Wofür wird Zink verwendet? Ein kompletter Leitfaden zu Anwendungen und Eigenschaften von Zink

Wenn die Menschen sich die Frage stellen, Wofür wird Zink verwendet? Die Antwort ist alles, von der Verzinkung von Stahl bis zu Nahrungsergänzungsmitteln. Zinkmetall ist in der Weltwirtschaft unverzichtbar, da es eine besondere Mischung aus niedrigen Kosten, Korrosionsbeständigkeit und einfacher Verarbeitung darstellt. Es ist ein notwendiges und weit verbreitetes Metall in der Fertigung, im Gesundheitswesen, in der Industrie, bei Konsumgütern und im Bauwesen. 

In diesem Leitfaden werfen wir einen Blick auf die Geschichte des Zinks, seine wichtigsten Eigenschaften und häufigsten Anwendungen und vergleichen es mit anderen Materialien wie Edelstahl und verzinktem Stahl. Als Ingenieur, Produktdesigner oder Industrieforscher wird Ihnen diese Aufschlüsselung erklären, wie und warum Zink heutzutage in so vielen Referenzanwendungen ein Material der Wahl ist. Lesen Sie also diesen Abschnitt bis zum Ende.

Warum Zink das Rückgrat vieler industrieller Produktionen ist - ein historischer Überblick

Ein Blick in die Geschichte dieses Metalls zeigt, dass Zink seit mehr als 2.500 Jahren verwendet wird. Seine Verbindungen gehörten zu den Stoffen, die in der antiken Medizin verwendet wurden, und es wurde als einer der Bestandteile von Messing (eine Zinklegierung, die Kupfer enthält) verwendet. Seine ausgeprägte metallische Form als Zink wurde jedoch erst im 18. Jahrhundert bekannt. Dieses Metall hatte begonnen, die industriellen Möglichkeiten zu verändern, als die Menschen die Nützlichkeit von Zink beim Legieren und Galvanisieren kennenlernten.

Auch heute noch verringern die natürlichen Vorteile von Zink seine negativen Auswirkungen auf die Umwelt. Es haben sich moderne Herstellungsverfahren entwickelt, die zu Spitzentechnologien beitragen, und die umweltfreundlichen Produktionsmethoden werden durch ausgeklügelte Gewinnungsmethoden, Recyclinginitiativen und die Entwicklung von Legierungen erweitert. All diese Dinge machen es also wertvoll. 

Warum ist Zink das vielseitigste Metall? - Vielseitige Verwendung dieser Legierung

Die Vielseitigkeit von Zink ist darauf zurückzuführen, dass es sowohl als Grundmetall als auch als Legierungselement verwendet werden kann. Der globale Zinkmarkt spiegelt diese Bedeutung wider, denn der Jahresverbrauch liegt weltweit bei über 13 Millionen Tonnen. Es kann mit Aluminium, Magnesium und Kupfer kombiniert werden, um bestimmte Leistungsmerkmale zu verbessern, und lässt sich leicht gießen, formen oder bearbeiten. Es ist eines der begehrtesten Produkte im industriellen Maßstab, da es sich CNC-gefräst entsprechend.

Internationale Anforderungen und Zinkanwendungen in der Industrie

Die Nachfrage auf dem Weltmarkt nach dem Metall Zink nimmt aufgrund seiner Verwendung in der Industrie weiter zu:

• Komponenten für die Automobilindustrie
• Elektronik
• Baumaterialien
• Gesundheitsgeräte und Balsame

Allein für die Galvanisierung von Nahrungsmitteln werden mehr als 50 Prozent der weltweiten Zinkvorräte verbraucht.

Beschaffung und natürlicher Reichtum

Aus der statistischen Analyse geht hervor, dass Zink das 24. häufigste Element in der Erdkruste ist. Es wird hauptsächlich aus Sphalerit-Erz gewonnen, das in großen Mengen in Ländern wie China, Deutschland und Australien produziert wird. Aufgrund des reichlichen Angebots auf dem Markt ist es auch billig, Zink in großem Maßstab zu produzieren.

Was macht Zink industriell wertvoll?

Die Eigenschaften von Zink qualifizieren es zu einem bedeutenden Markt in der Industrie. Einige der wertvollsten Eigenschaften sind die folgenden:

Korrosionsbeständigkeit

Zink wird aufgrund seiner selbstheilenden Schutzschichten verzinkt. Wenn es der Luft ausgesetzt wird, entwickelt sich auf seiner Oberfläche eine schützende Patina (Zinkkarbonat), die es korrosionsbeständig macht. 

