Een technische handleiding over metalen voor spuitgieten en de selectie ervan.

Spuitgietmetalen

Magnesium, aluminium en zink zijn de belangrijkste metalen voor spuitgieten, maar ook brons, koper en enkele andere materialen worden gebruikt. Magnesium is gunstig vanwege het lage gewicht en de trillingsdemping; aluminiumlegeringen hebben de voorkeur vanwege hun goede corrosiebestendigheid en sterkte; en zink is geschikt voor het gieten van kleine, gedetailleerde en dunwandige onderdelen.

Die Casting Het maakt de productie van complexe componenten in grote volumes mogelijk met behoud van herhaalbaarheid en kostenefficiëntie. Het spuitgieten van ferrometalen kan echter een uitdaging vormen vanwege hun hoge smeltpunten, wat leidt tot snelle slijtage van de matrijs.

Elektronische frames, instrumentenpanelen, wielframes en gereedschapskasten worden gegoten uit magnesiumlegeringen omdat ze een laag gewicht en structurele ondersteuning vereisen. Aluminium spuitgieten wordt gebruikt voor de productie van motorblokken, motorbehuizingen, koelplaten, transmissiebehuizingen en vele andere componenten. Zink wordt gebruikt voor deurklinken, sanitaironderdelen, kleponderdelen, auto-onderdelen, enzovoort.

Laten we de metalen voor spuitgieten eens nader bekijken, met aandacht voor hun gieteigenschappen, beperkingen, toepassingen en hoe u een weloverwogen keuze kunt maken bij de materiaalkeuze voor spuitgieten.

Magnesiumlegeringen voor spuitgieten 

Magnesium spuitgietlegeringen

Magnesium is een constructiemetaal dat bekend staat om zijn lichte gewicht en duurzaamheid. Het heeft een dichtheid van 1.74 g/cm³, wat 35% lichter is dan aluminium.1Daarom worden magnesiumlegeringen gebruikt bij het spuitgieten van metalen onderdelen die een hoge stijfheid-gewichtsverhouding en trillingsdemping vereisen. 

Door hun lage smeltpunt en goede vloeibaarheid zijn magnesiumlegeringen gemakkelijk te gieten, maar hun reactiviteit met zuurstof vereist strikte procescontrole. 

Magnesium-AZ91D

AZ91D is de meest voorkomende legering in magnesium spuitgieten, dat bestaat uit ongeveer 90% magnesium, 8.3 tot 9.7% aluminium, tot 1% zink, samen met andere metalen (mangaan, silicium, koper) in kleinere hoeveelheden. 

De warmkamer-spuitgietmethode is geschikt voor AZ91D. Deze methode heeft een lage neiging tot scheuren bij hoge temperaturen en biedt een snelle cyclustijd. Bovendien zijn gegoten onderdelen van AZ91D beter bestand tegen corrosie dan onderdelen van andere magnesiumlegeringen.

toepassingen: Autotransmissiebehuizingen, nokkenasdeksels, stuurkolombeugels, laptopbehuizingen, interne frames voor smartphones.

Magnesium AM60

Het belangrijkste verschil tussen AM60 en AZ1D is het aluminiumgehalte. Het bevat minder dan 6% aluminium, wat gebruikelijk is bij HPDC (High Pressure Descent Conduction), en kan ook door middel van persgieten worden verwerkt om aan specifieke prestatie-eisen te voldoen.2Een lager aluminiumgehalte verbetert de ductiliteit, slagvastheid en rekbaarheid.

toepassingen: IP-balken, autostoelframes, instrumentenpanelen en interieurstructuren van auto's.

Gespecialiseerde magnesiumlegeringen 

Andere magnesiumlegeringen voor spuitgieten zijn onder andere: AS41B, AE42 en ZK60A. Sommige van deze materialen bevatten zeldzame aardmetalen en zijn ontworpen voor specifieke prestaties. Zo bevat AE42 bijvoorbeeld cerium, neodymium en lanthaan in kleine hoeveelheden (~2-2.5%). Hierdoor nemen de temperatuurbestendigheid en kruipweerstand aanzienlijk toe. 

toepassingen: Onderdelen van de AS41-motor, componenten van de automatische transmissie, voorste motorsteun, onderdelen van de vliegtuigrembehuizing en het landingsgestel, en raketframes.

Aluminium spuitgietlegeringen

Aluminium spuitgietlegeringen

Aluminiumlegeringen behoren tot de lichtgewicht spuitgietmetalen, wat sterkte, geleidbaarheid, corrosiebestendigheid en goede EMI- en RFI-afscherming biedt. Hoewel de legeringen een relatief hoger smeltpunt hebben (~ 660 ° C) dan die van Mg en Zn, kunnen complexe componenten worden gegoten met behulp van de koudkamergiettechniek. 

