Литье под давлением с использованием цинка - один из самых распространенных производственных процессов, применяемых для изготовления прецизионных металлических деталей сложной формы с высококачественной отделкой. Он находит широкое применение в автомобильной, электронной, аппаратной промышленности и производстве потребительских товаров. Цинк обладает такими характеристиками, как низкая температура плавления, высокая текучесть и коррозионная стойкость, что делает его хорошим материалом для изготовления прецизионных деталей. Тем не менее, литье под давлением цинка требует тщательного учета ряда факторов при разработке прочных, точных и экономически эффективных деталей. В этой статье мы рассмотрим необходимые аспекты проектирования прецизионных компонентов, изготовленных методом литья под давлением из цинка.

Изучение литья под давлением цинка

Литье под давлением с цинком это процесс, при котором расплавленный цинк впрыскивается в форму или штамп из стали под высоким давлением. Как только металл застывает, пресс-форма открывается, и деталь выбрасывается. С помощью этого процесса можно быстро изготовить детали сложной формы с высокими допусками. К распространенным цинковым сплавам относятся Zamak 2 и Zamak 3, а также Zamak 5, которые обеспечивают высокую механическую прочность, устойчивость к коррозии и легкость обработки.

Литье под давлением с использованием цинка обладает такими преимуществами, как:

• Хорошая обработка поверхности: Гладкие поверхности, которые во многих случаях не требуют особой постобработки.
• Сложная геометрия: Позволяет создавать тонкие стенки, ребра, бобышки и резьбу.
• Механическая и структурная прочность и долговечность: подходит для механического и конструкционного использования.

Чтобы получить все преимущества, дизайнерам необходимо использовать лучшие практики проектирования деталей.

Рекомендации по толщине стенок

Управление толщиной стенок является одним из наиболее важных элементов конструкции цинкового литья под давлением. Одинаковая толщина стенок важна для предотвращения пористости, усадки или дефектов коробления.

Рекомендации по толщине стенок:

• Минимальная толщина: 0,5 - 0,7 мм очень маленькие прецизионные детали.
• Максимальная толщина: 6 мм для предотвращения усадки.
• Равномерность: Поддерживайте равномерность толщины стенки. Не делайте резких изменений толщины, так как это приводит к неравномерному охлаждению и концентрации напряжений.
• Ребра и опоры: Ребра необходимы для усиления тонких участков, а не для утолщения стенок. Толщина ребер обычно составляет 4060 процентов от толщины стенки.

Правильная толщина стенок гарантирует прочность конструкции, улучшает текучесть металлов и сводит к минимуму возможность возникновения дефектов.

Углы наклона

Углы осадки - это небольшие наклоны, которые обеспечиваются на вертикальных сторонах литых деталей для облегчения процесса извлечения из формы. Без правильной осадки детали могут приклеиться к пресс-форме, что приведет к дефектам или повреждениям поверхности.

Рекомендации по углу вытяжки, используемому при литье под давлением цинка:

• Вертикальные стены: не менее 1 - 2 черновиков.
• Глубокие ребра или бобышки: может быть достаточно осадки 0,5 -1 или 1.
• Текстурированные поверхности: Осадка должна быть поднята на 0,5-1 o, чтобы обеспечить легкое выталкивание.

Достаточно большие углы тяги минимизируют износ инструментов и повышают эффективность производства.

Боссы и отверстия

Прецизионные детали часто имеют выступы и отверстия, которые могут использоваться для монтажа, крепления или сборки. Их конструкция также играет важную роль в качестве литья.

Руководство по дизайну Boss:

• Толщина стенки в нижней части: 60-80% от номинальной толщины стенки.
• Соотношение высоты и диаметра: во избежание сужения необходимо поддерживать соотношение менее 3:1.
• Филе: Поместите большие галтели (0,5-1 мм) на дно, чтобы устранить концентрацию напряжения.

Руководство по проектированию отверстий:

• Минимальный диаметр отверстия: маленькие отверстия размером менее 1,5 мм - маленькие отверстия могут заполнить дефекты.
• Расположение: Расположение отверстий не должно быть слишком близко к стене или другим бобышкам.
• Нитки: Для обеспечения прочности и долговечности следует использовать резьбовые вставки, а не делать тонкую резьбу за один раз.

Соблюдение этих рекомендаций является гарантией того, что функциональные особенности могут быть выполнены и надежны.

Ребра и опоры

Конструктивные особенности Для повышения прочности, жесткости и стабильности размеров литых под давлением цинковых деталей добавляются ребра и опоры без чрезмерного увеличения толщины стенок. Они необходимы, когда требуются точные детали с тонкими стенками, а механическая прочность должна быть сохранена.

