В автомобильной промышленности необходимы детали, которые не тяжелы, выдерживают сложные условия эксплуатации, очень точны и при этом доступны по цене. Литье под давлением с использованием цинка гарантирует эти качества. В частности, литье под давлением цинка для автомобильной промышленности стало предпочтительным производственным процессом для изготовления крупносерийных сложных деталей с превосходной точностью размеров и качеством поверхности. Использование этого метода находит широкое применение в дверных ручках, деталях рулевого управления и электронных корпусах, используемых в современных автомобилях.

Сила цинкового литья автомобильных деталей заключается в использовании сплавов Zamak - семейства материалов на основе цинка, известных своей литейной способностью, прочностью и устойчивостью к износу и коррозии. Именно поэтому эти детали выглядят сложными и достигают столь жестких стандартов качества и автомобильных стандартов. Кроме того, процессы литья под давлением цинка позволяют осуществлять высокоскоростное производство: время цикла часто составляет менее 30 секунд, а срок службы формы превышает один миллион циклов. Благодаря этому снижаются затраты, а каждая деталь соответствует ожидаемому качеству, что крайне важно для поставщиков автомобилей.

В последние годы переход на легкие транспортные средства и электромобили еще больше увеличил спрос на решения для литья под давлением из замака, благодаря их способности интегрировать множество функций в одну деталь, оставаясь при этом перерабатываемыми и эффективными.

История автомобильного цинкового литья под давлением

Литье под давлением из цинка началось более века назад, в начале XX века. Сначала цинковые сплавы использовались в полиграфии и для производства потребительских товаров, но в 1930-х годах они стали использоваться в автомобилях. Поскольку автомобили превращались в более детализированные машины, им также требовались прочные детали из более легких металлов.

Область литья кардинально изменилась, когда появились сплавы Zamak, изготовленные из цинка с добавлением других элементов. Слово Zamak образовано от немецких слов, обозначающих цинк, алюминий, магний и медь. Эти сплавы обладали превосходными литейными характеристиками и быстро завоевали популярность в автомобильном цинковом литье.

К 1950-60-м годам многие детали автомобилей - от дверных ручек до корпусов карбюраторов - стали массово производиться с использованием технологии литья под давлением из цинка. Благодаря более совершенным машинам для литья под давлением и улучшенной технологии изготовления форм, цинк стал играть еще большую роль.

Что такое цинковое литье под давлением?

При литье под давлением цинка расплавленный сплав цинка выдавливается через сопло в плотную литейную форму. Тысячи, а иногда и миллионы маленьких деталей, которые строго похожи друг на друга, становятся возможными благодаря использованию инструментальной стали, сформированной в формы. Для литья под давлением из автозамака ключевые преимущества заключаются в низкой температуре плавления сплава (около 380°C), отличной текучести и высоком соотношении прочности и веса. 
Большую часть времени процесс видит людей:

• Давление при впрыске колеблется от 30 до 150 мегапаскалей (то есть от 300 до 1500 бар).
• Эффективность работы повышается благодаря времени цикла от 10 до 30 секунд на каждую обрабатываемую деталь.
• Допуски могут составлять не более ±0,02 миллиметра.
• Некоторые детали OAL имеют толщину стенок всего 0,5 мм.

Почему цинк так важен для деталей автомобилей?

Использование цинкового литья для автомобильных деталей обусловлено сочетанием механических и экономических преимуществ цинка:

• Цинковые сплавы Zamak 3 и Zamak 5 имеют предел прочности 280-400 МПа и могут растягиваться до 10%.
• Благодаря прочности цинка велосипеды из него весят меньше, хотя и значительно компактнее, чем алюминиевые.
• Цинк не ржавеет - он образует оксидное покрытие, которое защищает его естественным образом.
• Для отделки можно использовать хромирование и порошковое покрытие, так как цинк хорошо их воспринимает.
• Инструментарий для литья под давлением цинка служит во много раз дольше, чем для литья алюминия.

Используйте Zamak в качестве фокуса

Для большинства операций литья под давлением автомобильного цинка при выборе материала доминируют сплавы Zamak. Ниже приводится краткая информация о наиболее распространенных типах замаков.

В литье под давлением из автозавода наиболее широко используется Zamak 3 благодаря балансу характеристик и литейных свойств.

