Cink öntés, annak folyamata, alkalmazásai és tervezési tippek

Amikor fém alkatrészek gyártásáról van szó, cink öntvény rész egy nagy keresletű opció. Különböző ötvözeteket használ összetett cink-fém alkatrészek készítéséhez. Ezek az alkatrészek erős mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezek az alkatrészek szilárdságuk mellett kivételes mechanikai tulajdonságokkal is rendelkeznek. Ezért széles körben használják őket különböző alkalmazásokban. Itt részletesen tárgyaljuk ezeket az alkalmazásokat. Ezenkívül részletesen tárgyaljuk az egész folyamatot, a tervezési tippeket, az előnyöket, a hátrányokat és az alternatívákat.

Hogyan definiálná a cinknyomásos öntést?

Ez egy fémötvözet-öntési eljárás. Először a cinkötvözet olvadt állapotba olvad. Ezután az olvadt cinket nagy nyomás kényszeríti egy szerszámüregbe (fém öntőforma). Ezután a cink eléri a szerszám alakját. A cink ezután lehűl, és kilökődik a szerszámból. Ezért ez a technika a legalkalmasabb nagy mennyiségű, közepes cinkötvözetből készült alkatrészek gyártására. Az emberek gyakran használják ezt az eljárást nagy pontosságú alkatrészek előállítására. Ezenkívül különböző cinkötvözetekkel, azaz a Zamak (zamak 3, zamak 5) és a ZA-sorozattal is megbirkózik.

Milyen folyamatok zajlanak a cinkdobozolás során?

Az alábbiakban részletesen ismertetjük a cink nyomásos öntéssel készült alkatrészek előállításának lépéseit.

1. Tervezés és szerszámozás

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:

• Vázlatszög: A mérnökök 1-3 fok között állították be a merülési szögeket. Ez segít eltávolítani a cinkötvözetből készült alkatrészt a szerszámból.
• Falvastagság: Egyenletes falvastagságot tartanak fenn. Így megakadályozhatják a hibákat és lehetővé teszik a megfelelő töltést.
• Bordák és filék: A mérnökök bordákat és filéket építenek be terveikbe. A bordák hozzájárulnak a fémötvözetből készült alkatrész erősítéséhez. A filézetek segítenek elkerülni az éles sarkokat, hogy megelőzzék a feszültséget.

Továbbá a szerszámtervezés során a mérnökök először egy szerszámot vagy szerszámot készítenek. A mérnökök ezt általában kiváló minőségű acélokból, például H13, 8407 és 1.2344 acélból építik. Ez a szerszám tehát két félből áll, azaz a fedőszerszámból (rögzítő fél) és a kidobószerszámból (mozgó fél). Ezért megfelelően megterveztük a szerszámot, hogy igazodjon a CAD-tervekhez. Ez garantálja, hogy a végleges alkatrész pontosan olyan lesz, mint a szerszám.

2. Olvasztás és injektálás

Ez a lépés magában foglalja a cinkanyag megolvasztását. Ez általában kemencében történik. Itt ügyelünk arra, hogy a hőmérsékletet 700°F és 800°F (370°C és 430°C) között állítsuk be. Ez a tartomány segít abban, hogy a cinkfém olvadt állapotban maradjon. Ezt követően az olvadt cinket hagyjuk a fröccsöntőgépbe fecskendezni. Ez a gép egy lyukasztóból, egy szerszámüregből és egy hűtőkamrából áll. Miután az olvadt ötvözetet befecskendezték a gépbe, a lyukasztó nagy nyomást fejt ki, és a szerszámüregbe kényszeríti azt. Ezután az olvadt cink felveszi a szerszám alakját, és eléri annak minden méretét.

3. Hűtés és megszilárdulás

A befecskendezési folyamat után az olvadt cinket a hűtőrendszer lehűti. Az acélforma elkezdi gyorsan lehűteni az olvadt cinket. Ennek a hűtésnek azonban vannak bizonyos korlátai. Ezért általában a hűtőcsatornák segítségével rögzítik. A hűtőfolyadékot, vagyis a vizet átengedik ezen a csatornán. Ezek segítenek lehűteni a cinket. A hűtés után a cink elkezd megszilárdulni. Ebben a szakaszban veszi fel a szerszám méreteit. Emellett a gyors hűtés segít abban, hogy nagy szilárdságú, finomszemcsés szerkezeteket kapjunk. Ezenkívül ez a hűtési idő az alkatrész méretétől és összetettségétől függ. Az egyszerűbb konstrukciók hamarabb lehűlnek.

