Цинковые сплавы для литья под давлением: Металлические сплавы цинка 2024

На сегодняшний день разработано более 25 цинковых сплавов. Среди цинковых сплавов выделяют два семейства: сплавы замак и за. Цинковые сплавы вносят значительный вклад в литье деталей под давлением. Например, литье под давлением цинка используется повсеместно: от зарядных станций электромобилей (EV) до компонентов смартфонов и дизайнерской мебели. 

Источник: (Система динамической беспроводной зарядки для электромобилей на основе сегментированных пластин из цинкового сплава)

Авторы: Анураг А. Гадгил, Арья Байролия, и Баламуруган Парандхаман

Исследователи из Университета Линчепинга изобрели перезаряжаемую цинк-лигниновую батарею. Эта конструкция уникальна и очень надежна, поскольку срок ее службы составляет более 8 000 циклов зарядки и разрядки. Эта инновация может стать дешевым и долговечным источником хранения энергии в районах с дефицитом электричества.

Рост числа электромобилей ставит уникальные задачи, связанные с необходимостью создания легких компонентов. Цинковые сплавы обладают улучшенным соотношением прочности и веса. Они также используются в корпусах батарей и компонентах зарядных станций.

Цинковые сплавы - это не просто сплавы. Они идеально подходят для изготовления многих промышленных деталей, таких как:  

Автомобильная промышленность

• Дверные ручки
• Радиаторные решетки
• Ободки приборов
• Компоненты двигателя

Потребительские товары

• Запчасти для бытовой техники
• Фурнитура для шкафов
• Игрушки

 Электроника

• Пульты дистанционного управления телевизором,
• Корпуса компьютерных колонок
• Экранирование от электромагнитных помех

Строительство

• Дверные ручки,
• Оконная фурнитура
• Rматериалы для орошения
• Декоративные архитектурные элементы

Другие отрасли промышленности

• спортивные товары, например, клюшки для гольфа

В этой статье мы узнаем о цинковых сплавах для литья под давлением, их процессе, материалах, преимуществах, применении и типах.

Список полных сплавов цинка (состав и примеры)

Цинковые сплавы для компонентов литья под давлением

Цинковые сплавы - универсальные материалы для изготовления деталей литья под давлением. Почему именно цинковые сплавы?

• Отличная литейная способность
•  Быстрое производство
• Минимальные дефекты литья
• Отличная стабильность размеров
• Хорошие механические свойства
• Повышенная прочность
• Высокая пластичность
• Высокая ударопрочность
• Естественная коррозионная стойкость
• Отличная обработка поверхности
•  Экономически эффективный

Что такое цинковые сплавы?

Цинковые сплавы - это универсальная группа металлов. Цинк (Zn) является основным элементом цинковых сплавов. В состав цинковых сплавов входят и другие элементы, каждый из которых имеет свою специфику в зависимости от области применения. Ниже приведены наиболее распространенные комбинации и их результаты

Популярные цинковые сплавы для литья под давлением

Zamak и ZA - популярные семейства цинковых сплавов для литья под давлением. Каждый из них имеет стандартизированный состав. Сплавы Zamak обычно содержат около 4% алюминия, в то время как сплавы ZA имеют более высокое содержание алюминия (до 8%) для повышения прочности.

Цинковые сплавы для литья под давлением представлены двумя основными семействами, каждое из которых отвечает определенным требованиям:

Соединение замак (замак 3, 5 и 7)

Характеристики:

Хорошая литейная способность

• Сплав Zamak обладает высокой стойкостью к расплаву и легко поступает в формы, в результате чего получаются более прочные формы и тонкие стенки. 
• Это позволяет ускорить производственный цикл и уменьшить количество ошибок при литье.

Сбалансированная прочность и пластичность: 

• Эти сплавы обеспечивают хороший баланс прочности и гибкости. 
• Они прочнее, чем большинство неметаллических сплавов для литья под давлением.
• Они могут выдерживать нагрузки, направленные вниз, но при этом обладают определенной прочностью.

