Fachwörter-Lexikon
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Zinkdruckguss
Der moderne Druckguss zählt zu den besonderen Verfahren, die dazu beitragen, dass Zink in vielen Bereichen unseres Lebens einsetzbar ist. Diese spezielle Technik ermöglicht immer wieder neue Anwendungen. Sie sind überall dort gefragt, wo hohe Stabilität und hohe Stückzahlen gefordert werden. Und außerdem sehen die entsprechenden Produkte oftmals auch außerordentlich schön aus. Es sind vor allem die folgenden Eigenschaften, die Zink für den Druckguss besonders qualifizieren:
– Hohe Wirtschaftlichkeit durch sehr kurze Zykluszeiten, niedrige Schmelztemperatur (380-390 °C), geringste Aushebeschrägen, endkonturnahe Fertigung und lange Formenstandzeiten
– Gute Gießeigenschaften: engste Toleranzen des Rohgusses (bis ca. IT 8), ausgezeichnetes Fließverhalten (Dünnwandgießen)
– Elektrische und elektromagnetische Abschirmung,
– Mechanische Werkstoffkennwerte (für ZP0410 z.B. Zugfestigkeit 300-340 MPa, Dehngrenze (0,2 %) 290-330 MPa, E-Modul 85 GPa)
– Ausgezeichnete Voraussetzungen für die Oberflächenveredelung
– 100 % Recyclingfähigkeit
Ob Schalter, Griffe, Zierleisten, Blenden oder Armaturen: Zinklegierungen können nicht nur endabmessungsnah in nahezu jede gewünschte Form gegossen werden. Während des Gießens lassen sich zusätzlich präzise Oberflächenstrukturen integrieren, die der Optik eine außergewöhnliche Wirkung verleihen. Zinkdruckguss bietet außerdem hervorragende Voraussetzungen für die Verfahren der Oberflächenveredelung, wie zum Beispiel für das galvanische Beschichten.
Nur eine Spielzeugeisenbahn? Perfektion bis ins kleinste Detail geht nur, wenn auch die Oberfläche höchsten Ansprüchen genügt / Bildquelle: Initiative Zink
Bauteile aus Zinkdruckguss sind heute Hightech-Produkte, die für unterschiedlichste Einsatzzwecke verwendet und in vielen Bereichen des täglichen Lebens, im Automobil-, Maschinen- und Apparatebau, in der Elektrotechnik und Elektronik sowie im Bauwesen und im Möbelbau eingesetzt werden. Hauptteil des im Auto verwendeten Zinks stellen Komponenten und Bauteile aus Zinkdruckguss zum Beispiel als Gurtstraffer, als Gehäuse für Anlasser und Scheibenwischermotoren, als Träger von Scheinwerfer und Außenspiegel, als Teil der Lenksäule und Frontsensor für Airbags, als Türschlosszylinder und Türgriff. Über 100 Einzelteile aus Zink stehen für Mobilität, Sicherheit und Funktionalität aber auch für dekorative Elemente mit einer hohen gefühlten Wertigkeit.
Und die Produktpalette wird in den kommenden Jahren weiter wachsen, denn Zinkdruckguss ermöglicht die Umsetzung komplexer Geometrien mit dünnen Wandstärken bei hoher Reproduzierbarkeit in engen Toleranzen und mit hohen Festigkeitswerten. Qualität und Qualitätssicherung spielen hierbei eine entscheidende Rolle – von der normgerechten Zinkdruckgusslegierung bis zu den fertigen Gussteilen.