Wanneer gesmolten aluminium in de matrijs stroomt en stolt, vormen zich dendritische structuren die de sterkte en vervormbaarheid van de gegoten onderdelen verbeteren.

Laten we vervolgens de meest voorkomende aluminium spuitgietlegeringen bespreken onder ASTM, EN AC en JIS normen.

• ASTM: A380, A360, A383 
• EN AC: AC 46100, AC 46500
• JIS: ADC 10 en ADC 12 

Aluminium 380 (A380)

A380 is een algemene aluminiumlegering voor gietvormen die een goede balans biedt tussen gietbaarheid, sterkte en ductiliteit, samen met uitstekende corrosiebestendigheid, slijtvastheid en lasbaarheid. Het is een goede keuze voor het gieten van precisieonderdelen voor gebruik in veeleisende omgevingen.

toepassingen: Behuizingen van elektrisch gereedschap, elektronische behuizingen, versnellingsbakken, motorsteunen en -beugels, en onderdelen voor huishoudelijke apparaten.

Aluminium 360 (A360)

Het hogere siliciumgehalte en het zeer lage kopergehalte in de samenstelling van A360 verbeteren de vloeibaarheid en verminderen brosheid bij hoge temperaturen. Het biedt corrosiebestendigheid in buiten- en maritieme omgevingen. A360 is echter duurder dan de A380-legering. Daarnaast kan de A360-legering worden gegoten in complexe, dunwandige vormen die minder gevoelig zijn voor scheuren bij hoge temperaturen.

toepassingen: Behuizingen voor hydraulische systemen, scheepsonderdelen, ophangingscomponenten en verdeelstukken voor de automobielindustrie, kleppen voor chemische processen en behuizingen voor radarapparatuur.

Aluminium 413 (A 413)

Aluminium 413 heeft een hoger siliciumgehalte (~12%) dan A380 en A360. Het biedt de beste vloeibaarheid en vormvulling, waardoor het ideaal is voor het gieten van mechanische onderdelen die drukdichtheid en ultradunne wanden vereisen. De mechanische sterkte is echter wel minder. 

toepassingen: Hydraulische cilinders, pneumatische componenten, drukvaten, hoogwaardige koelers, compacte behuizingen en apparatuur voor de voedselverwerking. 

Aluminium 383 (A 383)

Aluminium A383 bevat 9.5–11.5% Si, 2-3% Cu en ≤1.3% Fe, samen met andere legeringselementen in kleine hoeveelheden. Het biedt uitstekende matrijsvulling, weerstand tegen warmscheuren, dimensionale stabiliteit en een betere corrosiebestendigheid dan A380. U kunt het gebruiken voor het gieten van onderdelen met een hoge lengte-dikteverhouding.

toepassingen: Behuizingen voor elektronica- en communicatieapparatuur, autobeugels, cilinderkopdeksels, sensorbehuizingen en algemene industriële gietstukken.

AC 46100

AC 46100 gietstaal biedt een goede balans tussen hardheid, sterkte en lasbaarheid. De samenstelling bestaat voornamelijk uit ~12% silicium en ~1.5-2.5% koper als legeringselementen. Het wordt gebruikt in de automobielindustrie en de productie van industriële machines. 

Lagere smeltpunten bevorderen kortere gietcycli, maar ze zijn niet geschikt voor corrosieve omstandigheden en hoge temperaturen, met name boven de 200 °C. 

toepassingen: Aandrijflijncomponenten, cilinderkoppen van motoren en industriële vloeistofleidingen.

AC 46500

Deze Europese standaard aluminiumlegering is vergelijkbaar met de A380 Het wordt veelvuldig gebruikt voor het spuitgieten van sterke en lichtgewicht onderdelen, waaronder componenten voor de lucht- en ruimtevaart en elektrische apparatuur.

ADC-10 

ADC staat voor Aluminium Die Casting, en ADC 10 is zeer populair in de maakindustrie in heel Azië. Het wordt beschouwd als een nauwe equivalent van de A380 (ASTM) en AC-46500 (EN AC) normen [3ADC bevat tot 9.5% silicium en biedt een evenwichtige combinatie van mechanische eigenschappen, structurele sterkte en bewerkbaarheid.