Отличная коррозионная стойкость

• Сплавы Zamak обладают присущей им коррозионной стойкостью.
• Они могут быть дополнительно усилены гальваническим покрытием или хромированием.

Общее применение

Благодаря своей сферической форме краска Zamac широко используется в различных областях, например

• Запчасти для автомобилей: дверные ручки, решетки радиатора, ободки приборов
• Расходные материалы: ручки для смесителей, детали для бытовой техники, фурнитура для шкафов и игрушки
• Электроника: корпус, радиаторы и другие компоненты

Сплавы ZA (ZA-8, ZA-12, ZA-27)

Характеристики

Повышенное содержание алюминия

• Сплавы ZA содержат значительно большее количество алюминия (8%), чем сплавы Zamak (около 4%).

Улучшенная прочность и сопротивление ползучести

• Повышенное содержание алюминия увеличивает общую прочность сплава. 
• Он также повышает сопротивление ползучести - медленному изменению материала под действием постоянного напряжения.

Области применения, требующие высокой прочности и стойкости к ползучести

• Сплав ZA - это первый выбор, когда важны прочность и устойчивость к деформации. 

Общее применение

• Запчасти для автомобилей: Аксессуары, такие как кронштейны и детали двигателя
• Аксессуары: дверные ручки, петли и замки
• Промышленное оборудование: Материалы, требующие высокой коррозионной стойкости

Сравнение свойств сплавов Zamak и ZA

Ниже приведена таблица, в которой сравниваются основные характеристики сплавов Zamak и ZA:

Выбор подходящего цинкового сплава

Выбор подходящего цинкового сплава зависит от ваших приоритетов. Нужны сложные конструкции и быстрое производство? Сплавы Zamak выигрывают благодаря своей удивительной литейной способности. 

Однако если для вас важна высокая прочность и упругость, выбирайте сплавы ZA. Они выдерживают более тяжелые массы и лучше сопротивляются изгибу, но литье из них может быть сложнее.

Рассмотрите:

• Замак для повседневных предметов, таких как дверные ручки
• Сплавы ZA для конструктивных элементов, таких как автомобильные кронштейны

Вот таблица, в которой приведены критические свойства сплавов Zamak и ZA:

Преимущества компонентов цинкового литья под давлением

Детали, изготовленные методом литья под давлением из цинка, выделяются в производственной отрасли благодаря впечатляющему сочетанию свойств и экономических преимуществ. Вот что делает его таким популярным:

• Низкая температура плавления: Низкая температура плавления цинка (около 380 °C) позволяет ему быстро затекать в формы, создавая эффектные формы и тонкие стенки. Это означает: 
• Ускоренная обработка: Формы заполняются быстрее, что приводит к сокращению сроков производства. 
• Меньше ошибок: Более медленная скорость потока снижает вероятность того, что готовые изделия будут оголены или потрескаются. 
• Сильная терпимость: Литье из цинка исключительно хорошо сохраняет форму после охлаждения, в результате чего получаются детали с однородным дизайном и строгими допусками. Это устраняет необходимость в новом оборудовании, что экономит время и деньги. 

Цинковые сплавы: Механические свойства

Прочность и пластичность

Цинковые сплавы обеспечивают прекрасный баланс. Они прочнее, чем большинство обычных неметаллических сплавов для литья под давлением. Цинковые сплавы могут выдерживать более высокие нагрузки. Кроме того, они идеально подходят для применений, требующих прочности. 

Дополнительные преимущества

Естественная коррозионная стойкость

Цинк обеспечивает естественную защиту от коррозии, что делает его пригодным для использования в воде или в простых условиях. Эта естественная стойкость может быть дополнительно усилена гальваническим покрытием или хромированием для еще большей защиты, что в некоторых случаях снижает необходимость в дополнительных покрытиях. 

Тепло- и электропроводность 

Хорошая теплопроводность цинка делает его идеальным материалом для теплоотводов, помогая предотвратить рассеивание тепла в электронных компонентах. Его электрические свойства также могут быть полезны в некоторых электрических приложениях. 

Перерабатываемые 

Цинк хорошо поддается вторичной переработке. Отходы от процесса литья под давлением и старый цинковый материал могут быть использованы повторно, что способствует устойчивому развитию производства. 

