Tlakové lití zinku, jeho proces, aplikace a tipy pro navrhování

Pokud jde o výrobu kovových dílů, tlakové lití zinku část je velmi žádanou volbou. K výrobě složitých kovových dílů ze zinku se používají různé slitiny. Tyto díly mají silné mechanické vlastnosti. Kromě pevnosti mají tyto díly výjimečné mechanické vlastnosti. Proto se hojně používají v různých aplikacích. Zde se budeme těmito aplikacemi podrobně zabývat. Kromě toho podrobně probereme celý jejich proces, tipy pro konstrukci, výhody, nevýhody a alternativy.

Jak byste definoval zinkové tlakové lití?

Jedná se o proces odlévání kovových slitin. Nejprve se zinková slitina roztaví do roztaveného stavu. Poté se roztavený zinek vysokým tlakem vtlačí do dutiny formy (kovové licí formy). Poté zinek získá tvar formy. Zinek poté vychladne a je vyhozen z formy. Tato technika je proto nejvhodnější pro výrobu velkých objemů dílů ze středně tvrdých zinkových slitin. Lidé tento postup často používají k výrobě velmi přesných dílů. Navíc si poradí s různými slitinami zinku, tj. se slitinami Zamak (Zamak 3, Zamak 5) a řadou ZA.

Jaké procesy se používají při výrobě zinkových plášťů?

Zde je uveden podrobný popis jednotlivých kroků při odlévání zinkových součástí pod tlakem.

1. Konstrukce a nástroje

Zinc die casting begins with the design phase. This phase may include the zinc alloy part design and tooling design. The engineers use smart software, i.e., CAD or CAM, to design the parts and tools. They add all the little details to the designs to ensure the zinc alloy part’s precision. They carefully consider the following aspects of part design:

• Úhel návrhu: Konstruktéři nastavili úhel ponoru v rozmezí 1-3 stupňů. Pomáhá to odstranit díl ze zinkové slitiny z matrice.
• Tloušťka stěny: Zachovávají stejnou tloušťku stěny. Mohou tak zabránit vzniku defektů a umožnit správné plnění.
• Žebra a řízky: Konstruktéři do svých návrhů zahrnují žebra a filety. Žebra přispívají ke zpevnění součásti z kovové slitiny. Filtry pomáhají vyhnout se ostrým rohům, aby se zabránilo namáhání.

Kromě toho při konstrukci nástrojů konstruktéři nejprve vyrobí matrici nebo formu. Tu obvykle konstruují z vysoce kvalitních ocelí, jako jsou H13, 8407 a 1.2344. Tato zápustka se tedy skládá ze dvou polovin, tj. krycí zápustky (fixační polovina) a vyhazovací zápustky (pohyblivá polovina). Proto jsme matrici řádně navrhli tak, aby odpovídala návrhům CAD. To zaručuje, že výsledný díl bude přesně odpovídat matrici.

2. Tavení a vstřikování

Tento krok zahrnuje tavení zinkového materiálu. Obvykle se provádí v peci. Zde dbáme na to, aby se teplota pohybovala mezi 370 °C a 430 °C (700 °F a 800 °F). Tento rozsah pomáhá udržet kovový zinek v roztaveném stavu. Poté se roztavený zinek nechá vstříknout do stroje na tlakové lití. Tento stroj se skládá z razníku, dutiny pro zápustku a chladicí komory. Po vstříknutí roztavené slitiny do stroje působí razník vysokým tlakem a vtlačuje ji do dutiny zápustky. Poté roztavený zinek získá tvar matrice a dosáhne všech jejích rozměrů.

3. Chlazení a tuhnutí

Po vstřikování se roztavený zinek ochladí chladicím systémem. Ocelová forma začne roztavený zinek rychle chladit. Toto chlazení má však určité limity. Proto se obvykle upevňuje pomocí chladicích kanálů. Tímto kanálem může procházet chladicí kapalina neboli voda. Ty pomáhají chladit zinek. Po ochlazení začne zinek tuhnout. V této fázi nabývá rozměrů formy. Kromě toho rychlé chlazení pomáhá získat jemnozrnné struktury s vysokou pevností. Navíc tato doba chlazení závisí na velikosti dílu a jeho složitosti. Jednodušší konstrukce chladnou dříve.

4. Vyhazování a ořezávání

The zinc die casting process’s final step is the ejection and trimming of the zinc part. After solidification, the die opens. Then the ejector pins start to push the part out of the mold. This mold is designed smartly. It can easily come out of the die cavity without causing any damage. Additionally, if there is excessive material, i.e., flash, it attaches around the edges of the zinc part. It is important to remove it. The trimming process accomplishes this. This process can use different mechanical operations, such as cutting, grinding, or filing. All of these processes result in the production of fine parts.

