Wie vergleichen sich Kupfer, Aluminium und Zink bei Leitfähigkeit und Festigkeit?
Wie schneidet Kupfer im Vergleich zu Aluminium und Zink in Leitfähigkeit und Festigkeit ab?
Vergleich der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit
Kupfer-, Aluminium- und Zinklegierungen werden alle im Druckguss eingesetzt, unterscheiden sich jedoch deutlich in ihrer Leitfähigkeit – einem entscheidenden Faktor für elektrische und thermische Bauteile.
Eigenschaft | Kupferlegierungen | Aluminiumlegierungen | Zinklegierungen |
|---|---|---|---|
Elektrische Leitfähigkeit | Bis zu 97 % IACS (z. B. C18200) | ~35–60 % IACS (z. B. A380) | ~27 % IACS (z. B. Zamak 3) |
Thermische Leitfähigkeit | 250–400 W/m·K | 150–200 W/m·K | 100–120 W/m·K |
Kupferlegierungen dominieren bei der Leitfähigkeit und sind ideal für elektrische Kontakte, Klemmen und Wärmetauscher.
Aluminiumlegierungen bieten eine gute Wärmeleitfähigkeit bei geringem Gewicht und werden häufig für Kühlkörper und Gehäuse eingesetzt.
Zinklegierungen besitzen die geringste Leitfähigkeit, eignen sich jedoch gut für EMI-Abschirmungen, Beschläge und Anwendungen mit niedrigen Strömen.
Vergleich von mechanischer Festigkeit und Härte
Mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Härte sind entscheidend für lasttragende oder verschleißbeanspruchte Bauteile. Nachfolgend typische Wertebereiche für gängige Druckgusslegierungen:
Eigenschaft | Kupferlegierungen | Aluminiumlegierungen | Zinklegierungen |
|---|---|---|---|
Zugfestigkeit | 400–700 MPa (z. B. C95400) | 300–400 MPa (z. B. ADC12) | 280–330 MPa (z. B. Zamak 5) |
Härte (Brinell) | 80–170 HB | 70–110 HB | 80–120 HB |
Kupferlegierungen wie Aluminiumbronze bieten die höchste Zugfestigkeit und Verschleißbeständigkeit – ideal für Marine-, Luftfahrt- und Hydraulikanwendungen.
Aluminiumlegierungen vereinen geringes Gewicht mit guten mechanischen Eigenschaften und werden широко im Automobil- und Strukturbauteilbereich eingesetzt.
Zinklegierungen bieten ausreichende Festigkeit bei exzellenter Gießbarkeit und eignen sich besonders für kleinere Präzisionsteile.
Zusammenfassung der Anwendungseignung
Anforderung | Beste Wahl |
|---|---|
Höchste elektrische/thermische Leitfähigkeit | Kupferlegierungen (z. B. C18200, Messing 360) |
Beste Festigkeit und Verschleißbeständigkeit | Kupferlegierungen (z. B. C95400) |
Leichtbauanwendungen | Aluminiumlegierungen (z. B. A360, A380) |
Kosteneffiziente Präzisionsbauteile | Zinklegierungen (z. B. Zamak 3, Zamak 5) |
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Übersicht der Gussmaterialien: Vergleich von Kupfer-, Aluminium- und Zinklegierungen nach mechanischen und thermischen Eigenschaften.
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