次のプロジェクトにジンクを使おうとお考えですか？多くのエンジニアがジンクを選ぶ理由は、加工が簡単で価格が手ごろだからです。この金属を使えば、丈夫で複雑な部品を素早く作ることができます。しかし、問題を避けるためには、その様々な等級と正しい加工方法を知っておく必要があります。
亜鉛には特別な性質がある。その等級、機械の仕組み、一般的な操作、実用的な用途を順を追って見ていこう。
亜鉛加工とは？
亜鉛の機械加工は、亜鉛材料を必要な部品に切断、成形、仕上げするプロセスです。エンジニアは精密な部品を作るために、CNCフライス加工、ドリル加工、旋盤加工などの一般的な加工をよく使います。亜鉛は板、鋳物、ビレットとして提供され、特定の目的のために加工されます。
このプロセスにより、公差の厳しい複雑な形状の作成が可能になる。また、無駄を省きながら安定した品質を保つことができます。ザマックのような亜鉛合金は、加工しやすさと優れた強度を兼ね備えているため人気があります。
亜鉛合金とグレード
亜鉛合金は切削性、強度、耐久性を向上させるために開発されました。各グレードは、異なる用途に適した特定の特性を持っています。
ザマック3
ザマック3は最も一般的な亜鉛合金です。優れた寸法安定性と滑らかな表面仕上げを提供します。この材種は機械加工や鋳造が容易で、加工コストを下げることができます。自動車部品、電気ハウジング、消費財などに広く使用されています。強度、耐食性、価格のバランスが取れているため、多くの産業で標準的な選択肢となっています。
ザマック5
ザマック5は、ザマック3よりも銅の量がやや多く、強度と硬度が向上している。耐摩耗性を必要とする部品に最適です。その代償として延性が低く、柔軟な用途には不向きです。成形性よりも耐久性が重視される金物、機械部品、構造部品によく使用されます。
ZA 8
ZA 8（亜鉛アルミニウム8）は、標準的なザマック合金よりも多くのアルミニウムを含んでいます。これにより、良好な加工性を維持しながら、強度と硬度が向上します。高荷重下でも優れた性能を発揮し、ギア、自動車部品、機械システムによく使用されます。微細なディテールを捉えることができるため、精密部品に最適です。
イーザック
EZACは、卓越した耐摩耗性とクリープ強度を持つ高性能亜鉛合金です。アルミニウムと銅の含有量が高いため、耐久性が向上します。この合金は、他の亜鉛グレードが故障する可能性のある過酷な用途に適しています。常に応力と熱にさらされる自動車、航空宇宙、工業部品に使用されています。
ZA 27
ZA 27は亜鉛合金の中で最も強靭な合金の一つです。アルミニウム含有量が高いため、硬度、耐摩耗性、耐荷重性に優れています。機械加工性は若干劣りますが、強度がそれを補っています。長寿命を必要とする重荷重用ギア、ベアリング、構造部品によく使用されます。ZA 27は、加工のしやすさよりも性能と強度が重視される場合に選ばれる。
トンバック
トンバクは銅を多く含む黄銅タイプの亜鉛合金である。耐食性に優れ、黄金色をしているため、装飾用として人気があります。また、強度と耐摩耗性に優れ、機械部品、硬貨、美術品などに使用される。加工性は良いが、工業的性能よりも外観で選ばれることが多い。
ACu亜鉛
ACuZincは強度、耐摩耗性、延性を兼ね備えています。銅の含有量が高いほど、靭性を失うことなく機械的特性が向上します。この合金は、自動車部品、ハウジング、コネクターなどの高応力用途に理想的です。機械加工や鋳造で加工性を維持しながら、長期間の耐久性を提供します。ACuZincは静的、動的荷重を扱う部品に信頼性の高いソリューションを提供します。
亜鉛合金の被削性
亜鉛合金は一般的に他の多くの金属よりも加工が容易ですが、独特の課題があります。その物理的特性は、工具の切削方法、切りくずの形成方法、部品の応力に対する反応に影響します。
グミの行動
亜鉛合金の中には、切削時にグミのような粘着性を示すものがある。これは切り屑が工具に付着し、表面仕上げが悪くなり、工具の摩耗を早める原因となります。鋭利な工具と適切な切削液を使用することで、この問題を軽減することができます。また、送り速度と速度を制御することで、刃先への蓄積を防ぐことができます。
低融点