Außergewöhnlich hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Zinklegierungen sind extrem stabil und dennoch leicht. Dies qualifiziert Zink für den Einsatz in der Elektronik, im Transportwesen und in der Möbelindustrie.

Biokompatibilität von Zinklegierungen

Da Zink ungiftig ist, ist es für den menschlichen Kontakt sicher und ideal:

• Medizinische Instrumente
• Dermatologische Cremes mit Zinkoxid
• Nahrungsergänzungsmittel

Wiederverwertbarkeit

Zink ist 100% recycelbar, ohne seine physikalischen und chemischen Eigenschaften zu verlieren. Recyceltes Zink kommt der Umwelt zugute und steht im Einklang mit Programmen zur umweltfreundlichen Herstellung.

Kosten-Wirksamkeit

Zink ist billiger und bietet im Vergleich zu anderen Metallen wie Kupfer oder Titan einen ähnlichen Gebrauchsnutzen. Außerdem hat es eine niedrige Schmelztemperatur, so dass bei der Herstellung weniger Energie verbraucht wird.

Häufige industrielle Verwendungen von Zink

Wenn es um den Einsatz und die Verwendung von Zinkmetall geht, ist die wichtigste Frage, wie Wofür wird Zink verwendet? ist offensichtlich. Um diese Frage zu beantworten, wenden wir uns dem nächsten Prozess zu. 

Der Prozess der Galvanisierung 

Die Galvanisierung ist eine der wichtigsten industriellen Anwendungen von Zink. Bei der Verzinkung wird eine dünne Zinkschicht auf Stahl oder Eisen aufgetragen, um Korrosion zu vermeiden. Stahl, der Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt ist, rostet. Zink dient als Opferschicht, da es anstelle des darunter liegenden Metalls rostet, wodurch der Stahl länger hält.

Verzinkter Stahl ist in den folgenden Bereichen zahlreich vertreten:

• Bauherren (Blechdächer, Geländer, Konstruktionsbalken)
• Fahrzeugrahmen und Fahrwerkskörper
• Zäune und landwirtschaftliche Geräte
• Infrastruktur Brücken, Straßenschilder

Zink vs. verzinkter Stahl

In der Welt gibt es eine Verwechslung zwischen Zink und verzinktem Stahl. Das bei der Verzinkung verwendete Metall ist Zink. Verzinkter Stahl könnte ohne weiteres als verzinkter Stahl bezeichnet werden. Obwohl Zink von Natur aus sehr korrosionsbeständig ist, stellt die Verzinkung von Stahl eine billigere Alternative zur Beschichtung großer Stahlmengen gegen Korrosion in Fabriken dar. Zink bietet einen Opferschutz, während Stahl strukturelle Integrität bietet.

Verwendung von Zink in Druckguss und bearbeiteten Teilen

Druckguss, bei dem geschmolzenes Zink in Formen gegossen wird, um komplexe Formen mit großer Präzision zu formen. Dieses Verfahren wird häufiger verwendet als die anderen Methoden der Zinkverwendung. Zink kann aufgrund seiner niedrigen Schmelztemperatur (im Vergleich zu anderen Metallen) in eine Vielzahl von Formen gegossen werden und ist dadurch sehr fließfähig, was bei anderen Metallen und Materialien sehr teuer wäre.

Die CNC-Bearbeitung von Zinklegierungen ist ein bevorzugtes Verfahren:

• Elektronische Anschlüsse
• Zahnräder und Hebel, die mechanische Teile sind
• Auto-Zierleisten und Embleme Auto-Zierleisten und Embleme
• Kundenspezifisches Prototyping (in der medizinischen Industrie und in der Unterhaltungselektronikindustrie im Besonderen)

Zinkdruckgussteile haben eine feine, gute Oberflächenbeschaffenheit, sind maßhaltig und robust. Das liegt auch daran, dass das Metall Zink wegen seiner Bearbeitbarkeit und seines niedrigen Preises bei Rapid-Prototyping-Dienstleistungen bevorzugt wird.

