Versatilitatea, precizia dimensională și proprietățile mecanice ridicate reprezintă unele dintre caracteristicile comune care au făcut ca turnarea sub presiune a zincului prin placare să fie una dintre cele mai utilizate tipuri de turnare sub presiune. Dar atunci când cerința este de a îmbunătăți finisarea suprafeței, rezistența la coroziune sau aspectul, atunci placarea cu zinc turnat sub presiune devine un proces critic. Opțiunile de tratare a suprafeței, cum ar fi galvanoplastia, oferă o lume de oportunități pentru piesele de zinc turnate sub presiune, deoarece această procedură poate îmbunătăți atât performanța, cât și estetica produselor pentru a se potrivi diferitelor aplicații din sectoarele auto, electronic, home hardware și medical.

Acesta este un ghid complet care vă va ajuta să înțelegeți procesul de placare a zincului turnat sub presiune, pregătirea acestei suprafețe și provocările cu care se confruntă, precum și metodele comune, cum ar fi cromarea și sinergia dintre aliajul de aluminiu turnat sub presiune, placare și anodizare.

Ce este Zinc Die Casting?

Zinc turnat sub presiune este un tip de proces de fabricație prin care aliajul de zinc topit este forțat sub presiune ridicată într-o matriță de oțel. Acest proces este utilizat pentru a produce piese complexe în volume mari, cu toleranțe mici și o bună repetabilitate. Punctul de topire scăzut, fluiditatea și calitățile mecanice superbe ale zincului fac din acesta metalul ales în multe cazuri pentru a forma piese care necesită rezistență și precizie la un preț avantajos.

Deși aceștia sunt factorii doriți, proprietățile de suprafață ale zincului necesită în mod normal îmbunătățirea prin procese de placare cu zinc turnat sub presiune pentru a satisface cerințe ridicate, cum ar fi rezistența la uzură, protecția împotriva coroziunii și frumusețea. 

Ce se înțelege prin placare cu zinc?

Placarea cu zinc înseamnă placarea cu zinc, de exemplu sub forma unui strat subțire pe suprafața unui al doilea metal sau material. Acest lucru se realizează în general prin galvanoplastie, prin care se depune zinc pe suprafață prin trecerea unui curent electric printr-o baie chimică.

Există două aplicații majore ale zincării prin placare.

1. Placare cu zinc (pe alte metale)

• În acest caz, zincul este finisajul care este plasat pe un alt material, cum ar fi oțelul sau fierul.
• Scop: evitarea ruginii și a coroziunii.
• Familiarizat cu elemente de fixare, șuruburi, piulițe și componente auto.

2. Zinc Die Casting Placare 

În acest caz, zincul este materialul de bază, iar altele sunt placate pe acesta, cum ar fi cromul sau nichelul.

• Scop: îmbunătățirea atractivității, a protecției împotriva coroziunii sau a rezistenței componentelor din zinc.

• Plating zinc die casting se referă la actul de acoperire (ca în crom sau nichel) un aliaj de zinc die-cast componentă pentru a îmbunătăți caracteristicile de suprafață.

Motivul pentru care este necesară placarea Zinc Die Casting

Zincul gol conține oxidare, pătare sau deteriorare estetică în timp. Aici este necesară placarea piesei turnate sub presiune din zinc. Piesa de zinc va primi un strat de un alt metal, de exemplu nichel, cupru sau crom, de obicei prin galvanoplastie sau placare chimică. Acest lucru poate fi utilizat în mai multe moduri:

• Rezistență la coroziune: Un material placat acționează ca un scut pentru a menține miezul de zinc inculcat în proiectilele umede și în alte medii.
• Estetică: Placarea îmbunătățește strălucirea și finisajul, oferind un aspect mai bun componentelor produselor și mai atractiv pentru produsele orientate spre client.
• Rezistență la uzură: Anumite placări oferă duritate și rezistență la coroziune a suprafeței, făcând-o rezistentă la uzură.

