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ダイカストは、設計が複雑で精度が要求され、大量生産される部品の製造に適した製造技術です。この技術は金属と互換性があり、一般的な選択肢は亜鉛、マグネシウム、アルミニウムです。これらのさまざまな材料の中で、金属製造において最も一般的に比較されるのは亜鉛ダイカストとアルミニウムダイカストです。
どちらの材料にも、独自の固有の特性と用途があります。ただし、このプロセスによりこれらの特性がさらに強化されます。したがって、ダイカストとそれが材料に及ぼす影響を理解することが不可欠です。この記事では、アルミダイカストと亜鉛ダイカストを比較し、それぞれの理解と正しい使い方について説明します。
大量生産に適しています。
生産コストの削減。
優れた表面品質により、表面処理費用を削減します。
アルミ合金に比べて金型コストが安くなります。
優れた流動性と高い機械的強度を備えています。
製品寸法精度の向上。
最小壁厚は 0.5mm まで薄くすることができます。
亜鉛合金ダイカストの金型寿命が長くなります。
亜鉛合金ダイカストは、3C製品（コンピュータ、通信、家庭用電化製品）、ハードウェア、自動車部品、自転車部品など、さまざまな用途に広く使用されています。
重さは鋼鉄の1/3と軽量です。
さまざまな合金添加剤、圧延、鍛造、さまざまなレベルの熱処理によって高強度が実現され、HB250 から HB1670 までの強度を持つさまざまなアルミニウム合金製品が製造されます。
耐食性。
高い電気伝導性と熱伝導性。
環境にやさしい。
極寒条件下で炭素鋼に影響を与える脆性がなく、低温にも耐えます。
アルミニウム合金は、電化製品、冷却システム、家庭用ハードウェア、食品容器 (アルミニウム缶、軟包装)、輸送車両などに一般的に使用されています。
亜鉛合金2#、 各種亜鉛合金（低アルミニウム）の中で最高の硬度と強度を持っています。より高い銅含有量 (3%) が含まれており、これにより寸法膨張 (20 年間で 1 mm あたり 0.0014 mm)、伸びの低下、衝撃強度などの特性が時間の経過とともに変化します。亜鉛合金 3# および 5# と比較して、2# は耐クリープ性 (高温応力下での変形) と耐摩耗性に優れ、時効が経っても高い強度と硬度を維持します。金型や射出成形ツールを作成するための重力鋳造にも使用されます。
亜鉛合金は、物理的特性と機械的特性のバランスをとるために、ダイカストにおいて常に好まれる材料です。優れた鋳造性と寸法安定性により、亜鉛合金ダイカスト製品の70％以上に3#亜鉛合金が使用されています。この合金は、電気メッキ、塗装、クロメート処理に特に適しています。
亜鉛合金4# 銅含有量は 3# ～ 5# であり、同等の展性を維持しながら、特定の鋳造欠陥を 3# より効果的に低減します。
亜鉛合金5# 3# よりも硬くて強いですが、展性が低く、曲げや回転などのプロセスに影響を与える可能性があります。5# 亜鉛合金に 1% の銅を添加すると、その特性が変化し、3# よりも耐クリープ性が向上し、電気メッキ、機械加工、および一般的な表面処理に適しています。
亜鉛合金8# 重力鋳造用に開発されましたが、現在では高圧ダイカストで広く使用されています。3# および 5# 合金よりも高い硬度、強度、耐クリープ性を備え、電気メッキやその他の表面処理に適しています。したがって、3# と 5# の性能が要件を満たさない場合は、高強度と耐クリープ性を備えた 8# が代替選択肢となります。
ほとんどのアルミニウムおよびアルミニウム合金ダイカスト部品は電気めっき (亜鉛めっきやクロムめっきを含む) が可能ですが、技術プロセスは鋼鉄や銅または銅合金の電気めっきと比較すると多少複雑になる可能性がありますが、成熟しており、大量生産で広く使用されています。 。たとえば、自動車のホイールリムは、多くの場合、電気めっきされたアルミニウム合金ダイカスト部品です。中国は、電気メッキアルミニウムホイールリムの主要生産国であり、最大の輸出国となった。ダイカストアルミニウム合金には、特定の製品の構造上の問題により電気めっきにいくつかの課題があり、砂穴やシリコン含有量の高さなどの潜在的な問題が発生する可能性があります。
通常の状況では、アルミニウム合金ダイカスト部品は表面酸化を直接受けることで耐食性を向上させることができ、コスト効率が高くなります。電気めっきに使用する場合、コストは若干高くなりますが、同様の効果が得られると考えられます。アルミニウム合金ダイカスト部品は、延性が高いことで知られていますが、強度が比較的低いため、高荷重がかかる中構造部品に適しています。アルミニウム合金は密度が低く、硬度が異なります。
アルミニウム合金は、航空、航空宇宙、自動車、機械製造、造船、化学産業などのさまざまな業界で最も広く使用されている非鉄構造材料です。産業経済の急速な発展に伴い、溶接されたアルミニウム合金構造部品の需要が増加し、アルミニウム合金の溶接性に関する研究が深まりました。現在、アルミニウム合金が最も一般的に使用されている合金です。