4. Kilövés és trimmelés

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. Másodlagos folyamatok

Egyes részeket a vágás után véglegesítenek. Néhányuk azonban további folyamatokat igényel. Jobb megjelenést és különleges méreteket kaphatnak. Például lyukak fúrása, menetesítés vagy a felületek finomítása. Míg néhány alkatrésznek jobb megjelenésre és további tulajdonságokra, például korrózióállóságra és működésre van szüksége, ezek áteshetnek a festési folyamaton. Ezenkívül egyes cinkalkatrészeknek tartós felületkezelésre lehet szükségük. Ezek elviselik a zord környezeti körülményeket; áteshetnek a porbevonási eljáráson.

Gyakran használt cinkötvözetek öntvényekhez

Itt vannak a cink különböző ötvözetei. Különböző területeken különféleképpen alkalmazhatók. Beszéljük meg részletesen tulajdonságaikat, összetételüket és alkalmazásaikat.

Zn ötvözet	Összetétel	Tulajdonságok	Tipikus alkalmazások
Zamak 3	Zn 96%, Al 4%, Mg 0,03%	A szilárdság, a képlékenység és az önthetőség jó egyensúlya	Autóalkatrészek, hardverek, elektromos házak
Zamak 5	Zn 95%, Al 4%, Cu 1%	Nagyobb szilárdság és keménység, jó kúszásállóság	Fogaskerekek, karok, kis mechanikai alkatrészek
Zamak 7	Zn 99,99%, Al 0,05%, Mg 0,01%	Kiváló képlékenység és folyékonyság, nagy tisztaság	Elektronikus csatlakozók, precíziós alkatrészek
Zamak 2	Zn 94%, Al 4%, Cu 3%	A legnagyobb szilárdság és keménység a Zamak ötvözetek között	Nagy teherbírású mechanikus alkatrészek, szerszámok
ZA-8	Zn 92%, Al 8%, Cu 1%	Nagy szilárdság és keménység, jó csapágyazási tulajdonságok	Csapágyak, perselyek, kisgépalkatrészek
ZA-12	Zn 88%, Al 12%, Cu 1%	Nagy szilárdság, keménység, jó önthetőség	Szerkezeti alkatrészek, nagy terhelésű alkatrészek
ZA-27	Zn 73%, Al 27%, Cu 2%	Legnagyobb szilárdság és keménység, kisebb sűrűség	Nehézipari alkalmazások, nagyméretű gépalkatrészek

 

Alapvető tervezési tippek a cink öntéshez

Íme néhány fontos tipp, amelyekkel hatékonyabbá és eredményesebbé teheti a cinköntést.

Tervezési szempont	Alapvető tippek	Egyszerűsített rajzok
Tervezési szögek	Be kell építeni a merülési szögeket (jellemzően 1-3 fok).
Falvastagság	Egyenletes falvastagság fenntartása (0,040-0,120 hüvelyk a cink esetében).
Bordák	Adjon hozzá bordákat a területek megerősítéséhez anélkül, hogy növelné a teljes vastagságot.
Filék	Éles sarkok (0,020 hüvelyk vagy annál nagyobb sugár) helyett használjon filéket.
Alulvágások	Szükség esetén minimalizálja az alulvágásokat, vagy használjon csúszómagokat.
Főnökök	Tervezzen megfelelő magasságú és átmérőjű (1:1-3:1 arányú) bütyköket.
Lyukak és nyílások	Következetes méret és távolság (legalább 0,040 hüvelyk átmérő).
Textúrázás	A sík felületekhez textúrákat adhat hozzá az esztétika javítása érdekében.
Toleranciák	Használjon reális tűréshatárokat (±0,002 és ±0,005 hüvelyk között).
Búcsúvonal	Helyezze el a választóvonalat stratégiailag.

A cinknyomásos öntés alkalmazásai

Más eljárásokhoz hasonlóan a cinknyomásos öntést is széles körben használják a különböző iparágakban. Beszéljünk az alkalmazásáról részletesen.

 

1. Autóipar

A cinknyomásos öntésnek számos alkalmazása van az autóiparban. Pontos és tartós alkatrészek készítésére használják. Ezek közé tartozhatnak a karburátorok. Ezek a karburátorok nagyfokú méretpontosságot és felületmegmunkálást igényelnek. A cink nyomásos öntés a legjobb megoldás. Emellett egyes fékalkatrészek nagy szilárdságot és megbízhatóságot igényelnek. Tehát ebben az esetben a cink nyomásos öntvények jó választások. Ezenkívül a cink nyomóöntés számos alkalmazással rendelkezik olyan alkatrészek készítésére, amelyek képesek kezelni a feszültséget és a kopást.

