Литье цинка под давлением Технология литья под давлением - популярный метод в производственных процессах. Она предполагает использование машины для литья под давлением с горячей камерой для впрыска расплавленного цинка в форму для литья под давлением. Обогащенные механические свойства сплава, такие как высокая прочность, долговечность, хорошая коррозионная стойкость, гибкость и простота использования, делают цинковый сплав пригодным для различных промышленных применений. В этом руководстве рассматривается процесс литья под давлением цинка, материалы, используемые для процесса и продукта, преимущества литья под давлением цинка, области применения и даже производители цинкового литья под давлением играть роль в обеспечении высококачественных деталей из литых сплавов.
Что такое цинковое литье под давлением?
Это процесс литья металлических сплавов, при котором расплавленный сплав под давлением попадает в форму. литейная форма. Этот процесс используется в основном для изготовления сложных форм с хорошими допусками на размеры. Среди таких металлических деталей выделяется литье под давлением цинка, поскольку в качестве металла чаще всего используется цинк. Этот метод литья под высоким давлением ценится за то, что позволяет получать детали с наилучшей стабильностью размеров, в условиях, требующих небольшого количества механической обработки после литья, и более короткого времени цикла. Благодаря этим характеристикам он известен как один из самых дешевых способов изготовления большого количества деталей из сплава zamka по сравнению с другими методами формовки металла, такими как литье в песчаные формы или литье по выплавляемым моделям.
Литье цинкового сплава под давлением
Однако чистый цинк не может широко использоваться для литья под давлением, поскольку для повышения качества он образует сплав с другими металлами. Цинковые сплавы, которые широко известны как цинковые сплавы для литья под давлением разрабатываются таким образом, чтобы обеспечить компромисс между твердостью, вязкостью, коррозионной стойкостью и обрабатываемостью.
Наиболее популярными цинковыми сплавами, используемыми в литье под давлением, являются следующие:
Сплавы Zamak: Сплавы Zamak (цинк-алюминий-магний-медь), особенно Zamak 3 и Zamak 5, относятся к числу широко используемых цинковых сплавов для литья под давлением. Эти сплавы выбирают из-за возможности легко отливать их, регулировать их прочность и противостоять коррозии.
- Замак 3: Широко используемый в литье под давлением цинковый сплав со сравнительно хорошими механическими характеристиками, высокой прочностью и хорошей устойчивостью к коррозии.
- Замак 5: Более прочная версия Toyoguard 5 с улучшенными высокотемпературными характеристиками.
- ZA Alloys: Сплавы ZA (цинк-алюминий) содержат больше алюминия в процентном соотношении, чем любой из сплавов Zamak. Эти сплавы обеспечивают повышенную прочность, твердость и износостойкость, поэтому подходят для деталей, требующих вышеперечисленных характеристик.
Вышеперечисленные три сплава замака в основном используются для изготовления литьё под давлением zamak продукции, особенно сплава zamak 3.
Свойства цинковых сплавов
Цинковые сплавы Обладают рядом полезных свойств, включая:
- Высокое соотношение прочности и веса: Отлитые под давлением цинковые детали прочны, но имеют низкую плотность, поэтому могут использоваться в автомобилях и аэробных устройствах.
- Устойчивость к коррозии: Этот материал имеет тенденцию к образованию слоев карбоната цинка под воздействием воздуха, поэтому он обладает высокой степенью коррозии, особенно на открытом воздухе.
- Легкость обработки: По сравнению с другими материалами для литья, детали, отлитые из цинка, легко поддаются механической обработке, что сокращает процесс литья и снижает его стоимость.
- Возможность вторичной переработки: Мы можем перерабатывать цинк, а это значит, что литье под давлением цинка следует считать экологически чистой отраслью.
Компоненты для литья под давлением из цинка
Литье под давлением с использованием цинка применяется при производстве деталей для различных отраслей промышленности, таких как автомобилестроение, электроника и т.д. Точность, надежность и адаптивность процесса позволяют эффективно применять его для производства деталей очень сложной и точно заданной формы.
Различные компоненты изготавливаются методом литья под давлением из цинка
- Автомобильные компоненты: Автомобильная промышленность является крупнейшим конечным потребителем цинкового литья под давлением для изготовления автомобильных деталей, таких как корпуса коробок передач, кронштейны, детали рулевой колонки и тонкие украшения, используемые в автомобилях. Прочность и относительно низкая плотность цинковых сплавов делают их пригодными для использования в автомобилях, где они применяются для уменьшения массы автомобиля и, следовательно, повышения топливной эффективности.
