Литье под давлением - один из процессов, используемых в современной промышленности. Он позволяет производителям изготавливать очень сложные металлические детали очень точным и надежным способом. Среди множества других материалов для литья под давлением наиболее широко используются цинк и алюминий. Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки.

Выбор правильного материала - очень ответственное решение. Он влияет на характеристики изделий, стоимость, долговечность и эффективность производства. В этой статье приводится сравнение литья под давлением цинка и литья под давлением алюминия. Объясняются их характеристики, достоинства, недостатки, области применения и цена.

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением относится к процессу формовки металла. Расплавленный металл под высоким давлением подается в форму из закаленной стали. Металл заливается в полость формы и застывает в кратчайшие сроки. После этого форму открывают и извлекают уже готовую деталь.

Это оптимальный процесс, когда требуется массовое производство. Он обеспечивает стандартизированное качество и точность размеров, а также поверхности с гладкой отделкой. Практика литья под давлением применяется в автомобильной промышленности, электронике, промышленном оборудовании, медицинских приборах и потребительских товарах.

Обзор цинкового литья под давлением

Это процесс, при котором металл, обычно цинк, нагревается и заливается в форму, заполненную воском. Литье цинка под давлением - это точная процедура придания формы металлу. Это процесс, при котором расплавленный цинковый сплав под высоким давлением впрыскивается в закаленную стальную форму. Обычно это давление колеблется в пределах 700-4 000 фунтов на квадратный дюйм (5-28 МПа). Именно такое давление обеспечивает заполнение полости и воспроизведение мельчайших деталей.

Штамп расплавляется и затвердевает металл с высокой скоростью. После затвердевания происходит открытие штампа, и выталкивание детали завершается. Большинство ее компонентов не требуют дальнейшей или незначительной обработки.

Литье под давлением с использованием цинковых сплавов

Литье под давлением цинка в основном имеет дело с высокочистыми сплавами цинка. Процентное содержание цинка обычно составляет 90-95%. Остальной состав состоит из алюминия, магния и меди.

Сплавы для литья под давлением цинка обычно бывают следующих типов:

• Замак 2 - Твердость и прочность: высокая.
• Замак 3 - Стабильность размеров и качество обработки поверхности на высоком уровне.
• Замак 5 - Прочность выше, чем у Zamak 3.
• ZA-8, ZA-12 и ZA-27 - Больше алюминия в здании.

Только на один из них, Zamak 3, приходится почти 70% мирового производства цинкового литья под давлением благодаря его балансу.

Температура плавления и экономия энергии

Цинковые сплавы имеют очень низкую температуру плавления, то есть примерно 380-390 °C. Это намного ниже, чем у сплавов алюминия, который плавится при температуре около 660 °C.

Более низкая температура плавления дешевле с точки зрения энергопотребления, поскольку в процессе литья используется примерно 30-40% энергии. Кроме того, она сохраняет тепловую нагрузку на штамп. Как следствие, цинковые штампы рассчитаны на 500000 циклов и выше.

Допуски и погрешности размеров

Литье под давлением с использованием цинка характеризуется высокой точностью размеров. Линейные допуски обычно находятся в пределах от 0,025 мм до 25 мм длины.

В большинстве случаев общие допуски деталей могут достигать менее +-0,05 мм без какой-либо последующей обработки. Это обеспечивает высокую точность, сокращает время и стоимость производства.

Отделка, эстетическое качество и поверхность

Изделия, отлитые под давлением из цинка, имеют гладкую поверхность при выдавливании из пресс-формы. Значения шероховатости поверхности обычно находятся в диапазоне 1,6-3,2 мкм.

Наиболее адгезивной обработкой поверхности является цинковая. Прочность цинка в хроме, никеле и декоративной отделке обычно превышает 20 Мпа, и эта прочность объясняется прочностью сцепления гальванического покрытия.

Механические свойства цинковых сплавов для литья под давлением

Цинковые сплавы отличаются высокой прочностью по сравнению с размерами деталей. Общими механическими свойствами являются:

• Предельная прочность на разрыв: 280-440 МПа
• Предел текучести: 210-350 МПа
• Удлинение: 7-15%
• Твердость: 80-120 HB

Такие показатели позволяют использовать цинк в износостойких и несущих компонентах.

Скорость и цикл производства

Литье цинка под давлением способствует быстрому циклу изготовления. Средняя продолжительность цикла составляет 5-15 секунд на один выстрел.

Это позволяет производить более миллиона компонентов в год с использованием одной многогнездной матрицы. Период цикла короткий, что повышает производительность и снижает стоимость единицы продукции.