2. Elektronikai ipar

A cinknyomásos öntés az elektronikai iparban is alkalmazásra került. Segítségével összetett és részletes alkatrészek készíthetők. Ezek az alkatrészek kiváló elektromos vezetőképességgel és árnyékolási tulajdonságokkal rendelkeznek. Emellett a cink nyomásos öntvények könnyebbek is. Ezért szilárdságot és tartósságot biztosítanak. Ezenkívül az elektromos csatlakozók precizitást és következetes formákat igényelnek. Ide a cink nyomásos öntvények nagyon jól illeszkednek. Segít továbbá elvezetni a hőt az elektronikus alkatrészekből. Összességében növeli az alkatrész teljesítményét és élettartamát.

3. Fogyasztási cikkek

Ebben az ágazatban a cinknyomásos öntés viszonylag költséghatékony megoldás. A funkcionális alkatrészeket esztétikussá teheti. Ezenkívül meglehetősen tartós és könnyen kezelhető. Így széles körben használják tömeges mennyiségek gyártására, egyedi formákkal és méretekkel. Különböző termékek előállítására használják. Ezek közé tartoznak általában a csomagok, ajtók és készülékek. Ez a szilárdságuk és esztétikus kivitelezésük miatt van.

4. Ipari berendezések

Más ágazatok mellett a cinknyomásos öntésnek számos alkalmazása van az ipari ágazatokban. Különböző alkatrészek gyártására használják. Ezek általában nagy pontosságot és szilárdságot igényelnek. Ezenkívül nagy ellenállóképességgel rendelkeznek a kemény környezeti feltételekkel szemben. A legjobb példa erre a szivattyúalkatrészek. A cink nyomásos öntvények segítségével készülnek ezek az alkatrészek. Ezek általában házak és járókerekek. Ezenkívül ezt az eljárást széles körben használják szelepek, gépek és berendezések gyártására is.

Milyen előnyei vannak a cinknyomásos öntésnek?

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

1. Precíziós

Ez a technika nagy dimenziós pontosságot biztosít. Képes összetett részletek előállítására. Emellett a cinknyomásos öntés ideális olyan alkatrészek gyártására, amelyekhez szoros tűréshatárra van szükség. Maga a pontossága bizonyítja, hogy a végtermék biztosan megfelel a tervezési előírásoknak. Segít csökkenteni a kiterjedt öntés utáni folyamatokat és a megmunkálást. Emellett minimalizálja a befejezési munkák szükségességét is.

2. Szilárdság és tartósság

A cink nyomásos öntés lehetővé teszi a különböző ötvözetek használatát. Ezeknek az ötvözeteknek kiváló mechanikai tulajdonságokra van szükségük. Ezek közé tartozhat a jó ütésállóság és szakítószilárdság. Mindezek mellett a cink nyomásos öntött alkatrészeket erőssé és tartóssá teszi. Így az alkatrész jobban elviseli a jelentős mechanikai igénybevételt és kopást. Ezért használják széles körben a cink nyomásos öntést az alkalmazásokban, azaz az autóiparban és az ipari berendezésekben.

3. Felületkezelés

A cinknyomásos öntés segít a sima felületű alkatrészek előállításában. Így nagyon könnyen alkalmazható a bevonatolás és a befejezés. Ezzel együtt eredendő felületi minőséggel rendelkezik. Így lehetővé teszi a különböző utólagos öntési folyamatokat. Ezek közé tartozhat a festés, a porfestés és a galvanizálás. A cink nyomásos öntvények tehát esztétikus megjelenést és korrózióállóságot garantálnak. Mindezek mellett rendkívül pontos végtermékeket is előállít.

4. Hatékonyság

A cinknyomásos öntés hatékony és megbízható módja a fémalkatrészek gyártásának. Nagy gyártási sebességgel rendelkezik, minimális megmunkálással. Ezenkívül nagy mennyiségek gyártására is alkalmas. Így alkalmas nagy volumenű gyártási sorozatgyártásra. Így csökkentik a gyártási időt és a költségeket.

5. Költséghatékony

Ez a technika nagyon gazdaságos más öntési módszerekhez képest. Sima felületet ad magának. Így nincs szükség másodlagos műveletekre. De igen, a cinknyomásos öntés kezdeti költségei meglehetősen magasak, azaz a szerszámtervezés költségei. De amikor tömegtermelésre kerül sor, a költségek csökkennek és következetes eredményeket adnak.

Milyen hátrányai vannak a cinknyomásos öntésnek?

Az előnyökhöz hasonlóan a cinknyomásos öntésnek is vannak hátrányai. Beszéljük meg őket itt.

1. Méretbeli korlátozások

A cinknyomásos öntés megfelel a kis- vagy közepes méretű gyártásoknak. Ha nagyméretű alkatrészeket próbál készíteni, akkor ez az eljárás korlátokat kínál. Ez általában az öntőgépek és a szerszámméretek miatt történik. Így a nagyméretű alkatrészek elkészítéséhez más alternatívákat is találhat.