Стоимость 

Сам цинк относительно экономичен, а процесс литья под давлением эффективен. Такое сочетание делает литье цинка под давлением экономически выгодным процессом массового производства. 

В заключение следует отметить, что детали, изготовленные методом литья под давлением из цинка, обладают такими замечательными свойствами, как:

• скорость
• точность
• прочность
• доступность
• экологичность

Это делает его универсальным и ценным решением для многих отраслей промышленности.

Процесс литья под давлением цинковых сплавов 

Литье цинка под давлением - это процесс, в ходе которого расплавленный цинк превращается в однородные, плотные детали.

• Горячее камерное литье под давлением: Формирование цинка со скоростью Горячее камерное литье под давлением очень эффективно для цинковых сплавов из-за их низкой температуры плавления. Вот как это делается: 
• Подготовка штампов и расплавленный цинк: Металлические формы очищаются, смазываются и предварительно нагреваются. Тем временем расплавленный цинк находится в печи, готовый к отливке. 
• Инжекция под высоким давлением: Плунжер подает расплавленный цинк под высоким давлением в форму, заполняя ее еще большим количеством деталей. 
• Застывание и выталкивание: Цинк быстро остывает и затвердевает, принимая форму формы. После застывания форма открывается, и выталкивающие штифты выталкивают новую отливку. 
• Обрезка и отделка: Лишний материал удаляется с литника и излишков. Отливка может потребовать дополнительной отделки, такой как удаление заусенцев, нанесение покрытия или покраска.
• Преимущество горячей камеры: Этот метод обеспечивает более быстрое время цикла, поскольку расплавленный металл находится в постоянном доступе, а настройка оборудования проще, чем при использовании холодной камеры. 

Преимущество литья под давлением перед другими методами 

Литье под давлением имеет явные преимущества перед другими методами литья:

• Высокая производительность и повторяемость: Высокое давление и автоматизация позволяют быстро производить однородные и качественные детали.
• Сложные формы и жесткие допуски: Литье под давлением позволяет создавать сложные формы с тонкими стенками и жесткими допусками благодаря точным формам и высокому давлению впрыска.

Литье под давлением из цинкового сплава обеспечивает быстрый и экономичный метод производства прочных и высококачественных деталей в больших количествах.

Области применения цинкового литья под давлением

Детали, отлитые под давлением из цинка, используются в различных отраслях промышленности. Давайте рассмотрим некоторые примеры:

Автомобильная промышленность

Литье цинка под давлением широко используется в автомобильной промышленности для многих целей. Отлитые под давлением цинковые детали обеспечивают автомобильной промышленности прочность, точность и экономию затрат на компоненты и детали. Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых применений.

• Кронштейны двигателя 
• Корпуса трансмиссии
• Дверные ручки
• Ручки
• Безели
• Кронштейны

Потребительская индустрия

Детали, изготовленные методом литья под давлением, имеют отличные примеры в потребительской промышленности. Литье цинка под давлением позволяет создавать сложные и красивые конструкции для потребительских товаров. Производство высококачественных деталей для дверей, фурнитуры и мебели. Этот процесс обеспечивает долговечность и коррозионную стойкость изделий. Некоторые распространенные примеры:

• Теплоотводы
• Дверные ручки
• Петли 
• Мебельные детали

Освещение

Детали, отлитые под давлением из цинка, имеют множество преимуществ в электротехнической промышленности. Цинковые сплавы прочнее многих пластмасс и других металлических сплавов. Цинк также обладает превосходными свойствами электромагнитного экранирования и гашения вибраций, что очень важно при защите внутренних электрических компонентов.