Это возможно благодаря использованию тонкостенного литья

Цинковые сплавы очень текучи. Это позволяет изготавливать тонкостенные детали толщиной до 0,5-0,75 мм.

Тонкостенное литье позволяет создавать компактные конструкции и экономить количество материалов без ущерба для целостности конструкции.

Диапазон размеров и веса деталей

Для изготовления деталей малого и среднего размера лучше использовать литье под давлением из цинка. Нормальный вес деталей составляет от 5 граммов до 3 килограммов.

Этот размерный ряд однороден и может применяться для формирования сложных форм, причем со значительным количеством деталей.

Устойчивость и экология

Цинк может быть переработан без потери механических свойств и 100%. Восстановление лома цинкового литья под давлением примерно больше, чем 95%.

Переработка цинка потребляет гораздо меньше энергии, примерно 25-30 процентов по сравнению с первичным производством цинка. Это делает цинковое литье экологически чистым производственным продуктом.

Слабые стороны цинкового литья под давлением

Несмотря на то, что это лучший метод, литье под давлением цинка имеет свои ограничения. Цинк имеет массовую плотность 6,6-6,8 г/см3, что более чем в два раза больше, чем у алюминия.

Цинковые сплавы также отличаются низкой термостойкостью. Постоянная рабочая температура не должна превышать 120 °C. Повышенные температуры могут вызвать ползучесть или деформацию при длительном воздействии.

Распространенность литья под давлением цинка

Литье цинка под давлением используется в:

• Компоненты станков и точных передач.
• Разъемы и корпуса для электричества.
• Автомобильные детали интерьера
• Замки, петли и фурнитура
• Корпуса и кожухи для бытовой электроники.

Использование цинка благоприятно для точности, прочности и качества поверхности.

Достоинства и недостатки цинкового литья под давлением

Преимущества цинкового литья под давлением

Высокая точность измерений

Цинковое литье под давлением очень точны в отношении размеров. Цинковый сплав имеет минимальную усадку при затвердевании, которая обычно составляет менее 0,6. Благодаря этому можно получить близкие допуски +-0,025 мм, учитывая длину детали 25 мм.

Ограничение вторичной обработки также сопровождается высокой точностью. Это сокращает время и стоимость производства.

Превосходная отделка поверхности

Отливки из цинка имеют гладкую поверхность вне формы. Типичные значения шероховатости поверхности составляют от 1,6 до 3,2 мкм.

Цинк также очень хорошо соединяется с покрытиями. Прочность сцепления цинкового покрытия обычно составляет более 20 Мпа. Это делает цинк подходящим для декоративной и функциональной отделки.

Низкая температура плавления и экономия энергии

Температура плавления цинковых сплавов колеблется между 380 и 390 °C. Это почти 40 % от температуры плавления алюминиевых сплавов, которые плавятся при температуре около 660 °C.

Более низкая температура плавления позволяет потреблять 30-40 процентов энергии. Она также снижает термическую усталость штампов, сокращая ее до 500 000-100 000 циклов.

Высокая механическая прочность деталей минимального размера

В миниатюрных конструкциях цинковые сплавы обладают высокой прочностью. Общие механические свойства:

• Предельная прочность на разрыв: 280-440 МПа
• Предел текучести: 210-350 МПа
• Твердость: 80-120 HB

Эти свойства цинка позволяют использовать его в несущих и быстроизнашивающихся деталях.

Быстрые производственные циклы

Цинк быстро застывает. Нормальное время цикла литья под давлением составляет 5-15 секунд на выстрел.
Скорость производства превышает 1 миллион деталей в год, при коротком времени цикла и использовании одной пресс-формы. Это делает цинк подходящим для крупносерийного производства.

Улучшенное тонкостенное литье

Цинковые сплавы очень текучи. Можно добиться очень малой толщины стенок (0,5-0,75 мм).
Тонкостенность позволяет уменьшать размеры конструкций и экономить материалы без снижения прочности.

Высокая степень использования материала и возможность его вторичной переработки

Восстановление лома цинкового литья под давлением составляет более 95%. Цинк может быть переработан 100% его механических качеств.
На переработку цинка расходуется примерно 25-30% энергии, потребляемой при первичном производстве цинка.

Недостатки цинкового литья под давлением

Повышенная плотность и уменьшенная масса

Массовая плотность цинка составляет примерно 6,6-6,8 г/см3. Это в два раза больше, чем плотность алюминия, которая составляет 2,7 г/см3.
Тяжелые детали не следует использовать в таких чувствительных к весу областях, как аэрокосмическая промышленность и электромобили.