2. Magas kezdeti költség

Amint azt már korábban tárgyaltuk, a cinknyomásos öntési módszer speciális terveket és szerszámokat igényel. Így nyilvánvaló, hogy magasabb költségekkel jár, mint más technikák. Ez tehát kevésbé teszi hasznossá a kisebb gyártások esetében. Azonban nagy gyártási mennyiségek előállításához következetes formatervezéssel ez is használható.

3. Hővezető képesség

A cinkötvözetek jobb hővezetők, mint más fémek. Így a folyamat során nehezen kezelhetővé válik a hő. Ezért gondosan meg kell tervezni a formát. Emellett megfelelő hűtési stratégiákat is hozzá kell adnia a hibák elkerülése érdekében.

Milyen alternatívák állnak rendelkezésre a cinknyomásos öntéshez?

A cinknyomásos öntés előnyeinek és hátrányainak összehasonlításával különböző alternatívákat próbálhatunk ki a kívánt alkatrészek előállításához. Tehát ezek magyarázata az alábbi táblázatban található.

Alternatív	Anyag	Előnyök	Hátrányok	Alkalmazások
Alumínium Die Casting	Alumínium ötvözetek	Könnyű, korrózióálló	Magasabb olvadáspont	Autóipari alkatrészek, repülőgép-alkatrészek
Magnézium Die Casting	Magnézium ötvözetek	Nagyon könnyű, jó szilárdság/tömeg arány	Drágább anyag	Szórakoztató elektronika, autóipari alkatrészek
Műanyag fröccsöntés	Hőre lágyuló műanyagok	Könnyű, sokoldalú	Alacsonyabb szilárdság és tartósság	Fogyasztási cikkek, orvostechnikai eszközök
Homoköntés	Különböző fémek	Jó nagyméretű alkatrészekhez, alacsonyabb szerszámköltség	Durva felületkezelés, kisebb pontosság	Motorblokkok, nagy gépalkatrészek
Beruházási öntés	Különböző fémek	Nagy pontosság, kiváló felületkezelés	Magas költségek, hosszabb gyártási idő	Turbinalapátok, orvosi implantátumok
Porkohászat	Fémek és ötvözetek	Nagy pontosság, minimális hulladék	Kisebb alkatrészek, magas szerszámköltségek	Fogaskerekek, csapágyak, szerkezeti elemek
Bélyegzés	Fémek	Nagy sebességű gyártás, alacsony költségek	Lapos vagy egyszerű formák, magas kezdeti szerszámköltségek	Autóipari panelek, elektronikus alkatrészek
Kovácsolás	Fémek	Nagy szilárdság, kiváló tartósság	Egyszerűbb formák, nagyobb anyagpazarlás	Autóipari, repülőgépipari alkatrészek

Következtetés

Összefoglalva, a cinknyomásos öntés okos technika a fémalkatrészek gyártására. Számos iparágban számos alkalmazása van. Itt a cinkfém olvadt állapotba kerül, és egy kemencébe fecskendezik. Ezt követően nagy nyomásnak van kitéve, és a szerszám üregébe helyezik. Ezután elkezdi elérni a szerszám alakját, és hagyják kihűlni. A megszilárdulás után a cinkdarab kilökődik a szerszámüregből, és ellenőrzik, hogy szükség van-e vágásra vagy felületkezelésre. Tehát ez egy meglehetősen egyszerű lépés. Ezt jelentősen használják a kis alkatrészek készítéséhez és a nagy gyártások ellátásához. Tehát széles körben használják számos iparágban.

Gyakran ismételt kérdések

Q1. Hogyan lehet összehasonlítani a cink öntést az alumínium öntéssel?

Nos, mindkettő cink öntvény és az alumínium öntvény alkatrészek a fém megolvasztásával kezdődnek, majd elérik a forma alakját. A cink nyomásos öntvények azonban precízek és felületkezeltek. Másrészt az alumínium öntvények hasznosak a könnyebb, jó korrózióállóságú alkatrészekhez.

Q2. Újrahasznosíthatóak a cink öntött alkatrészek?

Abszolút igen, a cink öntött alkatrészek hővezetők. Így bizonyos hőmérsékleten könnyen megolvadhatnak. Így teljes mértékben újrahasznosíthatóak és rendkívül jót tesznek a környezetnek.

Q3. Milyen utókezelési technikákat alkalmaznak általában cink nyomásos öntvény alkatrészek készítéséhez?

Több is van. Tehát a leggyakoribb utókezelési technikák a megmunkálás, a galvanizálás, a festés és a porfestés.

Home    Megoldás   Támogatás    Linkek    Karrier    Blog    Oldaltérkép

Szerzői jog © 2011-2014 GC Precíziós szerszám minden jog fenntartva