Zink (Zn) zählt zu der Gruppe der Übergangsmetalle, ähnelt jedoch aufgrund seiner Zusammensetzung eher den Erdalkalimetallen. Zink zeichnet sich durch seine bläulich-weiße Farbe aus und hat bei Raumtemperatur eine spröde Struktur. Zinklegierungen werden vor allem dafür verwendet, z.B. mechanische Eigenschaften oder Korrosionsbeständigkeit bei anderen Metallen zu verbessern. Zink wird meist durch den hydrometallurgischen oder pyrometallurgischen Prozess aus der Erdkruste extrahiert.
Zink kann in mehrere Untergruppen, je nach Form, unterteilt werden. Zunächst gibt es Reinzink, der häufig in der Galvanotechnik, also zur Nachbearbeitung und Legierung von Metallen verwendet wird, um den Schutz vor Korrosion zu verbessern. Kupfer-Zink-Legierungen, wie Messing, oder Zink-Aluminium-Legierungen, werden zudem dazu verwendet, um Produkte mit besonderer Festigkeit und Härte herzustellen. Die bekanntesten sind die ZAMAK (Zink-Aluminium-Magnesium-Kupfer) Legierungen. Eine weitere Form ist Zinkoxid, das als Materialzugabe für die Herstellung von Gummi oder als Pigment in Farben und Kosmetika genutzt wird. Eine letzte häufig genutzte Form ist Zinksulfid. Dies kann in der Leuchtstoffindustrie oder als Fenstermaterial zum Einsatz kommen.
Durch die hervorragenden Eigenschaften und der verschiedenen Formen von Zink wird Zink vor allem zur Nachbearbeitung von Bauteilen genutzt, um den Korrosionsschutz zu verbessern. Besonders häufig wird dazu die Feuerverzinkung verwendet, mit der z.B. die Lebensdauer von Metallstrukturen deutlich erhöht werden kann. Andere Anwendungsfelder für Zinklegierungen sind die Automobilindustrie, das Bauwesen oder auch für Metallkonstruktionen. In der folgenden Tabelle finden Sie die bekanntesten Zinklegierungen mit dazugehörigen Eigenschaften und Verfahren.
| Material | Legierung | Verfahren | |
|---|---|---|---|
| ZP2 - ZL2 - ZL0430 | ZAMAK 2 | Die Zinklegierung ZAMAK 2 ist eine der meistgenutzten Legierungen. ZAMAK 2 besticht durch eine ausgezeichnete Härte und ist zudem sehr lange haltbar. Darüber hinaus hat ZP2 eine sehr gute Festigkeit und Bearbeitbarkeit. Diese mechanischen Eigenschaften werden vor allem durch die besondere chemische Zusammensetzung erreicht, Neben dem Großteil an Zink wird auch ca. 4% Aluminium, ca. 3% Kupfer und kleine Anteile anderer Metalle bei dieser Legierung verwendet. ZAMAK 2 findet bei vielen Bauteilen Anwendung, insbesondere aber bei Teilen mit engen Toleranzen oder komplexen Formen. | Druckguss |
| ZP3 - ZL3 - ZL0400 | ZAMAK 3 | Die Zinklegierung ZAMAK 3 ist die meistverwendete Legierung für den Druckguss. Sie besticht durch eine hervorragende Gießbarkeit und hat einen niedrigen Schmelzpunkt, weshalb sie sich auch perfekt für den Druckguss eignet. Durch diese Eigenschaften ist es mit ZL0400 möglich, Produkte mit sehr engen Toleranzen und hochkomplexen Formen herzustellen. Dadürch erhöht sich zum einen die Maßhaltigkeit, und zum anderen verringert sich durch die präzise Produktion auch der Aufwand von Nachbearbeitungen. | Druckguss |
| ZP5 - ZL5 - ZL0410 | ZAMAK 5 | ZAMAK 5 ist ebenfalls eine sehr bekannte Zinklegierung und ist sehr korrosionsbeständig. Im Vergleich zu den anderen Zinklegierungen enthält ZL0410 einen höheren Kupferanteil, wodurch zwar die Festigkeit gesteigert wird, gleichzeitig aber auch ein Teil der Formbarkeit verloren geht. Ansonsten hat ZAMAK 5 ähnliche Vorteile wie die vorherigen Leigerungen, wie die Herstellbarkeit komplexer Produkte und die hervorragende Dichte. Typische Anwendungen für ZAMAK 5 sind z.B. Automobilteile oder elektronische Komponenten. | Druckguss |
| Z33523 | ZAMAK 7 | Die Zinklegierung ZAMAK 7 ist eine Weiterentwicklung der Legierung ZAMAK 3. Im Vergleich zu ZAMAK 3 hat diese Legierung einen geringeren Magnesiumgehalt, und besticht vor allem durch eine verbesserte Gießfähigkeit. Darüber hinaus hat diese Legierung auch eine hervorragende Duktilität und Oberfläche. Diese Eigenschaften machen ZAMAK 7 zu einer Legierung, die sich besonders für dünne Teile eignet, aber auch für Bauteile mit speziellen Anforderungen wie die Notwendigkeit von hoher Formbarkeit. | Druckguss |
Zink besticht vor allem durch einen exzellenten Korrosionsschutz, insbesondere als Legierung für Stahl und Eisen. Durch bestimmte Nachbearbeitungsverfahren wie die Feuerverzinkung, kann mit Bildung einer Oxidschicht die Lebensdauer von zahlreichen Grundmetallen deutlich erhöht werden, die somit in Umgebungen eingesetzt werden können, wo Bauteile starker Witterung und chemischen Reaktionen ausgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Recyclingfähigkeit von Zink. Zink ist zu 100% recycelbar, wodurch es in der Materialwahl eine nachhaltige Option darstellt. Durch Kombinationen mit anderen Metallen wie Kupfer oder Aluminium lassen sich viele Legierungen erstellen, die in verschiedenen Industrien eingesetzt werden können. Dazu zählen sowohl die Metallindustrie als auch die Konsumgüter und Medizinprodukte.
Obwohl Zink allgemein vor allem als Legierung einen sehr guten Korrosionsschutz bietet, kann in sauren oder basischen Umgebungen der Schutz eingeschränkt werden. Darüber hinaus muss darauf geachtet werden, dass Zink nicht mit anderen Metallen wie Blei bei der Gewinnung zu vermischen, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Weitergehend hat Zink im Vergleich zu Metallen wie Stahl oder Aluminium eine geringere Härte und Festigkeit, sodass es sich als Baumaterial z.B. für Baukonstruktionen mit hoher mechanischer Belastung eher weniger eignet.
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