Maßgeschneiderte Legierungen für den Guss von Mengenteilen und für Sondereinsatzbereiche

Grundsätzlich werden zwei Gruppen von Zinkgusslegierungen unterschieden: Die erste Gruppe umfasst die typischen ZAMAK-Legierungen ZL 0400, ZL0410 und ZL 0430. “ZL” steht dabei für „Zinklegierung“ gemäß der Norm EN 1774, während die Ziffern einen Rückschluss auf die enthaltenen Konzentrationen an Aluminium und Kupfer zulassen. Weltweit gibt es weitere Bezeichnungen für Zink-gusslegierungen. Im nordamerikanischen System sind die ZAMAK-Legierungen durchnummeriert (Alloy 2, 3 und 5). Die Zahlen stehen dabei für die Reihenfolge ihrer Entwicklung. Innovationen innerhalb der ZAMAK-Legierungen sind solche mit einer verbesserten Fließfähigkeit, die speziell für den Guss besonders dünnwandiger Teile geeignet sind (HF und GDSL).

Unterschieden wird grundsätzlich zwischen den ZAMAK-Legierungen, die für die Verarbeitung im Warmkammerdruckguss geeignet sind und solchen Legierungen, die eher im Kaltkammer- oder Kokillenguss verarbeitet werden. Letztere – ZP8, ZP12 und ZP27 – haben einen höheren Aluminiumgehalt und dadurch noch höhere Festigkeitskennwerte. Sie sind ausgezeichnete Lagerwerkstoffe.

Die wichtigsten Zinkgusslegierungen im Überblick

ZL0410 (ZnAl4Cu1, ZAMAK 5, ZP5, ZL5, Alloy 5)

Die Feinzinklegierung ZL0410 kommt in Europa am häufigsten vor. Sie hat einen Kupfergehalt von bis zu 1 % und findet vor allem dort Anwendung, wo neben guten Festigkeitswerten und Verarbeitungseigenschaften auch Maßhaltigkeit eine wichtige Rolle spielt. Ausgezeichnete Gießeigenschaften und ein verbesserter Widerstand gegen Kriechen zeichnet ZL0410 aus. ZL0410 ist für alle gängigen Oberflächenveredelungsverfahren, zum Beispiel galvanische Beschichtungen, Farbbeschichtungen oder auch chromatierende Behandlungen, sehr gut geeignet.

ZL0400 (ZnAl4, ZAMAK 3, ZP3, ZL3, Alloy 3)

ZL0400 weist gute physikalische und mecha-nische Eigenschaften sowie sehr gute Gießeigenschaften auf. Sie wird vor allem im nordamerikanischen Raum eingesetzt, bevorzugt bei Gussteilen, bei denen es auf eine sehr gute Maßhaltigkeit ankommt. Zusätzlich bieten Gussteile aus ZL0400 gute Voraussetzungen für vielfältige Oberflächenveredelungsverfahren.

ZL0430 (ZnAl4Cu3, ZAMAK 2, ZP2, ZL2)

ZL0430 weist eine höhere Zugfestigkeit und Härte als ZL0400 und ZL0410 auf. Der höhere Kupfergehalt (3 %) bedingt darüber hinaus weitere Änderungen in den Legierungseigenschaften, zum Beispiel im Langzeit-Alterungsverhalten. Damit sind kleinere Zunahmen des Volumens, längere Ausdehnungen und ein geringerer Widerstand des Gussteils gegen äußere Einflüsse verbunden. ZL0430 hat sehr gute Gießeigenschaften und nach Abschluss des Alterungsprozesses höhere Festigkeitswerte und Härten. Als Lagermetall ist ZL430 sehr gut geeignet, sodass auf eingelegte Lager verzichtet werden kann.

High-Fluidity-Legierungen (HF und GDSL)

Die speziell für den Dünnwandguss (< 0,3 mm Wandstärke) entwickelten Legierungen HF und GDSL haben die gleichen guten mechanischen, elektrischen und wärmeleittechnischen Eigenschaften wie die klassischen ZAMAK-Legierungen, sind aber bis zu 40 % fließfähiger. Auch wenn komplexe Teile sich mit ZAMAK-Legierungen als schwierig zu füllen erweisen oder wenn besondere Ansprüche an die Oberflächenqualität gestellt werden, können HF- oder GDSL- Legierungen gute Alternativen sein. GDSL ist grundsätzlich vergleichbar mit HF, hataber einen höheren Aluminium- und Kupfergehalt. Die mechanischen Eigenschaften beider Legierungen entsprechen etwa denen der ZL0410 bei einer gleichzeitig niedrigeren Erstarrungstemperatur.

ZL8 (ZA-8)

ZL8 ist für den Sand- und Kokillenguss geeignet und kann in Ausnahmefällen im Warmkammergussverfahren verarbeitet werden. Bei der Nachbearbeitung kommen alle gängigen Verfahren zur Anwendung.

ZL12 (ZA-12)

ZL12 ist die Zinklegierung, die am besten für den Sand- und Kokillenguss geeignet ist. Darüber hin-aus ist sie auch eine gute Kaltkammerlegierung. Bei Einsatzbereichen, die höchste Festigkeiten voraussetzen, steht sie im Wettbewerb mit ZL27. ZL12 ist galvanisch beschichtbar, wenngleich die Haftung der galvanischen Schicht etwas geringer ist als bei klassischen Zinkdruckgusslegierungen der ZAMAK-Familie.

ZL27 (ZA-27):

ZL27 ist eine Legierung mit sehr guten mechanischen Festigkeitswerten von bis zu 380 MPa Dehngrenze. Sie ist leicht und hat außerordentliche Abriebs- und Schmierfähigkeiten. Ebenso wie ZL12 ist ZL27 eine Kaltkammerlegierung, sodass zusätzliche Aufmerksamkeit erforderlich ist, um ein fehlerfreies Gussteil zu produzieren. ZL27 ist für eine galvanische Oberflächenveredelung weniger geeignet. Wenn höchste Festigkeiten und Abriebswiderstände gefordert sind, spielt ZL27 ihre Stärken voll aus.