Conductivitatea electrică: În electronică, unele placări metalice sporesc performanța electrică.

Plating Zinc Die Casting Process

Placarea cu aliaj de zinc este o metodă sensibilă și necesită curățare, activare și acoperire intermediară corespunzătoare. Schema procesului ar fi următoarea:

1. Curățarea și degresarea suprafețelor

Partea din zinc turnat sub presiune trebuie curățată bine înainte de placare. Detergenții alcalini sau degresanții cu ultrasunete îndepărtează uleiurile, grăsimile, agenții de eliberare a matriței și murdăria. Acest lucru este vital pentru ca straturile de placare să poată adera bine.

2. Decapare cu acid/ gravură

Partea este apoi curățată prin decapare acidă după degresare, ceea ce elimină orice straturi de oxid sau alți contaminanți de pe suprafață. De asemenea, poate fi gravată ușor pentru a induce o textură puțin aspră suprafeței, ceea ce îmbunătățește legătura mecanică a placării cu suprafața.

3. Activarea zincului

Zincul este un metal foarte reactiv care formează rapid oxizi. Piesa este scufundată într-o soluție de activator de zinc pentru a oferi o suprafață activă curată pe care va avea loc placarea. Acest lucru ajută la evitarea reacției oxizilor între curățare și placare.

4. Strat de cupru

Suprafața de zinc este apoi electroplacată cu un strat fin de cupru (cunoscut și sub denumirea de "strike"). Acest strat îmbunătățește aderența și duce la formarea unui substrat solid care acționează ca o platformă pentru placarea ulterioară. Acoperirea directă a zincului tinde să facă bășici sau să se exfolieze în absența straturilor de cupru.

5. Placare principală (nichel, crom, etc.)

Miezul primește stratul de metal principal după atingerea cuprului. Acesta este:

• Nichel: să fie rezistent la coroziune și neted
• Crom: pentru a o face durabilă și strălucitoare
• Staniu sau aur: electrice sau cosmetice

Depunerea metalului selectat se realizează prin galvanoplastie cu ajutorul curentului electric într-un mediu care conține ioni metalici.

6. Clătirea și neutralizarea

Piesele sunt apoi clătite în apă deionizată între etape pentru a evita contaminarea între băile chimice. Procedurile de neutralizare elimină acizii sau sărurile rămase care ar putea influența calitatea placării.

7. Uscare/ Inspecție

Piesele sunt uscate după clătirea finală cu ajutorul suflantelor de aer sau al cuptoarelor. Acestea sunt apoi supuse unei examinări vizuale, unui test de grosime și de aderență pentru a se asigura că acoperirea trece testele.

Finisare posttratament opțională

De obicei, se poate aplica un strat de acoperire suplimentar, de exemplu, un lac transparent sau un agent de etanșare, pe anumite zone, pentru a rezista la coroziune sau pentru a obține un aspect mai bun. Altele pot fi lustruite sau arse (lustruite) pentru a obține un finisaj în oglindă.

Plating Zinc Die Casting Provocări

Deși avantajoasă, acoperirea cu zinc turnat sub presiune prezintă mai multe dificultăți tehnice:

• Porozitatea suprafeței: Turnarea poate cauza porozitate în gaz în timpul turnării, din cauza căreia placarea nu se poate lipi.
• Reactivitatea zincului: Zincul este foarte reactiv și trebuie placat imediat ce este pregătit.
• Toleranțe dimensionale: Grosimea finisajelor de placare trebuie să fie bine controlată astfel încât să nu afecteze potrivirea finală a piesei.

Pentru a pune în aplicare aceste probleme, sunt necesare standarde ridicate de precizie a turnării sub presiune și a controlului procesului.