Ограниченная термостойкость

Цинковые сплавы не столь термостойки. Рабочие температуры обычно не превышают 120 C.
При такой температуре цинк может деформироваться и потерять свою прочность. Это ограничивает его использование при высоких температурах.

Ограниченный диапазон размеров деталей

Мелкие и средние детали должны быть отлиты под давлением с использованием цинка. Вес деталей варьируется от 5 граммов до 3 килограммов.
Производство очень крупных деталей нерентабельно из-за ограничений станков и массы материала.

Долгосрочное поведение при ползучести

Ползучесть цинковых сплавов при постоянной нагрузке может иметь место. Напряжения, превышающие 30-40 процентов от предела текучести, в долгосрочной перспективе проявляют деформацию ползучести.
Это может нарушить стабильность размеров, на которые в конечном итоге будут нанесены структурные покрытия.

Снижение соотношения прочности и веса

Цинк мощный, но его соотношение прочности и веса меньше по сравнению с алюминием. При значительно меньшем весе можно использовать алюминий, который обладает не меньшей прочностью.
Это делает цинк неполноценным конкурентом легким конструкциям.

Учет стоимости материалов

Цены на цинковые сплавы обычно дороже за килограмм, чем на алюминий. Хотя сокращение объемов обработки позволяет частично покрыть расходы, есть вероятность, что колебания цен на сырье повлияют на экономику.
Экономическая эффективность чрезвычайно чувствительна к объему производства и сложности деталей.

Введение в литье алюминия под давлением

Литье алюминия под давлением. Это процесс изготовления отливок путем заливки расплавленного алюминия в формы прямоугольной формы с резиновыми прокладками, расположенными внутри, чтобы поверхность затвердела.

Литье алюминия под давлением можно определить как процесс получения металлов, которые используются в производстве сложных и легких элементов. Этот процесс подразумевает пропускание сплава расплавленного алюминия под высоким давлением в стальную литейную форму. Давление впрыска обычно составляет от 1 000 до 20 000 фунтов на квадратный дюйм (7-140 МПа), в зависимости от размера и сложности деталей.

Расплавленный алюминий быстро заполняет полость формы и застывает. Форма затвердевает, и деталь выбрасывается. Литье под давлением в основном используется для изготовления деталей средних и больших размеров, требующих прочности и малого веса.

Алюминиевые сплавы для литья под давлением

Как правило, для литья алюминия под давлением используются алюминиево-кремниевые сплавы. Это сплавы, которые обладают превосходными характеристиками текучести, прочности и коррозии.

Стандартными сплавами алюминия для литья под давлением являются:

• A380 - Это самый распространенный сплав, обладающий приемлемой прочностью и литейными свойствами.
• A383 - Тонкостенная составляющая и комплексная составляющая сглаживаются.
• A360 - Повышенная пластичность и коррозионная стойкость.
• ADC12 - используется в электронике и автомобилях.

Концентрация кремния обычно находится в диапазоне 8-12 процентов, что делает его текучим и уменьшает усадку при застывании.

Температура - тепловые свойства и свойства плавления

Температура плавления алюминиевого сплава составляет примерно 660-690 С, и это очень высокий показатель по сравнению с температурой плавления цинковых сплавов. Высокая температура плавления требует больших энергозатрат при литье.

Однако алюминий обладает высокой теплопроводностью. Наиболее распространенные значения теплопроводности составляют от 90 до 155 Вт/мК, и в качестве теплоотводящего элемента лучше всего подходит алюминий, который можно использовать в виде радиаторов или электронных корпусов.

Допуски и погрешности размеров

Допуски при литье алюминия под давлением хорошие, но не такие жесткие, как у цинка. Нормальные допуски составляют -0,1 - +- 0,2 мм/25 мм длины детали.

Ниже 1,0-1,3 происходит слабое усадочное спекание алюминия. Это привело к тому, что прецизионные элементы в большинстве случаев подвергаются вторичной обработке.

Молоток для обработки поверхностей и бетона

Стандарт 3,2 6,3 мкм - это разнообразие шероховатости поверхности изделий, отлитых из алюминия под давлением. В большинстве случаев именно так и происходит, хотя отделка декоративных деталей может быть выполнена дополнительно.

Отделка алюминия может быть получена с помощью техники анодирования, а отделка или порошковое покрытие - с помощью техники анодирования. Нодулярный алюминий обладает превосходной коррозионной стойкостью и твердостью.

