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Legierungen

Legierungen

Bauteile aus Zinkdruckguss sind heute Hightech-Produkte, die für unterschiedlichste Zwecke verwendet und in vielen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt werden. Qualität und Qualitätssicherung spielen hierbei eine entscheidende Rolle – beginnend bei normgerechten Zinkdruckgusslegierungen.

In der Praxis durchgesetzt haben sich vor allem die Legierungen ZL 0400, ZL 0410 und ZL 0430, die bereits zu Beginn der 1930erJahre mit dem Zinkdruckgussverfahren entwickelt wurden: Die meisten Zinkdruckgießanwendungen werden in Deutschland heute in ZL 0410 ausgeführt. Die am zweithäufigsten eingesetzte Legierung ZL 0430 hat durch ihren höheren Kupfergehalt eine höhere Zugfestigkeit und ist härter. Sie wird in vielen Druckgießanwendungen zur Prototypenfertigung, aber auch im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt. Die Legierung ZL 0400 zeichnet sich durch gute physikalische und mechanische Eigenschaften aus. Sie kommt vor allem im englischsprachigen Raum zum Einsatz und wird bevorzugt da eingesetzt, wo es auf Maßbeständigkeit ankommt.

Die Zusammensetzung dieser Legierungen wurde in den vergangenen Jahren Einsatzgebiete wie sehr dünnwandiges Gießen oder spezielle Oberflächeneigenschaften optimiert. Ihre Basis bildet Feinzink mit einer Reinheit von 99,995 Prozent Zink. Aluminium, Kupfer und Magnesium sind Legierungsbestandteile, die das Eigenschaftsprofil beeinflussen: Kupfer verbessert die Zugfestigkeit und Härte. Magnesium verhindert interkristalline Korrosion. Aluminium begünstigt die Verarbeitbarkeit des Zinks sowie die wichtigsten Gebrauchseigenschaften, also Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Schlagbiegezähigkeit. Gleichzeitig reduziert Aluminium bei Temperaturen unterhalb von 450 °C die Reaktivität eisenhaltiger Materialien im Kontakt mit der flüssigen Schmelze drastisch. Dadurch sind alle Zink-Aluminium-Legierungen im hochproduktiven Warmkammer-Druckgussverfahren verarbeitbar.

Zink-Knetlegierungen

Zink-Knetlegierungen erschließen neue Anwendungsfelder für Zink. Als kostengünstige Materialalternative z. B. für Baubeschläge und Schließsysteme werden Knetlegierungen aus Zink (ZEP) angeboten.

Vergleichbar zu Aluminium- und Kupferbasisknetwerkstoffen können durch Strangpressen und Ziehen Vollprofile unterschiedlichster Geometrien hergestellt werden. Ein breites Portfolio an Zinklegierungen mit homogenen Materialkennwerten wird hierzu angeboten. Daraus können durch Schmieden oder spanende Bearbeitung (Drehen, Sägen, Fräsen, Bohren) individuelle und hochpräzise Bauteile und Komponenten, z. B. für Beschläge oder Schließsysteme, produziert werden. Die Bauteile sind hervorragend für die Oberflächenveredelung geeignet, zeichnen sich aber auch unveredelt durch gute Gebrauchseigenschaften aus.


Titanzink

Seit mehr als 200 Jahren wird Zink als vielseitiges Baumetall für Bedachungen, Fassaden und die Dachentwässerung eingesetzt. In den 60er Jahren wurde für diese Anwendung eine Legierung aus Zink, Titan und Kupfer mit dem Namen Titanzink entwickelt, die sich bis bewährt hat. Titanzink zeichnet sich durch seine gute Verarbeitbarkeit beim Kanten, Tiefziehen und Runden aus. Das Material kann gelötet, geschweißt (Rollnaht-, WIG-, und Punktschweißen) und verklebt werden. Titanzink wird in der Regel als natürliche Materialoberfläche in walzblanker Oberflächenqualität oder vorbewittert angeboten. Die natürliche Materialoberfläche entwickelt an der Atmosphäre eine festhaftende und langlebige Patina, die dem Material seine typische blaugraue Oberflächenfärbung verleiht. Bei der Vorbewitterung handelt es sich um eine gebeizte oder phosphatierte Oberflächenvariante. Durch die Vorbewitterung wird dem Material bereits ab Werk der Farbton einer natürlichen Patina verliehen, welche sich auch auf diesem Material im Laufe der Zeit an der Oberfläche entwickelt.