Процесс литья под давлением в дизайне автомобильных изделий

Процесс литья под давлением состоит из различных этапов.

1. Подготовка пресс-формы

Штампы перед впрыском нагревают до температуры около 200°C, а затем распыляют специальную смазку для облегчения разделения.

2. Инъекция

Сплав Zn (расплавленный Zamak) подается в форму со скоростью от 0,5 до 4 метров в секунду под давлением 500-1500 бар.

3. Застывание

Цинк застывает в матрице практически мгновенно, поэтому его формовка и выталкивание обычно занимают менее 5 секунд.

4. В этом шаге мы поговорим о выбросе и обрезке.

Через некоторое время метеорит извлекается выталкивающими штифтами. Вся лишняя информация, например вспышка, удаляется.

5. Постобработка

С помощью обработки на станках с ЧПУ, вибрационного удаления заусенцев или гальванического покрытия достигаются требуемые характеристики.

Каждый этап оптимизирован для обеспечения повторяемости, что особенно важно при литье цинка для автомобильных деталей.

Важные аспекты и технические факты

Давайте рассмотрим технические характеристики, которые обычно используются в автомобильном литье под давлением из цинка:

Превосходная теплопроводность цинка (около 120 Вт/м-К) обеспечивает быстрое охлаждение, что позволяет добиться высокой производительности - идеальное решение для массового производства при литье цинка под давлением в автомобилестроении.

Применение автомобильного цинкового литья под давлением

Благодаря своей надежности, постоянству и экономичности литье под давлением цинка играет важную роль в автомобильной промышленности. Этот метод поддерживает многие аспекты различных систем автомобиля. Ниже перечислены основные области, в которых чаще всего применяется литье цинка под давлением в автомобильной промышленности.

1. Внутренние автомобильные компоненты

Вы найдете цинк во многих местах интерьера, требующих детального дизайна и устойчивости. Формы также встречаются в пряжках ремней безопасности, на элементах управления приборной панели, рычаге вентиляции и корпусе замка зажигания. Исключительная отделка и точность, достигаемые с помощью литья под давлением автомобильного цинка, помогают соответствовать как визуальным стандартам, так и стандартам безопасности внутри салона.

2. Автомобильные детали экстерьера

Благодаря своей коррозионной стойкости и способности к пластинам цинк можно использовать для изготовления наружных конструкций. Дверные ручки, эмблемы, кронштейны зеркал и детали стеклоочистителей часто изготавливаются с помощью литья под давлением цинка для автомобильных деталей. Даже в сложных условиях эксплуатации эти детали должны сохранять свой дизайн в течение всего срока службы.

3. Автомеханика и запчасти для автомобилей

Места под капотом вашего автомобиля горячие, маслянистые и полные вибраций. Цинк очень хорошо подходит для изготовления сидений, крышек масляных насосов и соленоидов, а также компонентов трансмиссий. Решения для автомобильного литья под давлением с использованием цинка обеспечивают высокую прочность и стабильность размеров, что очень важно для таких ответственных применений.

4. Корпуса цифровых устройств и датчиков

Современные автомобили в значительной степени зависят от датчиков и систем управления. Теплопроводность и защита от электромагнитных помех цинка означает, что он идеально подходит для использования в разъемах аккумуляторов, крышках блоков управления и корпусах датчиков. Эти факторы делают литье под давлением auto zamak ключевым методом для производства точных, защитных электронных корпусов.

5. Отделка в декоративных стилях

Поскольку цинковые сплавы выглядят великолепно, дизайнеры любят использовать их для изготовления табличек, логотипов и хромированных деталей. Практически невозможно найти оборудование, способное создавать такие же ровные и точные линии и поверхности, как это делает этот станок. Несмотря на то, что это всего лишь небольшие детали, такие варианты могут повлиять как на восприятие бренда, так и на отношение пользователей к автомобилю.

Преимущества цинкового литья под давлением для автомобильной промышленности

• Высокая точность при изготовлении деталей сетчатой формы, которым трудно придать форму другими методами
• Материалы не скалываются и не изнашиваются.
• Экономичность - отходы невелики, а для износа металлической формы Amazon требуется больше времени.
• Обработка поверхности - в отличие от шлифовки, может использоваться хромирование, покраска и порошковое покрытие.
• Работа с алюминием часто занимает больше времени, чем операции с легкими термопластами.