- Электроника: Литье цинка под давлением находит широкое применение в производстве корпусов для электроники, такой как смартфоны, ноутбуки и планшетные компьютеры. Это объясняется прочностью и точностью, которые обеспечивает литой цинк для защиты изделий без ущерба для их внешнего вида.
- Промышленные компоненты: Литье под давлением с использованием цинка также применяется при производстве деталей для промышленного оборудования, шестерен, корпусов клапанов, разъемов и корпусов насосов. Применение этого процесса позволяет получать детали с близкими допусками и высокой износостойкостью.
- Потребительские товары: Помимо автомобильной и электронной промышленности, литье под давлением цинка применяется для производства таких распространенных потребительских товаров, как дверные ручки, смесители и замки.
Обзор производителей цинкового литья под давлением
Производители, занимающиеся литьем под давлением цинка, вносят свой вклад в производство высококачественных деталей. В их обязанности входит дизайн и проектирование, а также все, что касается отливки и отделки деталей.
- Комплексные услуги: Чтобы свести к минимуму зазоры, производители в значительной степени участвуют в процессе проектирования, конструирования, литья и даже отделки.
- Высококачественное производство: Это позволяет создавать детали высокой точности, хорошей стабильности размеров и гладкой поверхности.
- Отраслевые применения: К целевым секторам относятся автомобильная промышленность, электроника, оборудование и потребительские товары длительного пользования.
- Персонализация: Разработайте варианты конкретных деталей, чтобы удовлетворить потребности и пожелания потенциальных клиентов в отношении размеров, геометрии и производительности деталей.
- Передовые технологии: Используйте превосходное оборудование и методы для повышения производительности при низких производственных затратах.
Ключевое оборудование и технологии
Производители цинкового литья под давлением используют специализированные машины, в том числе:
- Машины для литья под давлением в холодной камере: Применяется для высокоплавких материалов, таких как алюминий, на основе поведения потока, как упоминалось ранее. Расплав переносится в камеру, где он впрыскивается в матрицу.
- Машины для горячего камерного литья под давлением: Применяется при работе с металлическими сплавами, температура плавления которых ниже температуры распыляемой среды с большим запасом. Из камеры она заливается непосредственно в матрицу.
- Робототехника и автоматизация: Для снижения себестоимости и повышения точности производители применяют роботизированное и автоматизированное оборудование. Таким образом, можно легко переносить детали и выполнять финишные операции.
Изделия из цинкового литья под давлением
Литье цинка под давлением находит широкое применение в производстве стрелочных переводов, автомобильных приложений и электронных корпусов. Ниже приведены некоторые ключевые примеры изделий, изготовленных методом литья под давлением из цинка в различных отраслях промышленности:
- Автоаксессуары - Ручки, ручки и кронштейны для автомобилей.
- Внутренние - разъемы, клеммы и корпус.
- Телекоммуникации - Корпуса для телефонов, планшетов и ноутбуков.
- Фурнитура - дверные и оконные ручки, ручки и дверные стучалки, наборы ручек и засовы.
- Промышленные компоненты - Есть насосы, клапаны и зубчатые механизмы.
- Внутренняя отделка - Ковры, двери, стены, потолок и лики.
- Аксессуарные товары - Запчасти для велосипедов, головки для клюшек для гольфа и т.д.
- Медицинские приборы - Когти и ручки ретракторов, лотки и футляры для инструментов.
