Livenje cinka die: Legure, Proces, Aplikacije & Prednosti

1. Uvođenje

Cink livenje pod pritiskom je široko prihvaćen proizvodni proces koji igra ključnu ulogu u proizvodnji visoke preciznosti, metalne komponente velike zapremine.

Iskorištavanje odlične sposobnosti zalivanja, dimenziona stabilnost, i čvrstoća legura cinka, ovaj proces podržava širok spektar industrija—od automobilske i elektronike do medicinske i potrošačke robe.

Niska tačka topljenja cinka (tipično oko 420-450 °C) omogućava brzo trajanje ciklusa, minimalna potrošnja energije, i produženi vijek trajanja alata, što ga čini posebno isplativim za kompleks, dizajni sa tankim zidovima.

Za razliku od drugih materijala za livenje pod pritiskom kao što su aluminijum ili magnezijum, cink nudi vrhunski kvalitet završne obrade i izuzetnu kompatibilnost oplata, koji su neophodni i za funkcionalnu i za estetsku primjenu.

2. Šta je livenje cinka pod pritiskom?

Cink Die Casting je proizvodni proces u kojem se rastopljeni cink ili legure cinka potiskuju pod visokim pritiskom u kalupe za višekratnu upotrebu, poznat kao umire, za stvaranje preciznih metalnih komponenti.

Osnovni princip uključuje ubrizgavanje rastopljenog metala u šupljinu kalupa, omogućujući da se očvrsne, a zatim izbacivanje gotovog dela.

Ovim postupkom se mogu proizvesti dijelovi s uskim tolerancijama, završne obrade glatke površine, i složene geometrije u relativno kratkom vremenu.

3. Uobičajene legure cinka za livenje pod pritiskom

Legure cinka koji se koriste u livenju pod pritiskom su formulisani da maksimiziraju mehaničke performanse, Površinski finiš, Dimenzionalna tačnost, i jednostavnost obrade.

Među najčešće korištenim su Loads serije (terete 2, 3, 5, 7) i ZA legure (ZA-8, Za-12, itd.).

Tabela legura za livenje cinka pod pritiskom

4. Oprema i alati za tlačno livenje

Obično se koristi livenje cinka pod pritiskom mašine za livenje pod pritiskom u vrućoj komori, koji uranjaju mehanizam za ubrizgavanje direktno u rastopljeni metal.

Ovaj dizajn omogućava rad velike brzine uz minimalne gubitke energije.

Tooling Components:

• Gooseneck sistem: Prenosi rastopljeni cink iz lonca za držanje u čahuru.
• Shot sleeve & klip: Ubrizgava metal u kalup pod pritiskom od 10.000-15.000 psi.
• Materijali: Obično napravljen od H13 alatni čelik ili P20, sa površinskim tretmanima poput nitriranja ili PVD premaza za otpornost na termički zamor i eroziju.

Zato što je cink manje erozivan od aluminijuma, umri mogu trajati duže 1 milion ciklusa, značajno smanjujući dugoročne troškove alata.

5. Koraci procesa livenja cinkom pod pritiskom

Proces tlačnog livenja cinka je precizan i efikasan metod za proizvodnju velikih količina, metalne komponente visoke preciznosti.

Zahvaljujući izuzetnoj livljivosti cinka, niska tačka topljenja, i dimenzionalna stabilnost, proces može postići stroge tolerancije, završne obrade glatke površine, i geometrije tankih zidova.

Priprema taline i kontrola temperature

• Legure cinka se obično tope na 420-450 °C (788–842 °F) ovisno o vrsti legure i varijaciji procesa.
• Topljenje se dešava u a peć integrisana sa mašinom sa toplom komorom ili poseban lončić za mašine sa hladnom komorom.
• Precizna kontrola temperature neophodno je kako bi se izbjeglo pregrijavanje (što uzrokuje oksidaciju i poroznost) ili pregrijavanje (što smanjuje tečnost).
• Degasiranje i fluksing može se koristiti za uklanjanje zarobljenih plinova i oksida radi poboljšanja kvalitete livenja.

Punjenje sačma i ubrizgavanje

• Lijevanje pod pritiskom u vrućoj komori (najčešće za cink):

• • The sistem gooseneck uvlači rastopljeni cink direktno u kalup pod hidrauličnim pritiskom (7–35 MPa).
  • Kratka vremena ciklusa (obično <1 drugo vrijeme punjenja) čine proces idealnim za proizvodnju velikih količina.