Placare cu crom Zinc turnare sub presiune

Cromarea zincului turnat sub presiune este un proces foarte popular și foarte râvnit. Acest tip de galvanoplastie presupune acoperirea unei piese cu crom pentru a-i spori aspectul și rezistența. În cele mai multe cazuri, se realizează printr-un strat de bază de cupru, apoi nichel care este completat cu un strat subțire de crom.

Proprietăți avantajoase ale placării cu crom:

• Finisaj tip oglindă: O finisare tipică a ornamentelor auto, a corpurilor de baie și a finisajelor hardware
• Duritate: Cromul este foarte rezistent la zgârieturi și la uzură
• Protecție împotriva coroziunii: Controlul mașinilor, pieselor de mașini sau pieselor care sunt expuse la intemperii sau la substanțe chimice
• Ușor de curățat: De asemenea, cromul nu poate fi ușor pătat sau chiar șters.

Dezavantajul semnificativ este că turnarea sub presiune a zincului cromat utilizează substanțe chimice otrăvitoare, cum ar fi cromul hexavalent, care au restricții stricte de mediu. O mulțime de producători trec la crom trivalent și la alte opțiuni de placare ecologice.

Beneficiile pieselor turnate sub presiune din zinc cromat

1. Îmbunătățirea aspectului

Finisajul cromat este luminos, strălucitor și neted, ceea ce este mult mai bun decât aspectul componentelor turnate sub presiune din zinc. Un astfel de finisaj ca o oglindă se potrivește cel mai bine pe secțiunile decorative ale producției, cum ar fi automobilele, aparatele și produsele de consum.

2. Rezistență mai bună la coroziune

Zincul este în mod natural necorosiv, deși protecția sa este mai puternică prin adăugarea unui strat de crom. Acest dublu strat de protecție protejează componenta împotriva aerului, umidității, acizilor, alcalinilor și oxidării, astfel încât este potrivită pentru funcțiile în exterior și în condiții de umiditate ridicată.

3. Foarte rezistent la uzură și zgârieturi

Cromul este un metal foarte dur și acest lucru face ca suprafața pieselor placate să fie foarte rezistentă la zgârieturi, precum și la efectul uzurii mecanice. O astfel de rezistență este deosebit de utilă în cazul acelor componente care sunt în mod constant manipulate, frecate sau deplasate.

4. Durată de viață mai lungă a produsului

Acest lucru se realizează prin creșterea durității suprafeței și a rezistenței la coroziune, îmbunătățind durata de viață a componentelor din zinc turnat sub presiune prin cromare. Componentele trăiesc mai mult, rămân mai puternice, sunt funcționale și, de asemenea, arată bine, eliminând înlocuirile sau reparațiile costisitoare.

5. Curățare și întreținere simple

Are o adâncitură cromată netedă care nu se murdărește, nu acceptă pete și nu lasă amprente, ceea ce înseamnă că poate fi curățată și întreținută cu ușurință. Acest lucru este deosebit de important în cazul accesoriilor de baie, al echipamentelor spitalicești și al cazurilor electronice în care curățenia și estetica contează cel mai mult.

6. Stick fin pe zinc

Piesele care pot fi turnate în zinc sub presiune au o bună compatibilitate cu placarea. Atunci când este aplicat pe o suprafață pregătită folosind un strat de bază de cupru-nichel, cromul se lipește de suprafață, reducând astfel șansele de exfoliere sau decojire în timpul utilizării.

7. Este rentabil pentru producătorii de masă

Turnarea sub presiune a zincului este un proces de producție de volum foarte mare, iar cromarea are o valoare foarte ridicată și nu are ca efect creșterea drastică a costului de producție. Acest lucru face posibilă fabricarea de componente durabile și aspectuoase în cantități uriașe.

Zinc Die Casting Opțiuni de placare

1. Placare cu nichel

Printre cele mai comune placări cu nichel aplicate pieselor turnate sub presiune din zinc se numără placarea cu nichel. Acesta oferă, de asemenea, o mare rezistență la coroziune, oferă o senzație de netezime și lustruire și îmbunătățește rezistența la uzură. Este aplicat în mod obișnuit ca strat de bază al altor tipuri de acoperire, cum ar fi cromul.