Это делает литье под давлением автозака предпочтительным методом по сравнению с литьем алюминия или магния для изготовления деталей малого и среднего размера.

Проблемы и управление качеством

Несмотря на преимущества, при литье под давлением цинка приходится сталкиваться с некоторыми серьезными проблемами.

• Пористость может возникнуть из-за попадания воздуха или усадки предмета.
• Вибрация инструментов - хотя и медленнее, но после некоторого использования инструменты становятся менее точными
• Перегонка сырой нефти приводит к термическому растрескиванию, что создает напряжение в фильерах.

Методы контроля качества:

• Рентгеновское исследование для выявления внутренних проблем
• Проверяет измерения с помощью координатно-измерительной машины (КИМ)
• Резкие трещины на поверхности обычно приводят к просачиванию в них красителя.
• Можно обнаружить изменения веса на ±2%.

Эти методы обеспечивают надежность литья цинка для автомобильных деталей.

Вещи об окружающей среде и переработке отходов

• Мы можем легко перерабатывать цинк. Подавляющее большинство цинка в автомобильном бизнесе, который образуется при литье под давлением, перерабатывается и используется повторно.
• Дефекты, бегунки и вспышки снова переплавляются, а затем фильтруются. Дополнительно:
• При плавлении цинк требует меньше энергии, чем алюминий, потому что температура плавления цинка гораздо ниже (419,5°C против 660°C).
• Выбирая изделия из переработанного цинка, вы уменьшаете вероятность того, что эти изделия 60% будут способствовать глобальному потеплению.

Устойчивое литье цинка для автомобилей хорошо согласуется с целями циркулярной экономики в современном автомобилестроении.

Ожидаются достижения в области автомобильного цинкового литья под давлением

В конструкцию EV входят корпуса батарей, системы охлаждения и электрооборудование.

• Встраиваемые датчики - ценная часть конструкции литья.
• Работа с деталями из цинка и материала ElastoMerc®
• Амальгамный дизайн: Многофункциональные отливки, позволяющие сократить время сборки

В будущем литье цинка под давлением в автомобильной промышленности предполагает инновации в области материалов, автоматизации и систем контроля качества на основе искусственного интеллекта.

Сравнение цинка и алюминия в автомобильном литье под давлением

Хотя алюминий широко используется для изготовления основных рам автомобилей, цинк предпочтительнее для других деталей благодаря тонким замысловатым формам, тонкостенному составу и более низкой температуре плавления.

Именно поэтому литье под давлением автомобильного цинка по-прежнему является предпочтительным выбором для таких деталей, как эмблемы, рычаги переключения передач, корпуса и крепежные элементы, где точность, отделка и срок службы инструмента имеют решающее значение.

Конструкция инструмента для литья под давлением цинка

Успешный процесс литья под давлением во многом зависит от хорошей оснастки. Разработка правильных штампов приводит к уменьшению количества проблем, увеличению срока службы и повышению производительности.

Основные элементы, о которых следует подумать при проектировании

• Способ избавиться от воздуха во время впрыска.
• Легкий электрический терморегулятор (линии охлаждения) для регулировки температуры пресс-формы
• Ворота предназначены для быстрого перемещения тонких деталей
• Используется для деталей, имеющих более одной формы

Материалы H13 или SKD61 для цинковых штампов закалены, чтобы выдерживать температуру около 400-450°C и давление до 1500 бар.

Типичный штамп для литья под давлением автозавода может стоить $8,000-$25,000, но может выпускать более 1 миллиона деталей с незначительными ухудшениями.

Неисправности и проблемы при литье под давлением цинка

Даже при автоматизации и контроле качества в процессах литья цинка под давлением в автомобильной промышленности могут возникать дефекты. Понимание этих факторов улучшает работу предприятия.

Современные машины для литья под давлением оснащены датчиками давления дроби, температуры и времени заполнения полости в режиме реального времени, что позволяет на ранней стадии выявлять потенциальные проблемы при литье цинка автомобильных деталей.