ADC-12 

ADC 12 (vrijwel gelijk aan A 383Deze legering heeft een iets hoger siliciumgehalte (tot 12%). Het heeft een hoger smeltpunt en een grotere weerstand tegen scheuren. Deze legering kan worden gebruikt voor het gieten van dunwandige en complexe onderdelen. 

ADC 12 is een betere optie als je een iets hogere sterkte nodig hebt, terwijl ADC 10 uitblinkt bij het nauwkeurig vullen van de matrijs.

Zinkspuitgietlegeringen 

Zinkspuitgietonderdelen

Zink is een ander metaal met een laag smeltpunt (420 ° C) met een hoge vloeibaarheid in gesmolten toestand, waardoor het door middel van spuitgieten in complexe vormen kan worden gegoten. Zinklegeringen, waaronder Zamak 2, 3, 5 en 7, worden gebruikt voor de productie van industriële componenten, waarbij een balans tussen sterkte, taaiheid en geleidbaarheid vereist is. Zinklegeringen worden echter beschouwd als minder geschikte metalen voor spuitgieten (ρ = 6.6–7.0 g/cm³) en behouden hun oorspronkelijke mechanische eigenschappen niet boven een bepaalde temperatuur. 100 ° C. 

Zamak 2 

De Zamak 2-legering bestaat uit 3.7-4.3% aluminium en 2.7-3.3% koper als belangrijkste legeringselementen, samen met magnesium, ijzer en andere elementen in kleinere hoeveelheden. De legering heeft een hoge sterkte, ductiliteit, goede hardheid en rekbaarheid. De brosheid en krimp op lange termijn zijn echter minder geschikt.

toepassingen: Kleine, gedetailleerde onderdelen met een hoogwaardige afwerking en precisie, zoals kleine tandwielen, nokken, motoreindkappen, prototypen voor stempelmatrijzen, gereedschapsinzetstukken, verlichtingsarmaturen en onderdelen voor handgereedschap. 

Zamak 3 

Het belangrijkste verschil met Zamak 2 is dat Zamak 3 een lager kopergehalte heeft (Cu ≤0.25%), wat de eigenschappen bij langdurig gebruik beïnvloedt. Zamak 3 is een veelgebruikte legering in de industrie en biedt dimensionale stabiliteit, uitstekende gietbaarheid, gemakkelijke afwerking en is bovendien goedkoper.

toepassingen: Behuizingen voor apparaten, bevestigingsmateriaal, plafondventilatoren, decoratieve artikelen, sanitaironderdelen en elektrische onderdelen.

Zamak 4 

Zamak 4 is een overgangslegering van zinkspuitgietmateriaal voor Zamak 3 en 5, die een kleine hoeveelheid koper bevat (~0.3 tot 0.5%).4Het behoudt de ductiliteit en verbetert de hardheid enigszins, zonder aan sterkte in te boeten. Bovendien heeft Zamak 4 een lager risico op vastkleven van de matrijs dan Zamak 3.

toepassingen: Kledingaccessoires, raamsloten, kleine elektrische schakelaars en decoratieve hardware. 

Zamak 5 

De samenstelling van Zamak 5 omvat ongeveer 4% aluminium, ongeveer 1% koper en tot 0.08% mangaan, samen met enkele andere kleine legeringselementen. Het is veelzijdig en biedt een hogere treksterkte en hardheid dan Zamak 3, maar de gietvloeibaarheid is iets minder. 

toepassingen: Tandwielen, autogordelmechanismen, scharnieren en beugels, scharniersluitingen en elektrische connectoren.

Zamak 7

Zamak 7 is een legering met een zeer nauwkeurige beheersing van onzuiverheden, bestaande uit 3.5–4.3% Al, ~0.1% Cu, < 0.02% Mg en een kleine hoeveelheid nikkel. Het materiaal biedt een hoge mechanische sterkte, een lage porositeit en een zeer hoge vloeibaarheid. Zamak 7 kan met uitstekende precisie worden gegoten tot dunwandige, complexe componenten.

toepassingen: Elektronische behuizingen, smartphonechassis, SFP- en QSFP-behuizingen, horlogeranden, elektrische buisfittingen en miniatuur pneumatische ventielen.

Probeer Prolean nu!

Andere metalen voor spuitgieten

Messing spuitgieten

Naast zink, aluminium en magnesium kunnen nog enkele andere legeringen als gietmetaal worden gebruikt, waaronder messing, brons, loodlegeringen en tinlegeringen. Deze worden echter minder vaak toegepast in de spuitgietindustrie. 

Koperlegeringen (messing en brons)

Messing bevat 60-85% koper en zink als belangrijkste legeringselementen. Je kunt ook silicium en mangaanbrons spuitgieten.