Назначение ребер

• Укрепляет тонкие стены: Ребра не делают, но делают стены (где требуется прочность) более прочными.
• Минимизируйте искажения: Ребра исключают деформацию в процессе охлаждения и обработки.
• Поддержите боссов: и места крепления: Ребра жесткости укрепляют пространство, в которое были заложены винты или другие крепежные элементы.
• Повышение стабильности размеров: Ребра служат для того, чтобы исключить возможность потери формы детали.

Рекомендации по проектированию ребер

• Высота: Ребра обычно в 23 раза превышают номинальную толщину стенки. Заполнение или усадка могут возникнуть из-за более высоких ребер.
• Толщина: Толщина ребер должна составлять 40-60% от толщины соседней стены. Из-за толстых ребер на видимых поверхностях могут появиться впадины.
• Расстояние между ними: Расстояние между ребрами всегда должно быть не менее 213 толщин стенки, чтобы они не мешали при заполнении формы, а также во избежание дефектов.
• Филе: В нижнюю часть ребер следует добавить филе (0,5-1 мм) для улучшения текучести металлов, а также уменьшения концентрации напряжений и трещин.
• Углы драфта: Используйте небольшую тягу (0,5 -1 ) на ребрах, чтобы обеспечить их выталкивание из штампа.
• Ненужные ребра: Ребра необходимы только для обеспечения структурной поддержки, поскольку дополнительные ребра могут создавать более сложные штампы, которые могут стоить дороже.

Примеры расположения ребер

• Под тонкими стенами: Провисание или изгиб в процессе застывания можно остановить с помощью ребер жесткости.
• Около боссов: Можно обернуть бобышку ребрами, чтобы сделать резьбовые или крепежные элементы более прочными.
• Через длинные плоские поверхности: Ребра помогут предотвратить коробление широких и плоских поверхностей и сохранят толщину стенки неизменной.

При литье под давлением цинка используется правильная конструкция ребер и опор, которые повышают точность, снижают вес и стоимость материала. Эти атрибуты конструкции должны быть критически важными, они должны быть долговечными, точными по размерам и без дефектов.

Уголки и филе

Особенности конструкции литой цинк детали являются углы и галтели. Они определяют прочность детали, удобство изготовления и общий внешний вид. К числу проблем, вызываемых острыми концами, относятся точки напряжения, плохая подача металла и усадка. Качество детали, прочность и срок службы инструмента повышаются благодаря использованию галтелей - плавных и округлых переходов между поверхностями.

Почему филе имеет значение

• Минимизируйте точки напряжения: Угловатые внутренние углы могут треснуть. Филе перераспределяют напряжение по детали.
• Увеличьте расход металла: Скругленные углы позволяют расплавленному цинку заполнять штамп, не допуская образования пустот или неполноценных деталей.
• Уменьшение проблемы усадки: Резкое увеличение и уменьшение толщины стенок может привести к неравномерному охлаждению. Для уменьшения дефектов галтели делают переходы менее неровными.
• Повышение прочности деталей: Скругленные углы гарантируют, что деталь не сломается при транспортировке, сборке или ежедневной работе.

Рекомендации по оформлению углов и филе

Внутренние углы:

• Рекомендуемый радиус: 0,5 -1,5 толщины стенки.

Более толстые радиоприемники удобны для тонких стен или стен, подвергающихся большим нагрузкам.

Внешние углы:

• Радиус: Рекомендуется 0,25-0,5 толщины стенки.
• Скругленные края улучшают качество поверхности и уменьшают износ штампа.
• Филе на ребрышках и боссах:На стыке ребер и стенок или бобышек всегда должны быть филе. Это необходимо для предотвращения раковин и правильной подачи металла.
• Избегайте острых краев:Острые части могут повредить матрицу и обломать ее при выталкивании. Закругление краев также легко обрабатывается.
• Последовательность:Поддерживайте одинаковые радиусы по всей детали. Это упрощает конструкцию штампа и помогает поддерживать однородность охлаждения.

Практические советы

• Постепенно меняйте геометрию вместо резких изменений.
• Убедитесь, что галтели не застревают в функциональных деталях, таких как резьба, пазы и сопрягаемые поверхности.
• Если у вас должен быть острый угол, вы всегда можете сгладить его при последующей обработке, вместо того чтобы сгибать его в отливке.
• Отлитые под давлением цинковые детали более надежны, просты в изготовлении, а правильно спроектированные углы и галтели делают их более прочными. 
• Они также минимизируют дефекты, увеличивают срок службы штампов и повышают общее качество готовой продукции.