Литьевой сплав механического алюминия

Отливки из алюминиевых сплавов отличаются высоким соотношением веса. Механические свойства, которыми они обладают:

• Высочайшая прочность на разрыв: 220 МПа - 330 МПа.
• Предел текучести: 130-180 МПа
• Удлинение: 2-10%
• Твердость: 70-100 HB

Такие свойства делают алюминий пригодным для использования в несущих и конструкционных аспектах.

Преимущество легкого веса

Плотность алюминия составляет около 2,7 г/см 3, что почти в 60 раз меньше, чем у цинка. Такое снижение веса необходимо в автомобильном, аэрокосмическом и электромобильном сегментах.

Уменьшенный вес компонентов также означает высокую экономию топлива и низкий вес нагрузки на систему.

Скорость и оборачиваемость производства

Литье алюминия под давлением - процесс, который занимает больше времени, чем литье цинка под давлением. Сложность и толщина. На изготовление деталей уходит 20-60 секунд.

Как средние, так и большие объемы с медленными циклами по-прежнему рентабельны при использовании алюминиевого литья под давлением.

Возможность изготовления крупных и сложных деталей

Литейные формы, изготовленные из алюминия, могут выдерживать более крупные детали по сравнению с теми, что изготовлены из цинка. Детали весом более 15-20 кг могут быть изготовлены с помощью оборудования для литья под высоким давлением.

По этой причине алюминий также может использоваться в корпусах двигателей, трансмиссий и структурных рамах.

Защита от коррозии и экологические характеристики

Пассивная коррозия - один из видов естественной коррозии, которая происходит при помощи алюминия, образующего оксид. Это позволяет использовать алюминий в наружных и морских конструкциях.

Алюминий 100% не подлежит вторичной переработке. Это связано с тем, что на переработку алюминия расходуется 5 процентов энергии, которая используется для производства алюминия, а значит, на переработку расходуется много энергии.

Литой алюминий используется в приложениях

Он применяется и в других работах:

• Части двигателя и трансмиссии Carmotor.
• Корпус аккумулятора для электромобилей.
• Теплоотводы и электронные корпуса.
• Конструкционные детали для аэрокосмической промышленности
• Компоненты промышленного оборудования.

Литье алюминия под давлением имеет свои недостатки и преимущества

Достоинства алюминиевого литья под давлением

Легкий материал

Плотность алюминия невелика и составляет примерно 2,7 г/см3. Благодаря этому алюминиевые изделия почти на 60 % легче цинковых и намного легче стальных.

Снижение веса повышает топливную экономичность автомобиля. Также уменьшается вес конструкции машин и электронных систем.

Соотношение веса и прочности высокое

Сплавы для литья алюминия под давлением эффективны с точки зрения механической прочности, но при этом легки. Некоторые механические свойства являются общими и включают в себя следующее:

• Максимальная прочность на разрыв: 220 - 330 МПа.
• Предел текучести: 130-180 МПа

Именно сочетание этих двух характеристик позволяет алюминию быть наиболее подходящим в сфере конструкций и несущих конструкций.

Выдающееся качество Коррозионная стойкость

Алюминий от природы наделен способностью покрываться оксидным слоем. В большинстве случаев это покрытие предотвращает окисление и ржавчину.

Во влажной климатической среде, на море и на открытом воздухе, это отличный продукт. Скорость коррозии при атмосферном воздействии составляет менее 0,05 мм/год.

Хорошая теплопроводность

Алюминий является теплопроводником, его теплопроводность составляет 90-155 Вт/мК. Это обеспечивает легкий отвод тепла.

Именно благодаря этому материалу алюминий используется в радиаторах, компонентах двигателей и корпусах электроники.

Умение работать с высокими и сложными деталями

Огромные детали отливаются из алюминия. Компоненты массой до 15 - 20 кг могут быть изготовлены на машинах для литья под высоким давлением.

Благодаря этому алюминий используется в блоках двигателя, корпусах трансмиссий и структурных рамах.

Стабильность размеров при высоких температурах

Алюминий более устойчив к нагреву, чем цинк. Большинство сплавов можно обрабатывать при температуре 200-250 C.

При этом алюминий используется при высоких температурах.

Большая переработка и устойчивое развитие

Алюминий 100% поддается вторичной переработке. По сравнению с первичным производством алюминиевых материалов, на переработку алюминия расходуется в два раза меньше энергии.

Это позволяет минимизировать последствия загрязнения окружающей среды и затраты на производство.