Конструктивные соображения при литье под давлением цинка
Когда мы проходим процесс литья цинка под давлением. Важно детально рассмотреть требования к конструкции. Следующая таблица поможет вам лучше понять их;
| Рассмотрение | Пояснение |
| Толщина стенок | Равномерная толщина (1-4 мм) обеспечивает равномерный поток и позволяет избежать таких дефектов, как пористость. |
| Углы наклона | Как правило, используйте 1-3 градуса тяги для легкого извлечения деталей и уменьшения силы выталкивания. |
| Undercuts | По возможности старайтесь избегать подрезов. Также используйте боковые стержни для упрощения конструкции пресс-формы и извлечения деталей. |
| Радиусы и филе | Вы можете использовать закругленные углы, чтобы улучшить обтекание металла и уменьшить концентрацию напряжений. |
| Допуски | Он должен иметь точную конструкцию (±0,1-0,2 мм), так как литье под давлением обеспечивает высокую точность. |
| Дизайн ворот | Убедитесь в правильном размещении ворот. Так вы сможете гарантировать равномерное заполнение и уменьшить дефекты литья под давлением цинка. |
| Вентиляция | Он имеет вентиляционные отверстия для выхода газов. Это позволяет предотвратить образование воздушных карманов или неполное заполнение. |
| Отделка поверхности | Дизайн для желаемой отделки поверхности, такой как электронное покрытие, хромирование и покраска. Обеспечивает эстетику поверхностей с минимальной последующей обработкой. |
| Черновик для отливки | Он гарантирует легкое извлечение деталей во избежание деформации или повреждения. |
| Особенности сборки | Убедитесь, что в конструкции предусмотрены точки крепления или отверстия для легкого монтажа и интеграции. |
Завершение процесса цинкового литья
Литье под давлением из цинка - это очень эффективная технология изготовления практически чистых форм, точных и прочных деталей путем заливки расплавленного цинка в форму. Вот упрощенная схема процесса литья цинковых сплавов:
1. Дизайн и создание пресс-формы
Деталь моделируется с помощью программного обеспечения CAD с учетом толщины внутренних и внешних стенок, углов осадки для легкого извлечения литейной оснастки и т. д. Затем изготавливается прочная стальная оснастка в соответствии с контуром детали с наиболее важной сетью каналов охлаждения, обеспечивающей правильное направление процесса охлаждения и сокращение времени цикла. Форма также должна быть смазана, чтобы помочь в извлечении детали во время выталкивания, как того требует деталь.
2. Плавление и подготовка цинка
После того как оснастка для литья под давлением полностью готова, ее закрепляют в машине для литья под давлением, и начинается процесс литья, цинковый сплав заливают в печь и нагревают до 420-470°C, чтобы цинковый сплав перешел в жидкое состояние для литья. Чугун почти расплавлен, и с помощью флюсов примеси сводятся к минимуму, а температура расплавленного металла контролируется так, чтобы иметь хороший стандарт. Расплавленный цинк поддерживается при температуре, которая позволяет ему иметь правильную вязкость, когда он должен быть влит.
3. Литье под давлением
Затем расплавленный цинк подается в форму под очень высоким давлением (от 10 000 до 20 000 фунтов на квадратный дюйм) с помощью горячекамерное литье под давлением машина. Он обеспечивает заполнение металлом всех периферийных деталей штампа, что позволяет создать деталь с высокой точностью и без абразивных участков. Процесс впрыска относительно короткий, обычно занимает несколько секунд, и необходим для создания сложных конструкций с малым количеством дефектов.
4. Выталкивание и извлечение
Когда цинк остывает и становится твердым, форма раскалывается, и система выталкивания извлекает отливку. Чтобы избежать деформации или повреждения этой части, используются выталкивающие штифты или воздушные струи. Иногда для работы с крупными деталями или деталями, к которым нельзя прикасаться, используется роботизированная рука, так как она эффективна при извлечении детали.
5. Операции после литья
Вспышки, или, наоборот, лишний материал, расположенный по периметру, удаляется с помощью обрезных прессов или режущих инструментов. Деталь может быть отполирована, подвергнута пескоструйной обработке или покрыта лаком для улучшения ее внешнего вида, защиты от ржавчины и повышения износостойкости. Такие операции, выполняемые после литья, позволяют получить желаемые функциональные характеристики детали, а также ее внешний вид.
6. Контроль качества и тестирование
Затем деталь проходит всесторонние испытания для обеспечения качества, начиная с проверки размеров на соответствие определенным уровням допусков. Также проверяется прочность материала с точки зрения твердости и прочности на разрыв, а также способность детали противостоять ударам. Используется рентгеновское исследование, позволяющее выявить внутренние дефекты, такие как пористость или пустоты, не разрушая образец.
7. Упаковка и доставка
После того как деталь проверена на качество, она покрывается защитными материалами, чтобы не сломаться во время транспортировки. Затем они отправляются заказчикам или формируют линейки деталей для более высоких системных интеграций, таких как автомобили, корпуса электроники, промышленные предприятия и т. д.
Свойства процесса литья под давлением цинка
Вот некоторые важные особенности процесса цинкового литья;
1. Высокая прочность и долговечность
Механические свойства цинковых сплавов: Цинковые сплавы обладают высокой прочностью на разрыв, а также хорошей устойчивостью к ударным нагрузкам. По этой причине они идеально подходят для создания прочных и долговечных компонентов.