Отделка поверхности деталей, отлитых из цинка: Процедуры

В зависимости от функциональных и эстетических потребностей литые изделия из цинка могут иметь самые разнообразные виды отделки поверхности. Правильный выбор технологии отделки повышает имидж изделия, предотвращает коррозию детали и обеспечивает высокую работоспособность узлов.
Наиболее распространенными способами отделки деталей, отлитых под давлением из цинка, являются следующие:

Полировка

Отлитые под давлением цинковые детали полируются до гладкой и блестящей поверхности. Это позволяет устранить мелкие дефекты, улучшить внешний вид поверхности, а также подготовить деталь к нанесению покрытия или гальванической обработки. В зависимости от сложности детали полировка может выполняться вручную или на автоматических станках.

Используется: Декоративные элементы, видимые элементы или точные функциональные элементы.

Покрытие

Напыление - это нанесение на деталь металлического покрытия, например, никеля, хрома или меди. Это не только улучшает внешний вид, но и обеспечивает устойчивость к коррозии и защиту от износа.

Ключевые моменты:

• Хромированное покрытие чаще всего используется для автомобильных и хозяйственных деталей.
• Никелевое покрытие обеспечивает гладкую и прочную поверхность.
• Перед нанесением покрытия необходимо очистить или отполировать поверхность.

Порошковое покрытие

Порошковая окраска используется для нанесения сухого порошка, который затвердевает под воздействием тепла, создавая прочную и твердую поверхность. Оно обеспечивает высокий стандарт защиты от коррозии, химической стойкости и цветовой гаммы. Порошковое покрытие особенно применимо к деталям, которые сталкиваются с жесткими условиями эксплуатации.

Приложения: Оборудование для наружной отделки, автомобильные запчасти и бытовая электроника.

Живопись

Покрытие - это также недорогой способ улучшить эстетику и повысить устойчивость к коррозии. Жидкие краски могут быть разных цветов и могут быть выборочно использованы в одном месте, в отличие от порошковых покрытий, которые не могут быть нанесены выборочно.

Приложения: Декоративные потребительские изделия или детали, где необходимо использовать цветовую маркировку.

Технология электрохимического нанесения рисунка на поверхность

Анодирование более популярно в случае алюминия, но цинковые детали также могут подвергаться химической обработке поверхности для повышения коррозионной стойкости и твердости поверхности. Долговечность и адгезия краски улучшаются с помощью таких методов обработки, как хроматирование или пассивирование.

Текстурирование

Текстурирование придает детали матовую или узорчатую поверхность. Это может скрыть небольшие дефекты литья, минимизировать блики и придать ручкам или корпусам превосходный захват.

Методы:

• Пескоструйная обработка
• Химическое травление
• Текстурирование пресс-форм.

Практические занятия по отделке поверхностей

• Помните о требованиях к отделке поверхности при проектировании детали, чтобы избежать дорогостоящих переделок.
• Выберите способ отделки, который будет использоваться в зависимости от уровня функционирования, окружения и перспективы.
• При необходимости используйте комбинированную обработку, например, полировку с последующим нанесением гальванического покрытия, что обеспечит сочетание гладкости и коррозионной стойкости.
• Толщина стенок и филе должна быть одинаковой, чтобы их поверхность была одинаковой в готовом виде.

Конструкция для катапультирования

Отлитая деталь должна быть извлечена из формы; это называется выталкиванием. Прилипание, коробление или дефекты поверхности могут быть вызваны неправильной конструкцией.

Создайте конструкцию таким образом, чтобы ее можно было легко выбросить:

• Вставьте достаточные углы для вытяжки.
• Глубокие подрезы можно выполнять только с помощью боковых упоров или направляющих при работе штампа.
• Расположите линии разъема таким образом, чтобы уменьшить количество дефектов.
• Сделайте толщину стен одинаковой, чтобы усадка не была неравномерной.
• Продумывание выброса на этапе проектирования позволяет сэкономить на разработке инструментов.

Избегание подрезов

Недорезы - это участки геометрии детали, которые не могут быть легко извлечены из штампа. Хотя в некоторых случаях это неизбежно, подрезы усложняют и удорожают инструментальную обработку.

Рекомендации:

• Пересмотрите характеристики, чтобы по возможности отказаться от подрезов.
• Если необходимо сделать подрезы, можно использовать боковые действия, подъемники или разборные стержни.
• Глубина и площадь подрезов должны быть минимальными, чтобы свести к минимуму сложность работы.
• Подрезы исключены, что упрощает проектирование штампа и снижает количество проблем на производстве.

Допуски

В прецизионных деталях обычно требуются близкие допуски на размеры. Литье цинка под давлением очень точное, и есть определенные моменты, которые нужно учитывать при проектировании.