2. Placare cu crom

Cromarea este o procedură de acoperire a cromului cu o bază de nichel. Acesta oferă un finisaj lucios, ca o oglindă, duritate superbă și rezistență la abraziune. Este utilizat de obicei în cadă, garnituri auto, precum și ornamente.

3. Placare cu cupru

Acoperirea se aplică de obicei ca o soluție de fixare între suprafața de zinc și acoperirea finală. Aceasta îmbunătățește o legătură excelentă și elimină orice mici defecte de suprafață. În electronică, uneori, ecranarea EMI este asigurată cu un strat de cupru mai gros.

4. Placare cu nichel fără electroliți

Spre deosebire de galvanizarea convențională, nichelarea chimică nu implică electricitate. Acesta aplică nichel pe piesă într-un mod uniform prin intermediul unei reacții chimice. Funcționează cel mai bine cu forme complicate, are o uniformitate fantastică și este rezistent la coroziune și uzură.

5. Placarea cu staniu

Placarea cu staniu oferă un finisaj moale, strălucitor, care nu este toxic și se poate lipi cu ușurință; prin urmare, este potrivit atunci când este utilizat cu componente electrice. Este adesea depus peste un strat de cupru, pentru a spori aderența la metalul zinc.

6. Placare cu zinc (pe alte metale)

Deși piesele turnate sub presiune din zinc nu sunt de obicei placate în acest mod, alte metale (cum ar fi oțelul) pot fi acoperite cu zinc. Acesta oferă o siguranță fundamentală împotriva ruginii și poate fi aplicat ca strat sacrificial pentru a evita rugina.

Finisarea suprafeței Aliaj de aluminiu turnat sub presiune Placare Anodizare

În turnarea sub presiune, chiar dacă turnarea sub presiune a zincului are un avantaj ridicat, turnarea sub presiune se face și cu alte aliaje de aluminiu, care sunt ușoare și au un raport rezistență/greutate excelent. Aluminiul prezintă însă noi probleme când vine vorba de placare și finisare. Aici intră în joc turnarea sub presiune a aliajelor de aluminiu, procesul de placare și anodizare.

Ce înseamnă anodizarea?

Anodizarea implică îngroșarea electrochimică a oxidului natural pe componentele din aluminiu. Tehnologia, spre deosebire de placarea convențională, nu adaugă o altă placă de metal, ci modifică suprafața aluminiului în sine.

Un amestec de placare și anodizare

Dintre cele de mai sus, ambele metode au aplicații într-o anumită industrie, în care una urmează celeilalte sau în care sunt utilizate metode diferite ale părții. De exemplu:

• Zonele de structură care trebuie să fie tratate cu sârguință împotriva coroziunii pot fi anodizate.
• Conductivitatea poate fi aplicată sub formă de nichelare sau etajare pe suprafețele de contact.
• Selectarea și aranjarea adecvată a proceselor de turnare sub presiune, placare cu aluminiu și anodizare ar face o mare diferență în termeni de aplicare și longevitate. 

Tabel comparativ tehnic Plating Zinc Die Casting

Tabelul de mai jos reprezintă o comparație tehnică a proceselor de turnare sub presiune a zincului prin placare și a performanțelor și proprietăților materiale importante ale acestora, inclusiv duritatea, grosimea, aderența, rezistența la coroziune și așa mai departe. Tabelul se poate potrivi cel mai bine inginerilor, cercetătorilor în domeniul materialelor sau altor specialiști în producție.

Utilizări ale placării Zinc Die Casting

1. Industria auto

Piesele turnate sub presiune din zinc placat își găsesc o aplicare largă în industria auto, unde sunt utilizate atât în scop funcțional, cât și pentru decorare. Ornamentele cromate, emblemele, mânerele ușilor și aliniamentele interioare prezintă o opțiune mai bună deoarece rezistă la coroziune și uzură. Alte componente de sub capotă pot fi, de asemenea, placate pentru a rezista la căldură și umiditate.