Konsumgüter

Die Anwendungen von Zink erstrecken sich auf den industriellen Sektor und auf das tägliche Leben. Es ist in mehreren Produkten enthalten, die für den Verbraucher bestimmt sind:

• Batterien: Zink-Kohle- und Alkalibatterien verwenden Zink in Form einer Anode.
• Anstriche und Beschichtungen: Zinkoxid ist ein Rostschutzpigment, das in Anstrichmitteln verwendet wird.
• Zinkoxid: Zinkoxid bietet schmerzlindernde und hautberuhigende Sonnenschutzmittel und Kosmetika.
• Kunststoff- und Gummierzeugnisse: Zinkstearat wird als Formtrennmittel oder Schmiermittel verwendet.

Schaut man sich die Liste der Zinkbestandteile in Haushaltsprodukten an, so stößt man in der Regel auf Zinkverbindungen, die die Funktion von Gesundheits-, Hygiene- und Reinigungsprodukten erfüllen

Medizin und Ernährung

Zink ist ein Spurenelement, das für den Menschen nahrhaft ist. Es spielt eine Rolle bei Hunderten von enzymatischen Reaktionen, hält das Immunsystem aufrecht, repariert die Zellen und heilt Wunden.

Die Bereiche, für die sie gilt, sind:

• Ergänzungen: Zu den gebräuchlichen diätetischen Formen gehören Zinkgluconat und Zinksulfat.
• Topische Salben: Ein sehr gängiges und sinnvolles Objekt ist Zinkoxidund ist in denselben Hautausschlagscremes und Sonnenschutzmitteln enthalten.
• Pharmazeutika: Es wird auch als pharmazeutischer Katalysator oder Stabilisator in einigen Arzneimittelzubereitungen verwendet.

Das bedeutet also, dass Zink sicher ist, da es in winzigen Spuren ungiftig ist und in einem topischen oder konsumierbaren Produkt verwendet werden kann.

Entdecken Sie verschiedene Arten von Zinklegierungen und ihre technischen Anwendungen

Gängige Arten von Zinklegierungen

• Zamak-Legierungen (Zamak 2 und 3 und 5 und 7): Sie sind in der Regel die am häufigsten verwendeten Druckgusslegierungen. Zamak 3 zeichnet sich auch durch eine große Festigkeit und Duktilität Kombination.
• ZA-Legierungen (ZA8, ZA12, ZA27): haben einen höheren Anteil an Aluminium als Zamak-Legierungen, sind daher verschleißfester und fester: geeignet für Konstruktionen.

Zamak- und ZA-Legierungen können beim Druckguss in hohen Stückzahlen eingesetzt werden und bieten gute Leistungs- und Oberflächeneigenschaften.

CNC-gefräste Zinkteile vs. Zinkformteile

• CNC-zinkbearbeitet: Sie zeichnen sich durch eine hohe Präzision aus und eignen sich für die Herstellung geringer Stückzahlen oder für den Prototypenbau. Die maschinelle Bearbeitung ist eine Möglichkeit, die Toleranz und Flexibilität im Design zu erhöhen.
• Druckguss: Je mehr davon produziert werden können, desto besser. Das Druckgussverfahren ist zwar nicht so anpassungsfähig in Bezug auf das Design, dafür aber schneller und kostengünstiger in der Massenproduktion.

Zink vs. Edelstahl

Beim Vergleich von Zink und rostfreiem Stahl hat jeder seine Berechtigung, je nach Anwendung:

Zink wird häufig gewählt, wenn Kosten, Formbarkeit und Gewicht im Vordergrund stehen. Rostfreier Stahl wird für Hochleistungsanwendungen bevorzugt, die eine hohe strukturelle Integrität und langfristige Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Zink vs. verzinkter Stahl

Der Hauptunterschied ergibt sich, wenn man sich für die Art des Materials entscheidet, das bei der Konstruktion, der Herstellung und sogar bei der Gestaltung eines bestimmten Produkts verwendet werden soll. Obwohl beide auf die eine oder andere Weise Zink enthalten, unterscheiden sie sich stark in Bezug auf ihre strukturellen Eigenschaften, ihren Preis und ihre Auswirkungen auf die Umwelt.

Eigenschaften, die Zinklegierungen zur ersten Wahl moderner Hersteller machen

Zinkbeschichteter Stahl-Vollzink

Verzinkter Stahl ist gewöhnlicher Stahl mit einer dünnen Zinkschicht zum Schutz vor Korrosion. Am häufigsten wird diese Beschichtung durch Feuerverzinkung oder Galvanisierung aufgebracht. Im Gegensatz dazu sind massive Zinkbauteile reines Zink oder eine Zinklegierung, deren Materialeigenschaften sich durch ihre Dicke nicht verändern.