• Lijevanje pod pritiskom u hladnoj komori (korišten za ZA-12, ZA-27):

• • Rastopljeni cink se ulijeva u čahuru, zatim ga klip gura u kalup.
  • Potreban za legure sa većim sadržajem aluminijuma koje korodiraju sisteme guščjeg vrata.

Punjenje i solidifikacija kaviteta

• Otopljeni cink pri velikoj brzini ispunjava šupljinu čelične matrice (do 1–3 m/s), osiguravajući da dosegne sve zamršene oblike i tanke zidove.
• Brza ekstrakcija toplote se dešava kroz zidove kalupa, omogućavanje:

• • Brzo očvršćavanje (u roku od milisekundi do nekoliko sekundi)
  • Visoka dimenzionalna preciznost
  • Fino zrnasta struktura sa poboljšanim mehaničkim svojstvima

• Die ventilation i vakuum asistencija se može koristiti za sprječavanje zarobljavanja zraka i smanjenje poroznosti.

Ejection and Die Cycling

• Jednom kada se dio učvrsti, igle za izbacivanje gurnite ga iz kalupa.
• Površine kalupa se hlade ili podmazuju sredstva za odvajanje kako bi se osiguralo glatko otpuštanje dijelova i produžio vijek trajanja matrice.
• Tipičan vrijeme ciklusa za livenje cinka pod pritiskom: 20–60 sekundi po udarcu, ovisno o složenosti dijela i vrsti legure.
• Matrice se zatim zatvaraju i pripremaju za sljedeće ubrizgavanje - brzo hlađenje cinka omogućava brzo cikliranje kalupa.

Obrezivanje i uklanjanje blica

• Nakon izbacivanja, višak materijala (bljesak, sprues, trkači) se podrezuje pomoću:

• • Hidraulički ili mehanički prese za trimovanje
  • CNC sistemi za skidanje ivica
  • Ručni alati za skidanje ivica za složene geometrije

• Odgovarajući dizajn vrata i preljeva minimizira otpad i osigurava čisto odvajanje dijelova.

Inspekcija i provjera dimenzija

• Inicijalna inspekcija može uključivati:

• • Vizuelni pregled za blic, površinski defekti, ili hladno zatvaranje
  • Dimenzionalno mjerenje u odnosu na CAD ili tehničke specifikacije crteža
  • Opciono Rendgen ili ispitivanje pritiska za unutrašnje nedostatke

6. Završna obrada i naknadna obrada livenja cinka pod pritiskom

Dok je livenje pod pritiskom od legure cinka poznato po proizvodnji komponenti sa odličnom završnom obradom površine i čvrstim tolerancijama direktno iz kalupa,

većina industrijskih i potrošačkih aplikacija još uvijek zahtijeva naknadnu obradu kako bi se ispunile konačne specifikacije.

Deburring, Trimming, i uklanjanje blica

Nakon izbacivanja iz matrice, dijelovi često imaju višak materijala na linijama razdvajanja i oblasti kapija.

Ovo se mora ukloniti kako bi se zadovoljile specifikacije dizajna i kako bi se osigurala sigurnost pri rukovanju i montaži.

Uobičajene metode:

• Mehaničke prese za trimovanje: Brzo i precizno, idealno za proizvodnju velikih količina.
• Ručno uklanjanje ivica: Koristi se za male serije ili dijelove sa zamršenom geometrijom.
• Vibraciona završna obrada: Prevrtajući dijelovi sa abrazivnim medijem za zaglađivanje ivica i pripremu površine.

Gol: Postignite čiste konture, uklonite oštre ivice, i pripremiti dijelove za premaze.

Čišćenje i predtretman površina

Čistoća površine je kritična prije oblaganja, slikanje, ili premazivanje. Prirodni oksidni sloj cinka i maziva za kalupe moraju se ukloniti kako bi se osiguralo pravilno prianjanje.

Techniques Include:

• Alkalno čišćenje: Uklanja ulja, masti, i maziva.
• Kiselo kiseljenje: Uklanja okside i fleš rđu.
• Peskarenje ili peskarenje: Ujednačava površinu i priprema za premaze.

Ishod: Poboljšava prianjanje boja i obloga dok poboljšava kozmetički izgled.