Недостатки литья алюминия под давлением

Высокая температура плавления

Алюминий плавится при температуре 660-690 градусов С. Это более высокая температура плавления, поэтому при литье расходуется больше энергии.

Температура высока, а значит, высока и термическая нагрузка на пресс-формы. Качество штампов определяет средний срок службы пресс-формы, который варьируется от 100 до 300 циклов.

Литье в цинк с меньшей точностью

Алюминий также сильнее сжимается в процессе затвердевания, и естественное сужение составляет 1,0-1,3%.

Вследствие этого существуют более слабые допуски. Часто эти допуски составляют +0,2 -0,1 мм/25 мм. Часто требуется вторичная обработка.

Более грубая обработка поверхности

Шероховатость поверхности при литье алюминия под давлением обычно составляет 3,2-6,3 мкм.
Декоративные процессы могут потребовать и другой отделки, например, механической обработки, полировки или нанесения покрытия.

Сокращение времени гибкого производственного цикла

Алюминий также требует длительного времени для остывания по сравнению с цинком. Выстрел занимает до 20-60 секунд.
Стоимость длительного времени цикла снижает возможность крупносерийного производства.

Увеличение расходов на оснастку и техническое обслуживание

Рабочие температуры высоки, поэтому износ алюминиевых штампов увеличивается. Кроме того, в отличие от литья под давлением цинка, оснастка очень дорога.
Точность размеров и качество поверхности обычно поддерживаются путем технического обслуживания.

Проблемы с пористостью

Алюминий имеет газовую пористость, которая может быть характерна для литья под давлением. Пористость, которая обычно возникает при неоптимальном контроле процесса, составляет 1-3%.
Любая пористость может привести к снижению механической прочности и ограничить использование в условиях жесткого давления.

О компании GC Precision Mould

Китайская компания, занимающаяся литьем под давлением, - это GC Precision Mould. Мы отмечаем 20-летие поставки качественных и точных металлических деталей.

Наши услуги

Мы также занимаемся литьем под давлением алюминия, цинка и магния. Мы обладаем ресурсами для проектирования форм, литья под высоким давлением, обработки на станках с ЧПУ и финишной обработки поверхностей. Мы ведем проекты на стадии идеи, вплоть до стадии доработки изделия.

Качество и применение

У нас хорошее качество компонентов. Они находят применение в автомобильной, электротехнической, аппаратной и промышленной отраслях.

Почему выбирают нас?

Выберите GC Precision Mould, которая отличается точностью, долговечностью и надежностью. Мы предлагаем недорогие услуги, чтобы удовлетворить ваши потребности.

Заключение

Литье под давлением (Цинк и литье под давлением Алюминий) играет важнейшую роль в современном мире производства. Эти два материала имеют ряд достоинств и недостатков.

Цинк также не уступает в точности, отделке и быстроте изготовления. Алюминий может похвастаться небольшим весом, превосходством в коррозии и теплозащите.

В нем нет окончательной наилучшей альтернативы. Соответствующий выбор будет сделан в зависимости от требований к конструкции, эксплуатационных требований, стоимости и области применения.

Преимущества и недостатки этих двух материалов помогут производителям сделать правильный выбор. Это приведет к качеству товаров, успеху и эффективности в долгосрочной перспективе.

Вопросы и ответы

Какое у вас сырье, литье под давлением?

Это алюминиевые сплавы, цинковые и магниевые сплавы. Они состоят из материалов, которые отличаются высокой точностью, прочностью и высоким качеством обработки поверхности, что позволяет использовать их в различных сферах деятельности.

Что же входит в услуги GC Precision Mould?

Мы предлагаем полный комплекс работ по литью под давлением, который включает в себя литье под высоким давлением, обработку на станках с ЧПУ, отделку поверхности и дизайн форм. Мы ничего не скрываем до самого конца.

Какие отрасли вы обслуживаете?

Наш бизнес - это автомобильная, электронная, аппаратная и промышленная промышленность. Мы обладаем высокопроизводительными и высококачественными деталями на заказ.

Каковы ваши гарантии качества продукции для клиентов?

Контроль качества на всех этапах очень строгий, с использованием самого современного оборудования для проверки и тестирования. Ожидается, что наши товары будут исключительно точными, надежными и удовлетворяющими заказчика.

По какой причине вы решили отдать предпочтение GC Precision Mould?

Выбирайте компанию GC Precision Mould, поскольку она отличается точностью, надежностью и экономичностью решений в области литья под давлением. Нам уже более 20 лет, и это позволит нам предложить вам индивидуальные решения проблем.