Lange Lebensdauer und Anti-Korrosivität

Verzinkter Stahl weist bei den meisten seiner Verwendungen eine hohe Rostbeständigkeit auf, insbesondere bei mäßiger Oberflächenbelastung. Wenn jedoch die Zinküberzüge abgenutzt oder abgeschabt werden, liegt der Stahl frei und wird durch Korrosion angegriffen. Ein dauerhafteres Material aufgrund dieser Beständigkeit ist Vollzink, insbesondere wenn es durch Legierung verstärkt wird, die das gesamte Material korrosionsbeständig macht; es hält daher besser in einer marinen oder rauen Umgebung stand.

Preis und Angebot

Vollzink ist sehr teuer, aber verzinkter Stahl ist preiswert und leicht erhältlich. Er eignet sich am besten für Projekte, bei denen die Kosteneffizienz im Vordergrund steht und bei denen die volle Leistungsfähigkeit von Zink nicht erforderlich ist. Metallisches Zink und Zinklegierungen hingegen können aufgrund ihrer Reinheit und Weiterverarbeitung teuer sein.

Herstellung und Bearbeitbarkeit

Zink ist im Vergleich zu verzinktem Stahl relativ leicht zu bearbeiten, vor allem im CNC-Bereich. Verzinkter Stahl hat giftige Dämpfe, die bei unsachgemäßer Bearbeitung freigesetzt werden können, da er mit Zink beschichtet ist. Umgekehrt sind Zinklegierungen bei der CNC-Bearbeitung und beim Druckguss aufgrund ihrer Fließfähigkeit sowie ihres niedrigen Schmelzpunkts und ihres sehr geringen Werkzeugverschleißes vorzuziehen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Zink ist zu 100 Prozent recycelbar und hinterlässt bei der Wiederverwendung oder beim Umschmelzen geringere Auswirkungen auf die Umwelt. Verzinkter Stahl wird ebenfalls recycelt, allerdings sollte die Verzinkungsschicht bei der Verarbeitung entsprechend behandelt werden. Im Allgemeinen gilt Vollzink als umweltfreundlich für eine langfristig nachhaltige Produktion.

Wichtige Merkmale von Zink

Zinkschmelztemperatur und warum sie wichtig ist

Zink ist eine besondere Art von Übergangsmetall, das eine breite Palette physikalischer, chemischer und mechanischer Eigenschaften besitzt. Aufgrund dieser Eigenschaften ist es von großem Wert für die Galvanisierung und den Druckguss, aber auch für Nahrungsergänzungsmittel und Elektronik. Im Folgenden werden die wichtigsten technischen Eigenschaften von Zink ausführlich erläutert.

Strukturen von Zink: Physikalische und chemische Eigenschaften

Zink (Zn) ist ein silber-blaues Metall mit der Ordnungszahl 30. Es schmilzt bei einer relativ niedrigen Temperatur von 419,5 o C (787,1 o F) und siedet bei 907 o C ( 1665 o F). Dies ist darauf zurückzuführen, dass es sich für Anwendungen wie den Druckguss eignet, bei denen Umformverfahren mit niedrigen Temperaturen bevorzugt werden.

Es ist auch eine Verbindung mit mittlerer Reaktionsfähigkeit, die bei Kontakt mit Luft oder Wasser leicht oxidiert und sich mit anderen Elementen vermischt, was zur Bildung einer schützenden Patina beiträgt. Diese Eigenschaft ist entscheidend für die Korrosion von verzinkten Anwendungen.

Leistung und Robustheit

Reines Zink ist zwar nicht so fest wie Stahl, aber Zinklegierungen (mit bestimmten Anteilen von Aluminium, Magnesium oder Kupfer) sind extrem hart, formstabil und verformungsbeständig. Diese Eigenschaften prädestinieren die Verwendung von Zinklegierungen in Autoteilen, Hardwarekomponenten und elektrischen Gehäusen.

Elektrische Leitfähigkeit/ Wärmeleitfähigkeit

Zink hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und ist daher ideal für elektrische Bauteile, Sicherungen und Batteriekontakte. Es hat auch gute thermische Eigenschaften, die in Wärmeableitungssystemen wie LED-Leuchten und elektrischen Gehäusen nützlich sind.