5. Sekundární procesy

Některé části jsou dokončeny po ořezání. Některé z nich však potřebují další procesy. Mohou získat lepší vzhled a specifické rozměry. Například vrtání otvorů, řezání závitů nebo zušlechťování povrchů. Zatímco některé díly mohou potřebovat lepší vzhled a další vlastnosti, jako je odolnost proti korozi a funkčnost, mohou projít procesem lakování. Některé zinkové díly navíc mohou potřebovat trvanlivou povrchovou úpravu. Mohou snášet drsné podmínky prostředí; mohou projít procesem práškového lakování.

Běžně používané slitiny zinku pro tlakové lití

Zde jsou uvedeny různé slitiny zinku. Mají různé využití v různých oborech. Probereme si podrobně jejich vlastnosti, složení a použití.

Slitina Zn	Složení	Vlastnosti	Typické aplikace
Zamak 3	Zn 96%, Al 4%, Mg 0,03%	Dobrá rovnováha mezi pevností, tažností a odlévatelností	Automobilové díly, hardware, elektrické skříně
Zamak 5	Zn 95%, Al 4%, Cu 1%	Vyšší pevnost a tvrdost, dobrá odolnost proti tečení	Ozubená kola, páky, malé mechanické součásti
Zamak 7	Zn 99,99%, Al 0,05%, Mg 0,01%	Vynikající tažnost a tekutost, vysoká čistota	Elektronické konektory, přesné součástky
Zamak 2	Zn 94%, Al 4%, Cu 3%	Nejvyšší pevnost a tvrdost mezi slitinami Zamak	Těžké mechanické díly, nářadí
ZA-8	Zn 92%, Al 8%, Cu 1%	Vysoká pevnost a tvrdost, dobré nosné vlastnosti	Ložiska, pouzdra, malé strojní součásti
ZA-12	Zn 88%, Al 12%, Cu 1%	Vysoká pevnost, tvrdost, dobrá odlévatelnost	Konstrukční díly, součásti s vysokým zatížením
ZA-27	Zn 73%, Al 27%, Cu 2%	Nejvyšší pevnost a tvrdost, nižší hustota	Těžké aplikace, velké strojní díly

 

Základní tipy pro konstrukci zinkových tlakových odlitků

Zde je několik důležitých tipů, které můžete použít k zefektivnění a zefektivnění lití zinku.

Aspekt designu	Základní tipy	Zjednodušené výkresy
Návrh úhlů	Zahrňte úhly náklonu (obvykle 1-3 stupně).
Tloušťka stěny	Udržujte stejnou tloušťku stěny (0,040-0,120 palce pro zinek).
Žebra	Přidejte žebra, abyste zpevnili oblasti bez zvětšení celkové tloušťky.
Filé	Místo ostrých rohů (poloměr 0,020 palce nebo více) používejte filety.
Nedostatečné rozměry	V případě potřeby minimalizujte podříznutí nebo použijte kluzná jádra.
Šéfové	Navrhněte šrouby s vhodnou výškou a průměrem (poměr 1:1 až 3:1).
Otvory a štěrbiny	Konstrukce s jednotnou velikostí a roztečí (minimální průměr 0,040 palce).
Texturování	Přidejte textury na rovné povrchy, abyste zlepšili estetiku.
Tolerance	Používejte reálné tolerance (±0,002 až ±0,005 palce).
Rozlučková linie	Umístěte dělicí čáru strategicky.

Použití zinkového tlakového lití

Stejně jako jiné procesy je i zinkové tlakové lití široce využíváno v různých průmyslových odvětvích. Pojďme si podrobněji probrat jeho použití.

 

1. Automobilový průmysl

Zinkové tlakové lití má v automobilovém průmyslu mnoho aplikací. Používá se k výrobě přesných a odolných dílů. Mezi ně mohou patřit karburátory. Tyto karburátory vyžadují vysokou rozměrovou přesnost a povrchovou úpravu. Zinkové tlakové lití je tou nejlepší volbou. Kromě toho některé brzdové díly vyžadují vysokou pevnost a spolehlivost. V tomto případě jsou tedy zinkové tlakové odlitky dobrou volbou. Zinkové tlakové lití má navíc mnoho aplikací pro výrobu dílů, které zvládají namáhání a opotřebení.

