아연 다이캐스팅과 알루미늄 다이캐스팅 핵심 기술 비교

활발한 발전의 물결 아래 현대 제조 산업에서 고효율, 고정밀 특성을 가진 다이캐스팅 기술은 자동차, 전자, 항공 우주 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다. 아연 다이캐스팅과 알루미늄 다이캐스팅은 다이캐스팅 공정의 두 가지 주요 흐름으로 제조 산업에서 두 개의 밝은 진주처럼 각각 독특한 빛을 발산하고 서로 다른 장점과 적용 가능한 장면을 가지고 있습니다. 엔지니어의 경우 제품 설계 및 생산에서 다이캐스팅 기술의 정확한 선택이 중요하며 이는 제품 성능과 직접 관련이 있으며 비용 관리가 합리적이며 생산 효율성이 기대치를 충족시킬 수 있습니다. 이 기사에서는 재료 특성, 공정 매개 변수, 비용 구성 및 기타 비교 차원에서 아연 다이캐스팅 및 알루미늄 다이캐스팅 기술에 대한 심층 분석을 통해 엔지니어가 포괄적이고 상세한 선택 의사 결정 참조를 제공합니다.

기술 원칙

(i) 아연 다이캐스팅의 원리

아연 합금을 액체 상태로 가열하고 고압을 사용하여 정밀 금형 캐비티에 빠르게 주입 한 다음 고압에서 빠르게 냉각 및 응고하여 아연 합금 다이캐스팅을 얻습니다. 아연 합금의 융점이 상대적으로 낮기 때문에 다이캐스팅 공정 중에 액체 흐름을 달성하고 금형을 채우는 것이 더 쉽습니다.

(ii) 알루미늄 다이캐스팅 원리

알루미늄가열하여 액체 상태로 녹인 후 다이캐스팅 기계를 통해 고압을 가하여 금형 캐비티를 고속으로 채우고 압력 하에서 냉각 및 결정화하여 필요한 알루미늄 합금 다이캐스팅을 형성합니다. 알루미늄 합금은 자체 특성으로 인해 다이캐스팅에서 주조의 품질을 보장하기 위해 온도 및 압력 매개 변수를 제어하는 데주의를 기울여야합니다.

핵심 매개변수 비교 표

비교 차원	아연 다이캐스팅	알루미늄 다이캐스팅
밀도(g/cm³)	6.6-7.1	2.6-2.8
녹는점(°C)	380-420	580-660
인장 강도(MPa)	220-420	160-310
열 전도성(W/m-K)	110-130	90-150
금형 수명(다이 타임)	1,000,000+	100,000-200,000
표면 거칠기 Ra(μm)	0.4-0.8	0.8-1.6
단가	높은	상대적으로 낮음
최소 벽 두께(mm)	0.5	1.0
주기 시간(초)	5-15	15-30

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주요 기술 차이점 분석

1. 물리적 특성 비교

• 아연 합금의 장점
  밀도는 탄소강(7.1g/cm³)에 가깝고 충격 강도는 알루미늄 합금의 2.5배입니다. ZA-8 합금을 채택한 후 자동차 스티어링 너클의 피로 수명은 40% 증가했습니다.
• 알루미늄 합금의 장점
  120-150의 비강도로 새로운 에너지 배터리 트레이와 같은 경량 시나리오에서 대체할 수 없는 제품입니다.

2. 프로세스 시스템의 차이점

• 녹이는 방법
  핫 챔버 다이캐스팅(용광로 통합)을 사용하는 아연 합금의 에너지 소비량은 알루미늄 콜드 챔버 공정보다 35% 낮습니다. 측정 데이터에 따르면 아연 다이캐스팅 장치 에너지 절약은 최대 42%에 달합니다.
• 금형 경제
  아연 다이캐스팅 금형 수명은 백만 번 이상이며, 도어락 금형은 수리 없이 5년 동안 지속적으로 사용되었습니다. 알루미늄 합금 금형은 일반적으로 TD 처리 수리가 필요한 후 100,000 회 사용됩니다.

3. 표면 처리 특성

• 아연 다이 캐스팅
  주조 표면은 Ra0.4에 도달하고 직접 도금의 합격률은 98% 이상입니다. 3C 제품 스핀들은 연삭 공정을 없애고 수율을 12%까지 높였습니다.
• 알루미늄 다이캐스팅
  표면 결함은 마이크로 아크 산화로 처리해야 하며, 자동차 부품에 아노다이징을 추가하는 데 드는 비용이 18% 상승했습니다.

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일반적인 애플리케이션 시나리오

아연 다이캐스팅 선호 분야:

1. 초박형 구조 부품: USB-C 포트 하우징(벽 두께 0.5mm)
2. 부식성이 강한 환경해양용 하드웨어(2000시간 염수 분무 테스트 통과)
3. 고주파 생산: 연간 50만 개 이상의 욕실 설비 생산
4. 전자기 차폐: 5G 기지국 필터 하우징

알루미늄 다이캐스팅 적용 시나리오:

1. 가볍기만 하면 됩니다.: 전기차 전기 구동 하우징(경량화 40%)
2. 고온 서비스 부품엔진 마운트(내열 150°C+)
3. 복잡한 방열판: LED 램프 홀더 방열판 톱니 구조
4. 전도성 기능성 부품: 태양광 인버터 하우징

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비용 편익 분석(연간 200,000대)

비용 항목	아연 다이 캐스팅 프로그램	알루미늄 다이캐스팅 프로그램
금형에 대한 투자	¥800,000	120만 엔
단위당 재료비	¥6.2	¥4.8
재처리 비용	¥0.5	¥1.2
연간 총 비용	134만 엔	144만 엔
ROI 주기	9개월	13개월

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선택 결정 순서도

그래프 TD
    A[요구 사항 분석] --> B{벽 두께 ≤0.8mm?}
    B -->|예| C[아연 다이캐스팅 선택]
    B -->| 아니요| D{작동 온도 ≥120℃?}
    D -->|예| E[알루미늄 다이캐스팅 선택]
    D -->|아니요| F{연간 생산량 ≥300,000개?}
    F -->|예| C
    F -->|아니요| E

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기술적 오해에 대한 설명

Q: 아연 합금은 완전히 부식되지 않나요?
A: 실제로 pH 4~10 환경에서는 알루미늄보다 우수하지만 강산성 환경(pH<3)에서는 티타늄 합금을 권장합니다.

Q: 알루미늄 합금을 초박형 부품으로 만들 수 있나요?
A: 새로운 AlSi10MnMg 배합은 0.8mm 벽 두께를 달성하지만 금형 비용이 35% 증가합니다.