Советы по терпимости:

• Общий допуск на размеры:Мелкие и средние детали: +-0,1-0,2 мм.
• Критические измерения: Зажим после литья с механической обработкой.
• Припуск на усадку: Конструкция: Поскольку усадка обычно составляет от 0,5 до 1,5 % в зависимости от размера детали, ее следует проектировать с учетом этого фактора.

Эффективное планирование допусков используется для того, чтобы убедиться, что детали подходят друг другу и работают так, как ожидается.

Усадка и контроль деформации

При застывании расплавленного цинка происходит усадка, что приводит к изменению размеров или образованию пустот. Деформация может происходить, когда стенки не прямые или ребра плохо развиты.

Рекомендации:

• Поддерживайте равномерную толщину стенок.
• Обеспечьте поддержку с помощью ребер жесткости и прокладок.
• Следует избегать больших плоских поверхностей; для уменьшения деформации необходимо придать небольшую кривизну.
• Толстые слои на позициях, которые не являются жизненно важными.

Устранение усадки и деформации сводит к минимуму брак и гарантирует качество.

Выбор материала

Выбор цинкового сплава имеет большое значение для производительности детали. Распространенные цинковые сплавы:

• Замак 2:Хорошая коррозионная стойкость, высокая прочность, структурные детали.
• Замак 3: Это наиболее часто используемый вариант, он хорошо противостоит коррозии и обладает хорошими механическими свойствами.
• Замак 5: Прочность повышается благодаря более тонким стенкам и крошечным мелким деталям.

Выбор сплава гарантирует наилучшие механические свойства и литейные качества.

Соображения по поводу стоимости

• Дизайн влияет на стоимость литых деталей из цинка:
• Геометрия может быть сложной, что повышает стоимость оснастки.
• Большая разница в толщине стенок приводит к дефектам и браку.
• Для обработки подрезов требуется больше механизмов штампа.
• Тщательные допуски могут быть обработаны вторично.

Компромисс между сложностью и технологичностью конструкции приведет к снижению стоимости, но не качества.

Литье цинка под давлением: Каково будущее цинкового литья под давлением?

Будущее цинкового литья под давлением выглядит радужным, а процессы становятся все более точными, автоматизированными и экологичными. Фирмы также нацелены на производство менее тяжелых, более прочных и более сложных компонентов с меньшим количеством производственных отходов и потреблением энергии. Программное обеспечение для проектирования и методы обработки поверхностей также способствуют повышению качества и эффективности благодаря инновациям.

Какова будущая стратегия GC Precision Mold?

Чтобы обеспечить будущие потребности отрасли, GC Precision Mold уделяет особое внимание современным технологиям, уровню квалификации и использованию современного оборудования. Наша философия заключается в том, чтобы быть инновационными, устойчивыми и обеспечивать еще большую точность деталей для меняющихся рынков.

Заключение

Литье цинка под давлением - это быстрая и надежная процедура, которая может быть использована для создания высокоточных деталей сложной формы, с жесткими допусками и высокой чистотой поверхности. Строгая политика проектирования, включая поддержание постоянной толщины стенок, включение тяги, в том числе ребер и галтелей, а также максимальный радиус углов и максимальные бобышки, сделает детали прочными, долговечными и без дефектов. Отделка поверхности и выталкивание также хорошо спланированы, что повышает функциональность и минимизирует требования к последующей обработке.

Сотрудничество с профессиональным и опытным производителем увеличивает эти преимущества. Компания GC Precision Mold специализируется на производстве высококачественных прецизионных деталей из цинкового литья под давлением для многих отраслей промышленности. Наша команда предлагает услуги от проектирования до производства с высоким качеством и постоянством деталей, строго соответствующих спецификациям. Основываясь на идее точности, надежности и удовлетворенности клиентов, GC Precision Mold может предоставить свои компоненты, которые будут не только идеально работать, но и обеспечат успех вашего бизнеса эффективным и уверенным способом.

Вопросы и ответы

Что такое литье цинка под давлением?

Литье цинка под давлением используется для производства специфических и сложных деталей путем заливки расплавленного цинка в форму.

В чем же заключается значение рекомендаций по дизайну?

Они помогают избежать таких дефектов, как усадка или коробление, и обеспечивают прочность и правильность деталей.

Какие существуют варианты отделки поверхности цинковых деталей?

К наиболее распространенным видам отделки относятся полировка, гальванизация, покраска, порошковое покрытие и текстурирование.

Можно ли использовать литые под давлением цинковые детали с резьбой?

Да, однако при тонкой или мелкой резьбе для повышения прочности удобнее использовать резьбовые вставки.

Почему стоит выбрать GC Precision Mold?

GC Precision Mold предлагает высококачественные, хорошие и точные детали на профессиональном уровне и хорошее обслуживание клиентов.