Optik, Haptik, Form und Gewicht – alles muss bei dieser Dentalkamera mit oberflächenveredeltem Zinkdruckgussgehäuse stimmen / Bildquelle: Initiative Zink
Neue Entwicklungen sowohl in der Gießtechnik als auch in der Obetrflächenbehandlung zeigen, dass noch längst nicht alle Möglichkeiten des Werkstoffs Zink ausgeschöpft sind. Neue Gießverfahren durch Schaumguss, optimierte Legierungen für den Dünnwandguss und intelligente konstruktionen erlauben Gwichtseinsparungen biszu 30 % / Bildquelle: Initiative Zink
Entfetten
Bei der Verarbeitung von Werkstoffen, insbesondere bei der Be- und Verarbeitung von Metallen, werden Öle und Fette eingesetzt. Sie dienen beispielsweise zum Schutz der Metalloberfläche gegen Oxidation, aber auch zur Unterstützung einer mechanischen Umformung, indem sie das Gleiten der Werkstückoberfläche auf der Werkzeugoberfläche verbessern. Besonders Werkzeuge mit metallischer Oberfläche – zum Beispiel Biegewerkzeuge – können bei hoher Belastung zum partiellen Verschweißen (auch als Fressen bezeichnet) neigen. Werden Werkstücke aus Metall nach der Formgebung beschichtet, so wirken Öle und Fette als Trennmittel zwischen Grundmaterial und Beschichtung. Dies gilt im Prinzip für jede Art von Beschichtung – galvanische Metallabscheidung, Lackieren, PVD-Beschichtung. Außerdem können Öle und Fette bei längerer Verweildauer oder Einwirkung von Licht oder Wärme verhärten oder im Falle höherer Temperaturen auch Verbrennen (Cracken). Die verbleibenden Rückstände können eine weitere Bearbeitung des Grundmaterials stören oder behindern. Aus den genannten Gründen müssen Werkstoffe auf jeden Fall vor einer Beschichtung entfettet werden.
Fortschrittliche Prozesstechnologien bei der Herstellung von hochqualitativen Produkten, beispielsweise aus dem Bereich der Feinwerktechnik, können auch zwischen den Arbeitsschritten mehrere Entfettungsschritte beinhalten, um die bestmögliche mechanische Bearbeitung von Werkstoffen oder die Montage von Teilen zu Zwischenprodukten zu begünstigen. Für die Entfettung eignen sich prinzipiell flüssige, organische Verbindungen, sogenannte Lösemittel (Lösungsmittel), wie beispielsweise Methanol und andere Alkohole (für schwache Verunreinigungen), Aceton, Benzole, Methylenchlorid, Tetrachlorethen oder Trichlorethan (für starke Verunreinigungen). Aufgrund der nachteiligen Wirkung der organischen Lösemittel auf die Gesundheit von Lebewesen oder die Zerstörung von Ozon in der Atmosphäre dürfen Lösemittel nur eingeschränkt oder in vollständig geschlossenen Anlagen (emissionsfrei) verwendete werden. Als Alternative zu den organischen Lösemitteln werden vermehrt wässrige Reinigungsmittel eingesetzt. Nachteil der wässrigen Reinigungsmittel ist die geringere Reinigungswirkung und – im Falle der Reinigung von Metallen – die Gefahr, Korrosion auszulösen.
Chromschichten – allgemein
Die galvanische Abscheidung von Chrom zählt zu den wichtigsten Verfahren zur Herstellung von technischen und dekorativen Oberflächen, da Chrom nur im galvanisch abgeschiedenen Zustand die sehr vorteilhaften Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit, des guten Glanz, hohen Reflexionsvermögens und der sehr hohen Härte besitzt. Die Abscheidung von Chrom erfolgt zudem aus sehr einfach aufgebauten Elektrolyten mit nur sehr geringen Anteilen an Zusätzen, wodurch sich auch die hohe Zuverlässigkeit der galvanischen Chromabscheidung sowohl für dekorative Anwendungen als Glanzchrom als auch für funktionelle Anwendungen als Hartchrom ergibt. Als Nachteile der galvanischen Verchromung ist der Einsatz von karzinogenem sechswertigen Chrom (Cr6+) und von umweltschädlichen Netzmitteln in Chromelektrolyten zu nennen. Diese sind auch der Anlass dafür, dass die galvanische Verchromung derzeit in Zusammenhang mit der europäischen Chemikalienverordnung REACh in die Diskussion geraden ist. Dagegen ist zu betonen, dass bei der Beachtung der seit vielen Jahren geltenden Richtlinien zum Umwelt- und Arbeitsschutz keine Gefahren durch die galvanische Verchromung ausgehen. Erforderlich ist das Tragen von üblicher Schutzkleidung sowie der Einsatz von Absaugungen mit Wascheinrichtungen und der Einsatz von Spüleinrichtungen.