2. Elektronický průmysl

Zinkové tlakové lití našlo uplatnění v elektronickém průmyslu. Pomáhá vyrábět složité a detailní díly. Tyto díly vykazují vynikající elektrickou vodivost a stínicí vlastnosti. Kromě toho jsou zinkové tlakové odlitky lehčí. Proto poskytují pevnost a odolnost. Elektrické konektory navíc vyžadují přesnost a konzistentní tvary. Zde se zinkové tlakové odlitky velmi dobře hodí. Pomáhá také odvádět teplo z elektronických součástek. Celkově zvyšuje výkon a životnost součástky.

3. Spotřební zboží

V tomto odvětví je zinkové tlakové lití poměrně nákladově efektivním řešením. Funkčním dílům může dodat estetický vzhled. Navíc je poměrně odolný a snadno se s ním pracuje. Proto se hojně využívá při výrobě velkých množství s přizpůsobenými tvary a rozměry. Používá se k výrobě různých výrobků. Obvykle mezi ně patří zavazadla, dveře a spotřebiče. Je to kvůli jejich pevnosti a estetické úpravě.

4. Průmyslová zařízení

Kromě jiných odvětví má tlakové lití zinku mnoho aplikací v průmyslových odvětvích. Používá se k výrobě různých součástí. Ty obecně vyžadují vysokou přesnost a pevnost. Kromě toho mají vysokou odolnost vůči náročným podmínkám prostředí. Nejlepším příkladem jsou součásti čerpadel. Zinkové tlakové lití pomáhá tyto díly vyrábět. Obvykle se jedná o pouzdra a oběžná kola. Kromě toho se tento proces široce používá také k výrobě ventilů, strojů a zařízení.

Jaké jsou výhody tlakového lití zinku?

Just like other methods, zinc die casting also offers different benefits. Let’s discuss these in detail.

1. Přesnost

Tato technika poskytuje vysokou přesnost. Je schopna vytvářet složité detaily. Kromě toho je zinkové tlakové lití ideální pro výrobu dílů, které vyžadují úzkou toleranci. Jeho přesnost sama o sobě dokazuje, že konečný výrobek bude jistě splňovat specifikace návrhu. Pomůže omezit rozsáhlé procesy po odlití a obrábění. Kromě toho také minimalizuje potřebu dokončovacích prací.

2. Pevnost a odolnost

Zinkové tlakové lití umožňuje použití různých slitin. Tyto slitiny vyžadují vynikající mechanické vlastnosti. Mohou zahrnovat dobrou odolnost proti nárazu a pevnost v tahu. Kromě toho jsou díky tomu zinkové tlakové odlitky pevné a odolné. Díl je tak schopen lépe snášet značné mechanické namáhání a opotřebení. Proto se tlakové lití zinku hojně používá v aplikacích, tj. v automobilovém průmyslu a průmyslových zařízeních.

3. Povrchová úprava

Zinkové tlakové lití pomáhá vyrábět díly s hladkým povrchem. Je tedy velmi snadné aplikovat pokovení a povrchovou úpravu. Kromě toho má přirozenou kvalitu povrchu. Umožňuje tedy různé procesy po odlití. Ty mohou zahrnovat lakování, práškové lakování a galvanické pokovování. Zinkové odlitky tak zaručují estetický vzhled a odolnost proti korozi. Kromě toho se z něj vyrábějí také vysoce přesné finální výrobky.

4. Efektivita

Zinkové tlakové lití je efektivní a spolehlivý způsob výroby kovových dílů. Vyznačuje se vysokou rychlostí výroby s minimálními nároky na obrábění. Navíc lze vyrábět velká množství. Hodí se tedy pro výrobu velkých sérií. Zkracují tak dobu výroby a snižují náklady.

5. Nákladově efektivní

Tato technika je ve srovnání s jinými metodami tlakového lití velmi úsporná. Poskytuje hladký povrch. Není tedy třeba provádět žádné sekundární operace. Ale ano, počáteční náklady na tlakové lití zinku jsou poměrně vysoké, tj. náklady na konstrukci nástroje. Ale pokud jde o hromadnou výrobu, náklady se snižují a poskytují konzistentní výsledky.

Jaké jsou nevýhody tlakového lití zinku?

Stejně jako výhody má zinkové tlakové lití i některé nevýhody. Pojďme si je tedy probrat.

1. Omezení velikosti

Zinkové tlakové lití se hodí pro malé a středně velké výroby. Pokud se snažíte vyrábět díly velkých rozměrů, pak tento proces nabízí omezení. K tomu obvykle dochází kvůli velikosti tlakových licích strojů a forem. Pro výrobu velkých dílů tedy můžete najít jiné alternativy.