2. Устойчивость к коррозии
В данном случае материал, который мы собираемся использовать, обладает естественным свойством коррозии, что выгодно для деталей, контактирующих с водой или любыми другими жесткими условиями, например, цинковых сплавов типа Zamak.
3. Хорошая литейная способность
При расплавлении цинковые сплавы становятся довольно текучими, что позволяет создавать сложные конструкции с мельчайшими деталями и гладкими поверхностями, что соответствует точному литью.
4. Устойчивость размеров
Цинковые сплавы сохраняют форму и размеры и не требуют изменений, таких как окончательная механическая обработка после литья, что, в свою очередь, снижает общую стоимость.
5. Низкая температура плавления
Следует отметить, что цинк имеет умеренную температуру плавления - около 420°C, что позволяет увеличить скорость производства по сравнению с другими металлами.
6. Хорошая тепло- и электропроводность
Цинковые сплавы обладают такими свойствами, как электропроводность, и поэтому используются в электрических деталях и на участках, подвергающихся тепловому воздействию.
Выбор правильного производителя для литья под давлением цинка
При выборе производителя цинкового литья под давлением необходимо учитывать такие факторы, как:
- Опыт: Выбирайте производителей, которые специализируются на поставке литых деталей самого высокого качества.
- Сертификаты: Производители должны следовать отраслевым стандартам, таким как ISO 9001, чтобы обеспечить постоянство качества.
- Контроль качества: Некоторые предлагаемые меры для проверки качества изготовленных деталей: пористость, размеры и дефекты поверхности.
Разница между литьем под давлением цинка и другими процессами
В этой таблице описаны процедуры с точки зрения процессов, материалов, стоимости, сложности деталей, качества обработки поверхности и других аспектов.
| Характеристика | Литье под давлением | Литье в песок | Инвестиционное литье | Литье в постоянные формы |
| Процесс | Здесь расплавленный металл впрыскивается в стальную матрицу. В процессе работы используется высокое давление. | Здесь расплавленный металл впрыскивается в песчаную форму. Затем мы разрушаем эту форму после отливки | Как правило, восковые узоры покрывались керамической оболочкой После этого они расплавлялись. | Расплавленный металл впрыскивается в многоразовую металлическую форму. |
| Материалы | Цинк, алюминий, магний, медные сплавы | Чугун, сталь, алюминий, бронза, латунь | Сталь, алюминий, бронза, титан, драгоценные металлы | Может включать сплавы алюминия, цинка и меди |
| Сложность деталей | Высокая сложность и точность | Вполне подходит для простой и средней сложности | Высокая сложность, замысловатые детали | Средняя и высокая сложность |
| Скорость производства | Имеет высокие показатели (быстрое время цикла) | От довольно низкого до среднего (медленнее для крупных деталей) | Низкий или средний уровень (из-за подготовки оболочки) | Скорее всего, средняя (быстрее, чем литье в песчаные формы, но медленнее, чем литье под давлением) |
| Отделка поверхности | Превосходно (гладкая, минимальная последующая обработка) | Черновой (требует отделочных работ) | Превосходно (очень тонкая обработка поверхности) | Хорошо (тонкая отделка, требующая незначительной доводки) |
| Стоимость одной детали | Низкий (экономичен при больших объемах) | Средний (экономичен при небольших объемах) | Высокая (дорогостоящая для массового производства) | От среднего до высокого (экономично для средних объемов) |
Преимущества цинкового литья под давлением
Ниже перечислены преимущества процесса цинкового литья;
- Высокая точность: Литье под давлением из цинка позволяет создавать высокоточные изделия с мелкими деталями, поэтому этот материал хорошо подходит для изготовления деталей с малыми допусками.
- Экономичность при больших объемах: Таким образом, после изготовления штампа стоимость одной детали очень низкая, а значит, система эффективна для использования на большой производственной линии.
- Долговечность: Цинковые сплавы, такие как литые сплавы, не подвержены быстрой коррозии, прочны и обладают отличной выносливостью, что делает их идеальными для использования в автомобилях и электронике.
- Гладкая поверхность: Тем не менее, процесс литья под давлением позволяет получить тонкие стенки и тонкую поверхность, что означает меньшую необходимость в отделке.
- Быстрая скорость производства: Это быстрый процесс, особенно на большом производстве, поэтому производство может идти рука об руку с высокой оборачиваемостью.