亜鉛は多くの金属よりも融点が低い。機械加工中に発生する熱は、管理しないと材料を軟化させ、部品を歪ませる可能性がある。切削速度が速かったり、冷却が不十分だったりすると、表面にしみが発生することがあります。クーラントを使用し、切り屑を適切に除去することで、熱を制御し、寸法を維持し、工具寿命を延ばすことができます。
脆さ
特定の亜鉛合金、特にアルミニウム含有量の多い合金は脆い場合があります。高負荷や強引な加工では、割れたり欠けたりすることがある。切削深さと送り速度を調整することで、突発的な応力を減らすことができます。用途に適した合金を選択することも、故障を防ぐのに役立ちます。
安全上の危険
亜鉛合金を加工すると、微細な切り屑や粉塵が発生します。亜鉛の粉塵やヒュームを吸い込むと有害で、金属を過熱すると有毒なヒュームが発生することがあります。適切な換気、集塵、保護具が不可欠です。安全な取り扱いは作業者を守り、安定した加工品質を保証します。
亜鉛の機械加工
亜鉛合金は多くの機械加工法で成形することができます。それぞれの方法は部品の形状、公差の必要性、生産規模によって利点があります。
旋回
旋回 は、亜鉛合金から円形または円筒形の部品を作るために使用されます。亜鉛の柔らかさは、滑らかな切削と高品質の表面を可能にします。グミのような挙動による工具の蓄積を防ぐには、注意が必要です。鋭利な工具とクーラントは、正確な直径を達成し、摩耗を減らすのに役立ちます。旋盤加工は、シャフト、ブッシュ、ネジ部品によく使われます。
フライス加工
フライス加工 は、亜鉛合金から複雑な形状や平らな表面を製造します。亜鉛の機械は使いやすいので、高い切削速度と細かい表面仕上げが可能です。融点が低いため、変形を避けるために適切な冷却が必要です。フライス加工は、ハウジング、エンクロージャー、複雑な部品に最適です。性能を維持し、工具寿命を延ばすために、超硬工具がよく使用されます。
掘削
亜鉛合金は柔らかいので、穴あけは簡単です。主な課題は切り屑の除去で、グミ状の切り屑はドリルを詰まらせます。潤滑とペック 掘削 過熱を防ぎ、穴の品質を向上させます。亜鉛の機械加工性は、工具を過度に摩耗させることなく、ファスナー、継手、インサート用の正確な穴あけを可能にします。
ダイカスト
ダイカスト は、鋼鉄製の金型に溶融金属を注入して亜鉛合金を成形します。これにより、優れた再現性と寸法安定性を備えた精密で複雑な部品が作られます。ダイカスト鋳造は、部品がネットシェイプに近い形で出来上がるため、大規模な機械加工の必要性を減らすことができます。自動車、電子機器、消費財などの大量生産に広く利用されています。
放電加工 (EDM)
ED は、従来の切削では達成できないような複雑なディテールや厳しい公差が必要な部品に使用されます。材料は制御された電気火花で除去されるため、硬い部分や繊細な部分に適しています。亜鉛の優れた電気伝導性は、EDMの効率的な作業を可能にします。金型製作、精密工具、精度が重要な細部の部品に適用されます。
工具と設備に関する考慮事項
亜鉛の加工には、精度と効率を確保するための適切な工具と設備が必要です。工具の選択、加工方法、適切なメンテナンスは、最終的な結果と生産コストに影響します。
亜鉛に適した切削工具
亜鉛合金は高速度鋼(HSS)または超硬工具との相性が良い。超硬工具は摩耗に強く、切れ味が長持ちするため、生産量が多い場合に好まれます。刃先が鋭利であることは不可欠で、鈍い工具は表面仕上げや工具の蓄積を悪くする。コーティングされた工具は、摩擦を減らし、高速での工具寿命を延ばすこともできる。
CNC加工と手動加工の比較
CNC加工は亜鉛合金の制御と精度を向上させます。速度、送り、ツールパスが一定になり、繰り返し精度が向上します。CNCは複雑な形状や厳しい公差に最適です。手動加工は、単純な部品、プロトタイプ、またはCNCのセットアップコストが正当化できないような短納期に適しています。選択は、プロジェクトのニーズと生産量によります。
工具の摩耗とメンテナンス
亜鉛は柔らかいが、そのグミのような挙動は工具を摩耗させる。刃先の定期的な検査は、仕上げ不良や寸法誤差を防ぎます。適切な潤滑は熱を減らし、工具の寿命を延ばします。磨耗した工具の研ぎや交換を定期的に行うことで、安定した性能を確保できる。
熱処理と加工後の工程
