schwingungsdämpfungseigenschaften
Im Niedrigfrequenzbereich sind die Schwingungsdämpfungseigenschaften von Zinkdruckgusslegierungen ausreichend gut, um als sogenannte “Hidamets” angesehen zu werden (d.h. als “high damping metals” (Metalle mit hoher Schwingungsdämpfungskapazität)).
Bauteile mit diesen besonderen Dämpfungseigenschaften werden bevorzugt im Automobilbereich im Fahrgastraum verwendet. Diese Bauteile tragen dazu bei ein für den Menschen angenehmes Fahrgeräusch und –empfinden zu vermitteln.
Für weitere Informationen zu diesem Thema, konsultieren Sie bitte Zink-Aluminium-Legierungen mit hoher Schwingungdämpfungskapazität.
Mass- und Formbeständigkeit
Wie auch bei anderen Werkstoffen verändern Zinkdruckgusskomponenten nach dem Giessen im geringen Umfang ihre Abmessungen aufgrund durch altersbedingte Schrumpfung.
In den meisten Fällen liegen die Veränderungen innerhalb der Toleranzgrenzen und können vernachlässigt werden. Weitere Infos diesbezüglich sind im entsprechenden VDG-Merkblatt XXXX vermerkt.
Bei Zinkdruckgussteilen mit hohen Anforderungen an Toleranzen und Maßhaltigkeit, kann es jedoch erforderlich sein, diese geringen altersbedingten Maßveränderungen in Betracht zu ziehen.
Langfristige Daten zur Schwindung für ZP3/ZP0400, ZP5/ZP0410 and ZP8/ZP0810
Das Ausmaß der Schwindung, das nach dem Gießen auftritt, wird durch die Abkühlgeschwindigkeit nachhaltig beeinflusst, die sowohl in der Druckgussform als auch unmittelbar nach dem Auswerfen aus der Form auf das Gussteil einwirkt.
Fazit: Je schneller die Erstarrung der Legierung, desto größer das Ausmaß der Schwindung, mit der nach dem Gießen gerechnet werden muss.
Demzufolge kann die größte nachgelagerte Schwindung von einem dünnwandigen Gussteil erwartet werden, welches unmittelbar nach dem Auswerfen in kaltem Wasser abgeschreckt worden ist. So kommt es, dass ein Gussteil, welches direkt nach dem Giessen im kalten Wasser abgeschreckt und sofort vermessen wird, etwas größere Maße aufweist, als ein identisch langsam an Luft abgekühltes Bauteil.
Diese Auswirkung wird nachstehend grafisch illustriert.
Die Auswirkung der Abkühlungsbedingungen bei Zinkdruckgusskomponenten auf die altersbedingte Maßänderung.(DG-Teil in ZP5/ZP0410)
Es wird deutlich, dass die Endmaße eines Bauteils unabhängig von der Art und Weise sowie der Geschwindigkeit der Abkühlung zu demselben Wert tendieren.
Können nachgelagerte dimensionelle Veränderungen wie diese nicht toleriert werden, gibt es die Möglichkeit, sie durch eine entsprechende Wärmebehandlung (Tempern) zu beschleunigen und damit die Bauteile maßlich zu stabilisieren:
3 bis 6 Stunden bei 100°C
oder 5 bis 10 Stunden bei 85°C
oder 10 bis 20 Stunden bei 70°C
Die folgende Tabelle gibt die Maßbeständigkeit nach erfolgter Wärmebehandlung an.
Maßbeständigkeit nach Stabilisierung
| Massänderung (Kontraktion) in % | |||
| ZP3/ZP0400 | ZP5/ZP0410 | ZP2/ZP0430 | |
| 5 Wochen | 0.02 | 0.021 | 0.022 |
| 3 Monate | 0.03 | 0.026 | 0.026 |
| 2 Jahre | 0.03 | 0.037 | 0.037 |
Referenzn 7, Referenzn 9 and Referenzn 10
Entflammbarkeit
Alle Zinkdruckgusslegierungen, die in dieser Veröffentlichung berücksichtigt werden, können als nicht-entflammbar angesehen werden.
Sie entsprechen den Grenzen, die in der EU-Norm (EN 123463-1:2001 “Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Grundlagen und Anforderungen”) spezifiziert sind, d.h. sie beinhalten zusammengerechnet weniger als 15 % Aluminium, Magnesium, Titan und Zirkonium, und jeweils nicht mehr als 6 % Magnesium, Titan oder Zirkonium.
Funkenschlagbildung in Kontakt mit gleichen oder anderen Werkstoffen ist für die Zinklegierungen nicht bekannt.