Ограничения цинкового литья под давлением:
Итак, ниже перечислены некоторые недостатки/ограничения литья в цинковые штампы;
- Первоначальные затраты на оснастку: Недостатком использования пресс-форм (штампов) является то, что стоимость их создания может быть высокой, поэтому они не подходят для коротких партий или первых образцов.
- Ограничения по размеру: Они также выяснили, что литье под давлением из цинка идеально подходит для создания деталей небольшого и умеренного размера, поскольку для больших деталей требуются более мощные и дорогие инструменты.
- Материальные ограничения: Механические свойства цинкового сплава довольно хороши, однако прочность, а также возможности термообработки цинкового сплава не так велики, как у таких металлов, как алюминий или сталь.
- Сложность дизайна: Опять же, для деталей со сложными сечениями, с подрезами или сложными конструктивными особенностями могут потребоваться дополнительные инструменты или специальные методы. Это увеличит накладные расходы.
Проблемы, связанные с литьем под давлением цинка
Несмотря на то, что литье под давлением цинка имеет множество преимуществ, этот процесс сопряжен с определенными трудностями, которые необходимо решать:
- Материальные ограничения: Тем не менее, цинковые сплавы не будут адекватно работать в условиях высоких температур или высоких требований к прочности.
- Дефекты: Если процесс не контролируется должным образом, это может привести к таким проблемам, как пористость, дефекты поверхности и неточности в размерах.
- Высокие первоначальные затраты на оснастку: Запуск производства литья под давлением цинка влечет за собой дорогостоящие капитальные затраты на приобретение оснастки и штампов.
Воздействие на окружающую среду и устойчивое развитие
Вот некоторые факторы воздействия на окружающую среду и устойчивости, связанные с литьем под давлением цинка;
- Переработка и возможность повторного использования: Главным преимуществом цинка как строительного материала является возможность его вторичной переработки - он может использоваться многократно, не загрязняя окружающую среду.
- Устойчивые практики: Устойчивость литья под давлением обеспечивается за счет применения методов, которые потребляют меньше энергии, минимизируют образование отходов и используют экологически чистые материалы.
- Экологические нормы: В отрасли литья под давлением цинка действуют законы и правила, регулирующие ее деятельность, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду, не нарушая при этом экологических норм.
Тенденции развития цинкового литья под давлением в будущем
Будущее литья под давлением цинка выглядит многообещающе, поскольку его развитие определяется несколькими тенденциями:
- Технологические достижения: Они могут использовать 3D-печать для создания пресс-форм на производстве. Кроме того, возможно внедрение роботов для обработки деталей и интеллектуального производства.
- Новые приложения: Автомобильная промышленность, такая как электромобили и "зеленая" энергетика, а также отрасли здравоохранения, такие как MEDICON, медицинские технологии и биотехнологии, должны обеспечить устойчивый рынок для высокоточного литья под давлением из цинка.
- Инициативы в области устойчивого развития: Цели устойчивого развития достигаются за счет сокращения отходов и энергии, а также за счет использования экологически безопасных элементов производства.
Заключение
Литье цинка под давлением - это высокоскоростной и недорогой процесс, используемый, в частности, в автомобильной и металлургической промышленности для производства прочных, точных и высококачественных деталей. Учитывая такие аспекты, как прочность, коррозия и возможность вторичной переработки, литье под давлением цинка имеет многообещающее будущее и станет важным способом производства на ближайшие годы. С постоянной интеграцией новых технологий и растущим вниманием к устойчивости, производители цинкового литья под давлением будут играть важную роль в промышленности, удовлетворяя глобальный спрос на высоконадежные, устойчивые продукты.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Что такое цинковое литье под давлением?
Операция, при которой цинк заливается в форму под высоким давлением для получения точных и прочных деталей.
В чем преимущества?
Точность более одного микрометра, высокая скорость обработки, минимальный расход сырья и тонкая текстура поверхности.
Какие сплавы используются?
Некоторые из известных сплавов Zamak - это Zamak 3, Zamak 5 и Zamak 7, поскольку они обладают высокой прочностью и прекрасно поддаются коррозии.
Каковы общие области применения?
Они используются в автомобильной, электронной, аппаратной промышленности, а также в потребительских отраслях, таких как производство замков, разъемов и т.д.
Какие требования к конструкции необходимы при литье цинка под давлением?
Одинаковая толщина стенок, симметричные углы осадки, ограниченные подрезы, правильное расположение затвора и достаточная вентиляция формы.