2. Vysoké počáteční náklady

Jak jsme již uvedli, metoda tlakového lití zinku vyžaduje specifické konstrukce a nástroje. Je tedy zřejmé, že má vyšší náklady než jiné techniky. To ji činí méně užitečnou pro malé výroby. Lze ji však použít k výrobě velkých objemů produkce s konzistentními návrhy.

3. Tepelná vodivost

Slitiny zinku jsou lepšími tepelnými vodiči než jiné kovy. Proto je obtížné se s teplem během procesu vypořádat. Proto je třeba pečlivě navrhnout formu. Kromě toho je také třeba přidat vhodné strategie chlazení, aby se předešlo jakýmkoli vadám.

Jaké jsou dostupné alternativy pro tlakové lití zinku?

Porovnáním výhod i nevýhod tlakového lití zinku můžeme vyzkoušet různé alternativy, abychom získali požadované díly. Jejich vysvětlení je tedy uvedeno v následující tabulce.

Alternativní	Materiál	Výhody	Nevýhody	Aplikace
Tlakové lití hliníku	Slitiny hliníku	Lehké, odolné proti korozi	Vyšší bod tání	Automobilové díly, letecké a kosmické komponenty
Tlakové lití hořčíku	Slitiny hořčíku	Velmi nízká hmotnost, dobrý poměr pevnosti a hmotnosti	Dražší materiál	Spotřební elektronika, automobilové komponenty
Vstřikování plastů	Termoplasty	Lehký, všestranný	Nižší pevnost a odolnost	Spotřební zboží, zdravotnické prostředky
Odlévání do písku	Různé kovy	Vhodné pro velké díly, nižší náklady na nástroje	Hrubá povrchová úprava, nižší přesnost	Bloky motorů, velké strojní součásti
Investiční odlévání	Různé kovy	Vysoká přesnost, vynikající povrchová úprava	Vysoké náklady, delší doba výroby	Lopatky turbín, lékařské implantáty
Prášková metalurgie	Kovy a slitiny	Vysoká přesnost, minimální odpad	Menší díly, vysoké náklady na nástroje	Ozubená kola, ložiska, konstrukční díly
Razítkování	Kovy	Vysokorychlostní výroba, nízké náklady	Ploché nebo jednoduché tvary, vysoké počáteční náklady na nástroje	Automobilové panely, elektronické komponenty
Kování	Kovy	Vysoká pevnost, vynikající odolnost	Jednodušší tvary, větší odpad materiálu	Automobilový průmysl, letecké a kosmické komponenty

Závěr

Závěrem lze říci, že tlakové lití zinku je inteligentní technika výroby kovových dílů. Má mnohostranné využití v mnoha průmyslových odvětvích. Zinkový kov se při ní mění do roztaveného stavu a vstřikuje se do pece. Poté je vystaven vysokému tlaku a vložen do dutiny zápustky. Poté začne nabývat tvaru formy a nechá se vychladnout. Po ztuhnutí se zinkový díl vysune z dutiny zápustky a zkontroluje se, zda je třeba jej oříznout nebo povrchově upravit. Jedná se tedy o poměrně jednoduchý krok. Významně se používá k výrobě malých dílů a uspokojuje velké výroby. Je tedy široce používán v mnoha průmyslových odvětvích.

Často kladené otázky

Q1. Jak můžete porovnat zinkové tlakové lití s hliníkovým tlakovým litím?

No, oba tlakové lití zinku a hliníkové odlitky začínají tavením kovu, který pak získá tvar formy. Zinkové tlakové odlitky však mají přesnost a povrchovou úpravu. Na druhou stranu jsou hliníkové tlakové odlitky užitečné pro lehčí díly s dobrou odolností proti korozi.

Q2. Lze recyklovat zinkové tlakové odlitky?

Rozhodně ano, zinkové tlakové odlitky jsou tepelné vodiče. Při určitých teplotách se tedy mohou snadno roztavit. Jsou tedy plně recyklovatelné a vysoce šetrné k životnímu prostředí.

Q3. Jaké techniky následného zpracování se obvykle používají při výrobě zinkových tlakových odlitků?

Existuje jich více. Nejběžnějšími technikami následného zpracování jsou obrábění, pokovování, lakování a práškové lakování.

Home    Řešení   Podpora    Odkazy    Kariéra    Blog    Mapa stránek

Copyright © 2011-2014 GC Precision Mold všechna práva vyhrazena