Messing

Messing ist ein moderner Werkstoff für unterschiedlichste Anforderungen. Ob luxuriöse Empfangshallen von Hotels, glänzende Bordinstrumente auf Segelschiffen, Türgriffe zu Hause oder in öffentlichen Gebäuden, Armaturen sanitärer Einrichtungen oder stilvolle Lampen, Schmuckwaren, Kunstgegenstände, Beschläge und Scharniere: Messing strahlt mit seinen warmen goldgelben bis gelbroten Farbtönen Eleganz aus und schafft Atmosphäre. Auch in nahezu allen Industriebereichen wird Messing verwendet: Im Maschinen-, Apparate- und Kraftwerksbau wird es für Lager, Ventile, Synchronringe, Rohre, Turbinen und Schaufelräder gebraucht, im Fahrzeugbau für Autokühler und Wärmetauscher, in der Feinmechanik und im Instrumentenbau für Mess-, Steuer- und Regelgeräte und in der Elektrotechnik und Elektronik für Steckverbindungen, Klemmkontakte und Halbleiterverbindungen.

Dass Messing in dieser Bandbreite eingesetzt wird, hat neben wirtschaftlichen Gründen mit den vorteilhaften Werkstoffeigenschaften zu tun: Messing lässt sich durch unterschiedlichste Formgebungsverfahren wie Ziehen, Walzen, Gesenkschmieden, Zerspanen, Gießen, Tiefziehen und Stanzen in nahezu jede Form bringen. Bauteile aus Messing lassen sich untereinander oder mit anderen Werkstoffen hart und weich verlöten, verschrauben, verpressen oder verkleben. Darüber hinaus ist Messing ein ausgezeichneter Wärmeleiter. Es ist verschleißarm und sehr korrosionsbeständig.

Messing ist eine Legierung aus den Metallen Zink und Kupfer. Die gebräuchlichen Verbindungen haben einen Zinkanteil von 5 bis 45 %. Das Farbspektrum reicht von Goldrot bei hohem Kupferanteil bis Hellgelb bei hohem Zinkanteil, wobei es vor allem dem Zinkanteil zu verdanken ist, dass das Messing über viele Jahre hinweg seine Farbe behält: Kupfer und Zink vermischen sich in der Schmelze optimal und bleiben auch beim Erstarren gleichmäßig ineinander verteilt. Zwar können theoretisch unendlich viele Legierungen zwischen Kupfer und Zink hergestellt werden, doch ist die Zahl in der Praxis auf circa 60 Sorten begrenzt. Damit lassen sich weitgehend alle gewünschten physikalischen, chemischen und technologischen Eigenschaften erzeugen. Allein 2013 sind laut Metallstatistik der WVMetalle in Deutschland 25 % des verwendeten Zinks in der Messingproduktion eingesetzt worden.

Doch nicht nur die beiden Grundmetalle Zink und Kupfer sind hervorragend ineinander löslich. Zahlreiche weitere Elemente wie Aluminium, Eisen, Mangan, Nickel, Silizium und Zinn lassen sich der Schmelze hinzufügen, sodass neue Legierungen mit vorteilhaften Eigenschaften entstehen. Messingsorten mit solch gezielten Zusätzen werden als Sondermessing bezeichnet. Diejenigen Sorten, die zur besseren Zerspanbarkeit als dritte Komponente kleine Bleianteile enthalten, werden auch als Automaten- oder Zerspanungsmessing bezeichnet.
Messing – und damit auch der Zinkanteil darin – wird heute selbstverständlich recycelt. Messingschrott kommt sowohl in der Kupfer- als auch in der Messingerzeugung zum Einsatz.

Mit steigendem Zinkgehalt im Messing ändert sich der Farbton von Goldrot bis hin zu Hellgelb. Zink sorgt dafür, dass sich die Farbe über viele Jahre hinweg nicht ändert.

Mit einem Kupfergehalt von über 50 % zählt Messing zu den Kupferwerkstoffen. Technische Informationen über Messing und Messingprodukte findet man unter anderem hier: www.messing-sanitaer.de

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Initiative ZINK