Die Wahl von Zink für Ihre CNC-Bearbeitung und Ihr Produktdesign

Es gibt viele gute Gründe für die Verwendung von Zink, wenn es um folgende Punkte geht: Haltbarkeit, Präzision und Produktionskosten (insbesondere bei Druckguss- und CNC-Bearbeitungsprozessen). Also, einfach Wofür wird Zink verwendet? im Gegensatz zu Aluminium, Stahl und Kunststoff?

Warum Zink den anderen Metallen vorzuziehen ist 

• Aluminium: Wählen Sie Zink, wenn mehr Festigkeit erforderlich ist, z. B. bei Lagerung, Verschleiß und hoher Maßstabilität.
• Über Stahl: Manchmal wird es verwendet, um ein geringeres Gewicht zu erreichen, das leichter zu bearbeiten und zu verarbeiten ist und billiger in der Herstellung.
• Über Plastik: Für Strapazierfähigkeit und Langlebigkeit, wenn eine höhere Stoßfestigkeit oder eine längere Lebensdauer erforderlich ist.

Heutige Hersteller verwenden in den oben genannten Szenarien Zinklegierungen, um die Risiken zu minimieren. 

Zu den wichtigsten industriellen Anwendungen gehören

• Elektrische Komponenten
• Hardware für die Automobilindustrie
• Gehäuse von Unterhaltungselektronik Produktion
• Mechanische Teile und kundenspezifische Zahnräder

Bearbeitetes Zink in Echtzeit in Aktion sehen

Einer der größten Hersteller von Elektronikprodukten verwendete das CNC-gefräste Zink auch zur Abdeckung der Gehäuse seiner Geräte. Das Ergebnis: lange Lebensdauer, enge Toleranzen und hohe Verarbeitungsqualität, und das alles zu einem niedrigeren Preis als bei bearbeitetem Aluminium.

Idealisierung der Besorgnis: Ist Zink für Ihren Gebrauch geeignet? 

Ist Zink für meine Verwendung geeignet? Diese Frage beschäftigt die Hersteller. Es ist bekannt als die beste Lösung für Leistung, Genauigkeit, Korrosionsbeständigkeit und wirtschaftliche Kosten. Dennoch ist Zink das Material der Wahl in einer Vielzahl von Anwendungen, u. a. bei Automobilkomponenten, Unterhaltungselektronik und Industriegehäusen. 

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir eine Vorstellung davon haben Wofür wird Zink verwendet? Wie funktioniert es? mit Aluminium oder Stahl, in schwierigen Formen und Abmessungen? Ob unter extremen Bedingungen oder in laufenden Prozessen, nicht immer ist es eine geeignete Alternative zu Hochleistungsmetallen. Die Kosteneffizienz und die Wiederverwertbarkeit von Zink machen das Material zu einer perfekten Wahl für die meisten CNC-Bearbeitungen und Produktdesignversuche. Für den Konstrukteur, der ein zuverlässiges und umweltfreundliches Material sucht, das sich in eine Vielzahl von Formen verwandeln lässt, ist Zink die clevere und moderne Lösung.

FAQs über die Verwendung von Zink

F1: Was sind die häufigsten Verwendungszwecke von Zink im täglichen Leben?

Zink wird zum Verzinken von Stahl, zur Herstellung von Druckgussteilen, Batterien, Hautpflegeprodukten und Nahrungsergänzungsmitteln verwendet.

F2: Wie sieht es mit der Korrosionsbeständigkeit von Zink im Vergleich zu Edelstahl aus?

Zink ist durch eine Schutzschicht korrosionsbeständig; Edelstahl bietet eine stärkere und längerfristige Beständigkeit.

F3: Wie hoch ist die Schmelztemperatur von Zink, und wie wirkt sie sich auf die Herstellung aus?

Zink schmilzt bei 419,5 °C, was ein einfaches Gießen und Bearbeiten mit geringen Energiekosten ermöglicht.

F4: Sind Zinklegierungen für Verbraucherprodukte sicher und haltbar?

Ja, Zinklegierungen sind ungiftig, langlebig und ideal für Elektronik, Werkzeuge und Geräte.

F5: Was ist der Unterschied zwischen Zink und verzinktem Stahl?

Zink ist ein Grundmaterial; verzinkter Stahl ist mit Zink beschichtet, um Rost zu verhindern.

F6: Lässt sich Zink problemlos CNC-bearbeiten?

Ja, Zink lässt sich gut bearbeiten und ist ideal für CNC-Präzisionsteile.