2. Electronice de consum

Piesele turnate sub presiune din zinc placat sunt utilizate în electronică ca carcase elegante, butoane și conectori. Placarea a îmbunătățit, de asemenea, estetica, împreună cu ecranarea EMI și durabilitatea, care este de cea mai mare importanță pentru dispozitivele de înaltă performanță cu durată de viață lungă.

3. Feronerie pentru baie și bucătărie

Piesele turnate sub presiune din zinc cromat sunt utilizate în mod obișnuit la robinete, robinete, mânere și capete de duș datorită rezistenței ridicate la apă, finisajului lucios și faptului că sunt ușor de curățat. Aceste componente sunt necostisitoare, atrăgătoare și rezistente, prin urmare ideale pentru a fi purtate la locul de muncă zilnic într-o locație umedă.

4. Echipament medical

Finisajele din zinc platinat constau în componente ale carcaselor de instrumente, butoane și mânere. Capacitatea de curățare și caracterul igienic al suprafețelor netede placate sunt importante pentru sterilizare, iar fiabilitatea este dată de zincul puternic turnat sub presiune.

5. Feronerie și mobilier arhitectural

Exemplele includ puncte de sprijin și balamale, butoane, piese turnate din zinc cu cromare și alte R care necesită un aspect elegant și fără rugină. Aceste componente sunt atât atractive, cât și durabile în spațiile rezidențiale, comerciale și de lucru.

6. Telecomunicații și componente electrice

Sistemele de telecomunicații și de alimentare implică conectori, terminale și carcase de protecție realizate din piese placate cu zinc. Placarea asigură o conductivitate excelentă, rezistență la coroziune și stabilitate dimensională în timpul utilizării îndelungate.

Considerații de reglementare și de mediu

1. Evacuarea apelor reziduale și a substanțelor chimice

Procesele de placare, care includ în principal cromarea, nichelarea și acoperirea cu cupru, produc deșeuri toxice sub formă de ape reziduale și nămoluri periculoase care necesită o tratare atentă înainte de a putea fi eliminate. Astfel de autorități de reglementare, cum ar fi EPA (Environmental Protection Agency) din SUA și din alte țări ale lumii, impun standarde ridicate de tratare și deversare a deșeurilor.

2. Utilizarea cromului hexavalent

Cromarea tradițională conține de obicei crom hexavalent, care este extrem de toxic și cancerigen. Utilizarea acestuia este în prezent controlată sau limitată în multe țări prin norme precum REACH (UE) și RoHS. În consecință, există un transfer lent, dar constant al industriei către crom trivalent și substanțe netoxice care sunt sigure pentru mediu și pentru lucrători.

3. Locul de muncă și emisiile în aer

Diferitele procese de placare sunt capabile să emită compuși organici volatili (COV), ceață acidă și fumuri metalice. Pentru a proteja lucrătorii și pentru a putea lucra în conformitate cu standardele OSHA sau cu alte standarde de siguranță la locul de muncă, aceste emisii ar trebui să fie limitate prin utilizarea sistemelor de ventilație, a epuratoarelor de fum și a echipamentelor de protecție individuală (EPI).

4. Utilizarea apei și a energiei 

Procesul de placare necesită un consum mare de energie electrică și de apă, în special în etapa de galvanizare și în etapa de clătire. Majoritatea instalațiilor au introdus sisteme în circuit închis, tehnologii cu consum redus de energie și tehnologii de reciclare pentru a minimiza taxele de mediu și a reduce costurile de exploatare.