アルミニウム合金ダイカスト部品の電気めっき機能に関して、アルミニウムへの電気めっきには多くの課題があることがよく知られています。アルミニウムは活性な化学的性質を持ち、電気化学的電位が低く、酸素との親和性が高く、酸化しやすいです。また、線膨張係数も高く、両性金属であるため、酸性環境でもアルカリ性環境でも不安定で、複雑な化学反応を引き起こします。密着性は、アルミニウムへの電気めっき (または化学めっき) の成功を決定する重要な問題です。アルミニウム表面の酸化皮膜は、酸やアルカリによる腐食によって除去された後、空気や水溶液の存在下で急速に再生します。
比較すると、亜鉛合金ダイカスト部品は一般に、アルミニウム合金ダイカスト部品よりも優れた電気めっき機能を備えています。亜鉛合金とアルミニウム合金のダイカスト部品の表面処理プロセスは多様であり、さまざまな業界で広く利用されています。各プロセスにはそれぞれ長所と短所があり、世界中のダイカスト金型メーカーや表面処理サプライヤーによって継続的な改善と革新が行われています。
亜鉛合金ダイカスト部品 優れた鋳造能力を備えており、複雑な形状や滑らかな表面仕上げの薄肉精密部品の製造が可能です。溶解およびダイカスト中に、亜鉛合金は鉄を吸収したり、金型を腐食したり、金型に付着したりすることはありません。これらは室温で良好な機械的特性と優れた耐摩耗性を示します。亜鉛合金は融点が約 385°C と低いため、溶解や鋳造が容易です。
アルミニウム合金と亜鉛合金はどちらも優れた耐食性を持っています。亜鉛合金はアルミニウム合金に比べて硬度と引張強度が高くなりますが、絶対的な境界はありません。それらの硬度は一般に非常に高く、良好な引張強度を備えています。主な違いはその組成にあり、亜鉛合金は主元素として亜鉛 (通常 85% 以上) を持ち、アルミニウム合金は主元素としてアルミニウム (通常 87% 以上) を持ちます。具体的な合金組成は合金の種類やブランドによって異なる場合がありますが、本質的には、アルミニウム合金が亜鉛をベースとして他の元素を組み込んでいるのと同様に、亜鉛合金には亜鉛に他の合金元素が添加されています。
亜鉛合金は融点が低く、流動性に優れており（薄肉部品の鋳造に適しています）、溶接、はんだ付けが容易で、プラスチック加工に適しています。これらは乾燥空気および大気条件下で耐食性があり、簡単にリサイクルでき、スクラップ材料として再溶解できます。ただし、クリープ強度が低く、自然な老化により寸法が変化する可能性があります。亜鉛合金はその製造方法により鋳造亜鉛合金と加工亜鉛合金に分類されます。生産量の点では、鋳造合金の方が変形合金の数を大幅に上回っています。
鋳造亜鉛合金は、1940 年に自動車産業に導入されて以来、広く使用されており、その生産量は急速に増加しています。亜鉛の総消費量の約 25% がこれらの合金の生産に割り当てられます。最も一般的に使用される合金シリーズは、Zn-Al-Cu-Mg シリーズです。アルミニウムは結晶粒構造を微細化し、亜鉛の強度と衝撃靱性を向上させ、鉄容器上の溶融亜鉛の腐食を大幅に軽減し、ダイカスト金型への鋳物の溶接や付着を防ぎ、ホットチャンバーでの亜鉛合金の製造を可能にします。ダイカストマシンの稼働率を向上させ、生産効率を向上させます。
銅は亜鉛合金の強度、硬度、耐食性を向上させますが、銅の含有量が過剰になると、時効後の合金の衝撃靱性や寸法安定性が低下する可能性があります。ダイカスト亜鉛合金の最大銅含有量は 1.25% ですが、大型の鋳物や高い寸法安定性が必要な場合は、一般に 1% 未満に抑えることが推奨されます。
亜鉛ダイカスト合金に含まれるマグネシウムは、材料の腐食を軽減し、鉛や錫などの不純物の悪影響を排除します。マグネシウム含有量は通常 0.01% ～ 0.08% ですが、一般に 0.05% を超えてはなりません。マグネシウム含有量が過剰になると、熱間脆性や鋳造の困難が生じる可能性があります。
一部の不純物は、亜鉛ダイカスト合金の性能に大きな影響を与えます。このため、鉄、鉛、カドミウム、錫などの不純物の含有量はそれぞれ0.005%、0.004%、0.003%、0.02%と厳しく制限されています。したがって、亜鉛合金ダイカスト材には純度99.99%以上の高純度亜鉛が推奨されます。
重力鋳造亜鉛合金は、砂型、石膏型、または硬い型で鋳造できます。これらの亜鉛合金は、典型的なダイカスト亜鉛合金の特性を備えているだけでなく、高強度、良好な鋳造性能、機械的特性に関する冷却速度の影響を受けないこと、スクラップのリサイクル可能性、簡単なゲート、過熱および再溶解に対する耐性、低収縮、最小限の特性を備えています。気孔率、電気めっき性、従来の仕上げ方法への適合性。
アルミニウムと亜鉛のダイカスト部品はどちらも耐久性があり頑丈な素材です。ただし、どちらを選択するかには、材料の固有の特性とダイカスト プロセスの特定の要件を理解する必要があります。この記事では、プロジェクトに適切なダイカスト部品を選択する際に情報に基づいた決定を下せるよう、亜鉛ダイカストとアルミニウム ダイカストを比較しました。
亜鉛ダイカスト部品はアルミダイカスト部品よりも強いですか?
確かに亜鉛ダイカスト部品はアルミダイカスト部品よりも強度があります。愛好家によると、亜鉛ダイカスト部品は多くの一般的な非鉄合金よりも強度が高いそうです。亜鉛合金の強度はアルミダイカスト部品の約2.5倍です。
亜鉛とアルミニウムではどちらが耐食性に優れていますか?
アルミダイカスト部品は亜鉛ダイカスト部品に比べて耐食性が劣ります。ただし、これはpHレベルによって異なります。たとえば、アルカリ溶液 (pH 11) では、アルミニウム ダイカスト部品の耐食性は亜鉛と同様です。