機械加工後の亜鉛部品には、安定性、性能、寿命を向上させるための追加工程が必要になることがよくあります。熱処理と表面仕上げは、信頼できる結果を得るための鍵です。
ストレス解消法
機械加工は亜鉛合金に内部応力を残し、時間の経過とともに反りや割れの原因となることがあります。低温アニールはこれらの応力を緩和するのに役立ちます。制御された加熱の後、徐々に冷却することで、主な特性を変えることなく部品を安定させます。
表面コーティングとメッキ
表面処理は外観と性能の両方を向上させる。一般的な方法には電気めっきがある、 粉体塗装およびクロメート化成処理。これらのコーティングは硬度を高め、摩耗を減らし、より滑らかな仕上げを提供する。
耐食性と耐久性への影響
亜鉛はもともと耐食性に優れていますが、さらにコーティングを施すことで耐用年数が延びます。メッキや化成処理層は、酸化、湿気、過酷な環境から保護します。これらの処理は、表面の劣化を遅らせ、メンテナンスを減らすことで耐久性を向上させます。
亜鉛加工部品の用途
亜鉛合金は強度、加工性、コストパフォーマンスを兼ね備えているため、多くの産業で使用されています。その汎用性により、機能部品にも装飾部品にも適しています。
自動車
亜鉛部品は自動車やトラックによく使われている。ギア、ブラケット、ハウジング、ハンドルなどです。亜鉛の強度と耐摩耗性は可動部品を支え、耐食性は寿命を延ばします。
電気
電気産業では、亜鉛はその導電性とシールド特性で評価されている。電子機器のコネクター、端子、ハウジングに使用されています。亜鉛合金はまた、信頼性の高い電磁干渉（EMI）保護も提供します。
消費財
亜鉛合金は強度が高く、価格も手ごろで、成形が容易なため、日常製品に使われている。一般的な例としては、ジッパー、ドアハンドル、錠前、電化製品の部品などがあります。亜鉛は滑らかな仕上げが可能で、装飾的な外観のために磨いたりメッキしたりすることができます。
航空宇宙
航空宇宙分野では、亜鉛合金は軽量設計における精度と強度のために選ばれています。ブラケット、ハウジング、継手などの小型部品に使用されます。厳しい飛行条件下での耐食性を向上させるため、コーティングが施されることも多い。
効率的な亜鉛加工のためのベストプラクティス
亜鉛を効率的に加工するには、入念な計画と細部への注意が必要です。工程を最適化することで、無駄を省き、部品の品質を向上させ、工具の寿命を延ばすことができます。
切削パラメータの最適化
適切な切削速度、送り速度、切り込み深さを選択することが重要です。亜鉛は柔らかいので高速加工が可能ですが、熱を加え過ぎるとスミアリングや歪みの原因になります。安定した送り速度で浅く切削することで、工具の蓄積を減らし、表面仕上げを向上させることができます。サンプルピースでパラメータをテストすることで、生産時に一貫した結果を得ることができます。
潤滑とクーラント戦略
適切な潤滑とクーラントは、オーバーヒートを防ぎ、工具の摩耗を低減します。浸水クーラントや霧吹きは、切り屑を効果的に除去し、熱を放散させます。また、潤滑はガミーの発生を最小限に抑え、表面を滑らかに保ちます。合金と加工に適した流体を選択することで、安定した加工と高い効率を実現します。
工具の寿命と一貫性の維持
工具の定期的な点検とメンテナンスは、安定した予測可能な加工を維持します。仕上げ不良や寸法誤差を避けるため、刃先が鈍る前に交換したり、研いだりします。機械を清掃し、アライメントをチェックすることで、精度をサポートします。一貫したメンテナンスルーチンは、ダウンタイムを削減し、すべての部品で再現性のある結果を保証します。
結論
亜鉛の機械加工は、自動車、電気機器、民生機器、航空宇宙用途の精密部品を生産するための多用途で費用効果の高い方法を提供します。亜鉛の等級、被削性の特徴、適切な加工工程を知ることは、高品質の結果を保証するのに役立ちます。適切な工具、冷却、応力除去、表面仕上げは耐久性と性能を高めます。
亜鉛加工プロジェクトの最適化をお考えですか？ お問い合わせ お客様のご要望をお聞かせいただき、材料、作業、仕上げのオプションについて専門家の指導を受けてください。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