Использование автоматизации в автомобильном цинковом литье под давлением

Сегодня автоматизация интегрирована практически во все этапы литья автомобильного цинка под давлением:

• Роботизированные распылители наносят смазку на металлы с покрытием.
• Ковши на линии сами разливают жидкий цинк.
• Время выстрела и давление контролируются путем помещения материала под давление с помощью программируемых логических контроллеров (ПЛК).
• Роботизированные манипуляторы транспортируют отливки к станциям обрезки с ременным приводом.
• Такие процессы обеспечивают поддержание одинаковой температуры в рабочей зоне, защищают присутствующих и предотвращают множество ошибок.
• Типичное время цикла автоматизированной ячейки составляет от 18 до 25 секунд на деталь.
• Ручная обработка детали в этой системе занимает от 30 до 40 секунд.
• Автоматизация позволяет увеличить объемы производства, что очень важно при изготовлении таких компонентов, как втулки каркаса сиденья или рычаги управления переключением передач на линиях цинкового литья под давлением для автомобилей.

Конкретный пример: Литье цинка под давлением для корпуса рулевой колонки

Одним из практических примеров литья под давлением цинка автомобильных деталей является корпус рулевой колонки, устанавливаемый в седанах среднего размера.

• Этот материал включен: Zamak 5
• Размеры изобретения составляют 180 мм на 70 мм на 40 мм.
• Толщина стенок термоформовки составляет 1,5 миллиметра.
• Этот продукт весит 0,92 кг.
• Давление впрыска составляло 1200 бар.
• Время цикла составляет 21 секунду
• Ежегодно компания выпускает 1,2 миллиона единиц продукции.

Небольшая допустимая разница (±0,03 мм) в конструкции потребовала изготовления деталей методом вакуумного литья под давлением для уменьшения пористости. Отсутствие коррозии было достигнуто благодаря хромированному покрытию деталей. Конструкция выдержала все испытания на вибрацию, соляной туман (после 240 часов) и более 100 000 ударов по дороге.

Как литье цинка под давлением используется в электромобилях?

Рост числа электромобилей приводит к изменению спроса на литье цинка в автомобильной промышленности:

Обычные детали в EV Zinc включают в себя:

• Корпуса для датчиков
• Система включает в себя инструменты для управления батареей.
• Поставляется вместе с компонентами электростанции
• Для блоков управления используются теплоотводящие конструкции.

Для электроники EV очень важно, чтобы цинк быстро отводил тепло. Эти материалы также служат для защиты важной электроники от помех. Благодаря этим свойствам цинковое литье автомобильных компонентов является жизненно важной частью электрифицированной мобильности.

Заключение

Автомобили литьё под давлением цинка остается одним из наиболее эффективных методов производства крупносерийных и высокоточных деталей автомобилей. Оптимальное использование Zamak, современное оборудование и подходящее время цикла позволяют цинковым деталям сохранять свои высокие позиции в автомобильной промышленности. Будь то автомобильные детали, литье под давлением цинка для внутренних органов управления, литье под давлением цинка для механических корпусов или литье под давлением Zamak для внешней отделки, этот процесс обеспечивает производительность и эффективность. Благодаря своим историческим корням и своему будущему, обусловленному инновациями, литье под давлением цинка занимает центральное место в автомобильной промышленности.

Вопросы и ответы 

1. В каких областях применяется литье цинка для автомобилей?

Процесс производства порошкового металла наиболее распространен для изготовления дверных ручек, механизмов ремней безопасности, корпусов шестерен и электронных корпусов. Производство с использованием этого процесса целесообразно при крупносерийном выпуске автомобилей на дизельном топливе, бензине и электромобилей.

2. Почему в некоторых автомобильных деталях вместо алюминия используется цинк?

Литье цинка упрощает процесс, тонкие детали становятся прочнее, а инструменты служат дольше. Поскольку цинк позволяет получить шероховатую поверхность и более жесткие технические требования, он лучше всего подходит для автомобильных изделий с большим количеством мелких деталей.

3. Какие сплавы Zamak используются в автомобильном литье под давлением Zamak?

Сплавы Zamak состоят из цинка, а также алюминия, магния и меди. Эти сплавы предназначены для литья под давлением и обеспечивают хорошую прочность, не ржавеют и сохраняют постоянство размеров.

4. Насколько прочными являются литые детали из цинка для автомобилей?

Цинк известен тем, что из него изготавливают прочные детали, обладающие высокой прочностью на разрыв, устойчивые к коррозии и не ломающиеся при ударах. Такие конденсаторы могут выдерживать жесткие условия эксплуатации, вибрацию, нагрев и влажность.