Tehnike završne obrade površina

Legure cinka su vrlo kompatibilan s dekorativnim i funkcionalnim premazima, što ih čini idealnim za dijelove koji zahtijevaju izgled ili zaštitu od korozije.

Oblaganje

• Nickel Plating: Nudi svijetle, završna obrada otporna na koroziju, često se koristi u automobilskoj i vodovodnoj industriji.
• Chrome Plating: Završna obrada poput ogledala za dekorativne površine ili površine otporne na habanje.
• Cink ili cink-niklovano prevlačenje: Primjenjuje se za dodatnu zaštitu od korozije u teškim okruženjima.

Praškasti premaz

• Elektrostatička primjena polimera u prahu, nakon čega slijedi očvršćavanje na ~180–200 °C.
• Nudi izdržljivost, fleksibilnost boja, i dobra otpornost na udarce i hemikalije.

Lakiranje ili prozirni premaz

• Prozirni premazi štite obložene ili polirane površine bez promjene izgleda.

Toplotni tretman (Opciono za neke legure)

Legure cinka se obično ne termički obrađuju radi očvršćavanja, ali tretmani za ublažavanje stresa može se primijeniti:

• Temperaturni raspon: 80–120 °C nekoliko sati.
• Svrha: Smanjite unutrašnja naprezanja od livenja ili mašinske obrade, poboljšati dimenzijsku stabilnost.

Pročitajte ZA (Cink-Aluminijum) legure mogu biti podvrgnute starostno otvrdnjavanje za poboljšanje snage tokom vremena.

Obrada i sekundarne operacije

Iako livenje pod pritiskom daje oblike gotovo mreže, može biti potrebna sekundarna obrada za:

• Threading, bušenje, ili tapkanjem
• Spojne površine za sklopove
• Karakteristike uske tolerancije koje se ne mogu postići samo livenjem

Napomena: Odlična obradivost cinka čini ga idealnim za sekundarne operacije, sa nisko trošenje alata i glatko formiranje strugotine.

7. Svojstva materijala cinkovih odljevaka

Cinkovi tlačni odljevci cijenjeni su ne samo zbog odlične sposobnosti livenja već i zbog svojih robusnih mehaničkih i fizičkih svojstava.

Ova svojstva čine legure cinka pogodnim za precizne komponente koje zahtijevaju visoku čvrstoću, Dimenzionalna tačnost, i dobra završna obrada površine.

Fizička svojstva legura cinka

Mehanička svojstva legura cinka

Stabilnost dimenzija & Otpornost na puzanje

• Stabilnost dimenzija: Odljevci od cinka mogu održavati precizne tolerancije tokom dugih perioda, posebno u okruženjima sa umjerenom temperaturom.

• • Tipične tolerancije: ±0,05 mm ili bolje

• Otpornost na puzanje: Ograničeno iznad 100 ° C. Legure cinka su nije idealno za konstrukcijska opterećenja pri visokim temperaturama, ali dobro rade na sobnim do umjereno povišenim temperaturama.

8. Kontrola kvaliteta i otklanjanje kvarova

Održavanje visokog kvaliteta proizvoda u livenju cinka pod pritiskom zahteva robusne sisteme praćenja i inspekcije.

Tipični nedostaci i lijekovi:

Metode ispitivanja bez razaranja kao npr rendgenski pregled, ultrazvuk, i ispitivanje penetrantima boje često se koriste za otkrivanje unutrašnjih ili površinskih nedostataka.

9. Prednosti & Ograničenja cinkovih odljevaka

Prednosti

Superior Fluidity:

Legure cinka pokazuju odličnu fluidnost, omogućava proizvodnju složenih komponenti sa tankim zidovima, tanak kao 0.8 mm.

Ovo svojstvo omogućava rastopljenom cinku da precizno ispuni složene šupljine kalupa, olakšavanje proizvodnje vrlo detaljnih dijelova.

Visoka preciznost dimenzija:

Lijevanje pod pritiskom cinka može postići izuzetno uske tolerancije dimenzija, obično unutar ±0,05-0,1 mm za male do srednje dijelove.

Ova preciznost često eliminira potrebu za opsežnom naknadnom obradom, ušteda i vremena i troškova.