Loodlegeringen

Deze materialen zijn samengesteld met tin en antimoon als belangrijkste legeringselementen en kunnen worden gegoten tot fijn gedetailleerde onderdelen, zoals stralingsafschermende componenten, decoratieve voorwerpen en geluidsdempende inzetstukken.

Tin legeringen

Tinlegeringen behoren tot de laagsmeltende gietmetalen en kunnen met fijne details en afwerking worden gegoten. Denk bijvoorbeeld aan decoratieve voorwerpen en ornamenten.

Probeer Prolean nu!

Hoe kies ik het juiste spuitgietmetaal voor mijn project?

Vergelijking van metalen voor spuitgieten

Het juiste metaal/de juiste legering voor spuitgieten hangt voornamelijk af van het onderdeel/product dat u maakt en de uiteindelijke eisen. Het smeltpunt, de gietbaarheid en de gebruikte gereedschappen spelen ook een belangrijke rol bij de materiaalkeuze.

Laten we eens kijken naar de belangrijkste overwegingen bij het kiezen van het juiste metaal voor uw spuitgietproject. 

1. Bepaal uw vereisten

Bepaal eerst de eigenschappen van het onderdeel of product dat u gaat gieten. Denk hierbij aan gewicht, mechanische sterkte, rek, taaiheid, hardheid en elektrische en thermische geleidbaarheid. 

2. Bedrijfsomstandigheden

Houd rekening met de bedrijfsomstandigheden waaronder de gegoten onderdelen zullen worden gebruikt, zoals thermische belasting, vochtigheid, corrosieve omgevingen en zware belastingen. 

3. Beoordeel de complexiteit van het ontwerp

Beoordeel de complexiteit van het onderdeel, inclusief wanddikte, scherpe hoeken, holtes, wandovergangen en toleranties. Sommige legeringen hebben een uitstekende vloeibaarheid en kunnen in ingewikkelde vormen met fijne details worden gegoten.

4. Gereedschap en methode van spuitgieten

Bij de keuze van de matrijs is het belangrijk te bepalen of het gekozen metaal compatibel is met het matrijsmateriaal en hoeveel cycli het kan doorstaan. Daarnaast moet je overwegen of je beschikt over koud- of warmkamer-spuitgietapparatuur en of je werkt met lagedruk- of hogedrukspuitgietapparatuur.

5. Materiaalkosten

Rechtvaardigt uw budget de grondstofkosten van het door u gekozen metaal? Vaak wordt dit ook beïnvloed door het productievolume. U kunt de prijzen per onderdeel voor de materialen op uw shortlist analyseren. 

6. Afwerkings- en nabewerkingsvereisten 

Houd rekening met de afwerking van het gietstuk en de vereisten voor de nabewerking. Aluminiumlegeringen hebben mogelijk een chroomlaag of andere coating nodig voor corrosiegevoelige omstandigheden, terwijl koper een hogere weerstand kan bieden zonder secundaire coating.

Vervolgens kunt u het volgende stroomschema als basisreferentie gebruiken bij het selecteren van het spuitgietmateriaal.

Metaalselectie voor spuitgieten

Bovenstaand beslissingsschema dient als leidraad voor het selecteren van een metaal voor spuitgieten door prioriteit te geven aan de eisen van het onderdeel.

• Als gewicht cruciaal is (dunne wanden, minimale massa is het belangrijkst) → Magnesium
• Onderdelen in grote volumes met hoge precisie. → zink- of ZA-legeringen
• Als slijtvastheid, hardheid of elektrische/thermische geleidbaarheid prioriteit hebben→ Koper of Cu-legeringen. 
• Anders (standaardkeuze) → Aluminiumlegeringen

Stuur uw spuitgietontwerp op voor een door een ingenieur beoordeelde offerte. 

Het succes van uw spuitgietproject hangt sterk af van de vraag of het gekozen materiaal het meest geschikt is voor de ontworpen onderdelen en de uiteindelijke eisen. Daarom gieten wij bij ProleanTech niet alleen gebruiksklare of montageklare onderdelen, maar helpen onze ingenieurs u ook bij de materiaalkeuze. 

Voor spuitgieten beschikken we over een eigen productielijn en kwaliteitscontrolefaciliteit. spuitgieten service Wij verzorgen alles, van gereedschapsproductie tot nabewerking en oppervlaktebehandeling. 

Als uw ontwerp klaar is, upload dan uw CAD-bestand en ontvang een door een engineer beoordeelde offerte met DFM-feedback.