Некоторые распространенные примеры:

• Осветительные приборы
• Отражатели

Робототехника

Существует огромный спрос на легкие и функциональные компоненты, способные выдерживать повторяющиеся движения роботов. Литье под давлением с использованием цинка позволяет создавать сложные формы с оптимальным соотношением прочности и веса. Сегодня цинковое литье под давлением изучается для использования во многих роботизированных деталях, таких как:

• Роботизированные руки,
• Захваты
• Корпус датчика

Сравнение литья под давлением цинка с литьем алюминия

Выбор цинкового или алюминиевого литья под давлением зависит от ваших приоритетов. Ниже приведена таблица с основными различиями:

Цинк обеспечивает стабильность формы и движения, а алюминий укрепляет жесткие компоненты.

Заключение

Цинковые сплавы отлично подходят для литья под давлением благодаря выигрышному сочетанию материала и экономичности. Они обладают превосходными свойствами, такими как:

• Хорошая прочность
• Естественная коррозионная стойкость
• Возможность переработки

Процесс литья под давлением обеспечивает более точные детали, более высокую скорость производства и меньший объем последующей обработки. Цинковые сплавы идеально подходят для крупносерийного производства в промышленности. Эти сплавы имеют широкий спектр применения - от автомобилестроения до бытовой электроники. Литье цинка под давлением молчаливо формирует наш повседневный мир.

Вопросы и ответы

Потускнеют ли цинковые сплавы?

Цинковые сплавы также подвержены потускнению, но это не похоже на ржавление железа. Вот как это выглядит:

Потускнение против ржавчины: Ржавчина - это коррозия, связанная с железом (Fe). Железо соединяется с кислородом и влагой и выделяет оксид железа, который обычно называют ржавчиной. Это красное, шелушащееся вещество разрушает металл.

Коррозия цинковых сплавов: При контакте с атмосферой цинковые сплавы вступают в реакцию с кислородом, образуя оксид цинка. Этот слой обеспечивает некоторую защиту последующих слоев, но он образует белую пленку, которая портит отделку.

Что такое медно-цинковый сплав?

Другое название латуни - медно-цинковый сплав. Это, пожалуй, один из самых широко используемых и наиболее гибких видов металлических сплавов. Латунь - это сплав, полученный путем соединения меди и цинка, причем в соотношении меди больше, чем цинка: примерно 66% меди и 34% цинка.

Что такое кроссворд из сплава меди и цинка?

Решением кроссворда для термина; сплав меди и цинка будет БРАСС.

Вот почему:

Материал: Медно-цинковый сплав принято называть латунью.

Длина кроссворда: "Латунь" вполне уместна в пяти или шести буквах - типичная длина для ответов в кроссвордах.

Хотя существуют и другие сплавы на основе меди, например, сплав меди и олова, известный как бронза, самым распространенным является латунь.

Что такое цинковый сплав?

Цинковый сплав - это тип металла, основным компонентом которого является цинк, но для улучшения свойств в него добавляют другие металлы. Вот его описание:

Цинк: Основа сплава, обеспечивающая оптимальную стоимость, вес и формуемость материала.

Легирующие элементы: Как правило, это такие металлы, как алюминий, медь, магний и, иногда, железо. Каждый элемент привносит свои специфические свойства: Каждый элемент привносит свои специфические свойства:

Алюминий: Повышает прочность, снижает температуру плавления и помогает при литье.

Медь: Улучшение таких свойств, как прочность, коррозионная стойкость и обрабатываемость.

Магний: Улучшает стабильность размеров и литейные свойства.

Железо повышает прочность и коррозионную стойкость, но при использовании в больших количествах может сделать сплав хрупким.

Может ли цинковый сплав ржаветь?

Цинковые сплавы не ржавеют в прямом смысле слова, потому что ржавчина - это точная форма коррозии, происходящей с железом. Однако цинковые сплавы не ржавеют, они корродируют иначе, чем сталь. Вот как это выглядит:

Ржавчина: Железо (Fe) соединяется с кислородом (O2) и влагой (H2O), образуя оксид железа (Fe2O3), который известен как ржавчина. Это красное, чешуйчатое вещество приводит к потере прочности элемента.

Цинковый сплав Коррозия: При контакте с атмосферой цинковые сплавы могут образовывать слой оксида цинка - соединения цинка и кислорода. Этот слой защищает от дальнейшей коррозии, но на поверхности появляется белый оттенок, который может испортить внешний вид изделия.