5. Conformitate / certificare

Producătorii trebuie să respecte legislația de mediu locală și internațională, fiind frecvent întâlnite cazuri în care producătorii solicită certificarea ISO 14001 sau alte proceduri certificate de natură similară pentru a-și dovedi performanța sănătoasă și etică. Instalațiile de placare sunt inspectate și auditate periodic pentru a se asigura că îndeplinesc pe deplin toate cerințele de mediu.

Tendințele viitorului în tehnologia de placare

Odată cu dezvoltarea științei materialelor și a tehnologiilor de mediu, viitoarea venerare oficială a pieselor turnate sub presiune din zinc și procesele asociate devin mai ecologice, mai rentabile și mai variate:

• Nanocuverturi rezistente la uzură și căldură
• Anodizare și placare acoperiri hibride
• Controlul calității în IA cu îmbunătățirea consecvenței unui proces

Astfel de inovații vor crește în continuare aplicarea pe piață a cromării atunci când se utilizează turnarea sub presiune a zincului și turnarea sub presiune a aliajelor de aluminiu, placarea cu plastic și tăierea în cuburi, în special pe EV-uri, industria aerospațială și elemente ale aplicațiilor de energie regenerabilă.

Concluzie

Zincul turnat sub presiune este placat în mod convențional pentru a spori frumusețea, a preveni coroziunea sau a îndeplini alte cerințe funcționale în procesul de fabricație contemporan. Pe măsură ce nevoia de a avea piese durabile, stabile, frumoase și foarte funcționale crește, industriile continuă să utilizeze tehnici avansate de placare. Fie că este vorba de strălucirea nobilă a cromării pieselor turnate sub presiune din zinc în transporturi, fie de protecțiile hi-tech ale fosforului și anodizării pieselor turnate sub presiune din aliaje de aluminiu, tehnologiile de finisare a suprafețelor evoluează într-un ritm în dezvoltarea lor. Viitorul este promițător, cu sisteme de placare mai curate, mai eficiente și mai eficace, care nu numai că vor satisface necesitățile tehnice, dar vor fi, de asemenea, coordonate cu obiectivele globale de durabilitate.

Întrebări frecvente 

1. Ce este turnarea zincului sub presiune și semnificația procesului?

Placarea prin turnare sub presiune a zincului se referă la procesul de adăugare a unui strat subțire (metalic) de crom, nichel și cupru, printre alte metale, la componentele turnate sub presiune din aliaj de zinc. Acest lucru îmbunătățește rezistența la coroziune a piesei, durabilitatea sa la suprafață, precum și frumusețea sa. Se aplică în mod obișnuit în industria auto, electronică și de feronerie pentru casă pentru a îmbunătăți funcționalitatea și aspectul.

2. Este posibilă placarea cu crom a pieselor turnate sub presiune din zinc?

Nu, zincul nu este placat cu crom. Pentru început, zincul turnat sub presiune este supus unui strat de cupru înainte de stratul de nichel. Apoi, doar restul este cromat. Straturile multiple fac ca sistemul să creeze o fortăreață și nu formează nici o exfoliere sau exfoliere a stratului de crom.

3. Care este dificultatea în placarea cu zinc turnat sub presiune?

Există probleme cu materialul suprafețelor, deoarece acestea pot deveni contaminate, poroase și pot avea probleme cu aderența slabă atunci când baza nu este pregătită corespunzător. De asemenea, se formează cel mai ușor oxizi de zinc și, prin urmare, suprafața trebuie activată și placată cât mai curând posibil. Pregătirea și finisarea suficientă a suprafeței sunt etape importante pentru a avea o placare de înaltă calitate și rezistentă, fără defecte.

4. Este turnarea zincului placat ecologică?

Este, cu condiția să se facă în mod responsabil. În timp ce placarea convențională implică substanțe toxice, cum ar fi cromul hexavalent, majoritatea instalațiilor fac acum obiectul unor controale stricte de mediu, sunt nepericuloase și plătesc pentru a construi instalații de tratare a apelor reziduale și de purificare a aerului, astfel încât să nu existe efecte negative asupra naturii.