Brze stope proizvodnje:

Mašine za livenje pod pritiskom za cink mogu raditi sa kratkim ciklusom, obično se kreće od 10-60 sekundi po ciklusu, zavisno od složenosti dela.

Ova mogućnost proizvodnje velike brzine čini ga idealnim za masovnu proizvodnju, smanjenje ukupnih troškova proizvodnje.

Dobra završna obrada površine:

Dijelovi proizvedeni lijevanjem cinka pod pritiskom općenito imaju glatku i sjajnu površinu odmah izvan kalupa.

Ovo eliminira potrebu za mnogim operacijama završne obrade i pruža odličnu osnovu za daljnje tretmane kao što su oblaganje ili farbanje.

Ekonomičnost:

Cink je relativno jeftin u poređenju sa mnogim drugim metalima za livenje pod pritiskom.

Dodatno, proces stvara minimalni otpad materijala jer se višak metala može lako reciklirati, dodatno smanjenje troškova.

Niža cijena alata i opreme također doprinosi njegovoj ekonomskoj isplativosti.

Širok raspon opcija od legure:

Dostupne su razne legure cinka, svaki prilagođen specifičnim zahtjevima performansi.

Na primjer, Zamak legure nude ravnotežu čvrstoće, Otpornost na koroziju, i svojstva livenja,

dok su ZA legure poznate po svojoj visokoj otpornosti na habanje, pružanje fleksibilnosti u odabiru materijala.

Ograničenja

Ograničene performanse pri visokim temperaturama:

Legure cinka imaju niske tačke topljenja i slabu otpornost na toplotu.

Njihova mehanička svojstva značajno se pogoršavaju na povišenim temperaturama (obično iznad 120°C),

što ih čini neprikladnim za aplikacije koje uključuju kontinuirano izlaganje visokoj toplini, kao što su unutrašnjost motora u vozilima visokih performansi.

Ograničenja veličine:

Veličina cinkovanih dijelova za tlačno livenje ograničena je kapacitetom mašina za tlačno livenje i kalupa.

Proizvodnja komponenti velikih razmjera je izazovna i skupa, jer zahtijeva snažnije mašine i veće, skuplji kalupi.

Thermal Sensitivity:

Legure cinka su osjetljive na brze promjene temperature tokom procesa tlačnog livenja.

Ova termička osjetljivost može dovesti do problema poput termičkog naprezanja, izviđački, i pucanje u livenim dijelovima ako parametri procesa, kao što su brzine hlađenja, nisu pažljivo kontrolisane.

Osjetljivost na određene korozivne sredine:

Iako cink ima određenu otpornost na koroziju, u visoko korozivnim sredinama, posebno onih sa jakim kiselinama ili alkalijama, materijal može vremenom korodirati.

Dok površinski tretmani mogu povećati otpornost na koroziju, to doprinosi ukupnim troškovima.

Regionalna dostupnost legure:

Proizvodnja i dostupnost specifičnih legura cinka može biti ograničena u nekim regijama.

To može dovesti do izazova u lancu snabdijevanja, duži rok isporuke, i povećani troškovi nabavke specijalizovanih legura.

10. Primjena cinkovih odljevaka

Automobilski Industrija

• Područja primjene: Strukturne komponente vozila, unutrašnja/vanjska oprema, i funkcionalnih dijelova
• Komponente: Nosači motora, nosači, Ručke na vratima, dugmad, glavčine kotača, rešetke, i ukrasne ukrase

Elektronika Industrija

• Područja primjene: Elektronska kućišta, Konektori, i upravljanje toplotom
• Komponente: Utični konektori, kućišta uređaja, hladnjaka za poluvodiče, i pribora na ploči

Sektor robe široke potrošnje

• Područja primjene: Kućni aparati, igračke, i dekorativni proizvodi
• Komponente: Ručke/dugme za kuhinjske aparate, modeli igračaka, ukrasne figurice, i okovi za namještaj

Hardver & Vodovodna industrija

• Područja primjene: Građevinska oprema i vodovodni sistemi
• Komponente: Slavine, ventili, brave na vratima, šarke, i arhitektonski hardver

Polje medicinskih uređaja

• Područja primjene: Hirurška oprema i biomedicinske komponente
• Komponente: Biokompatibilna kućišta instrumenata, implantabilna kućišta uređaja (sa površinskom obradom), i dijelovi dijagnostičkog alata

Sektor obnovljive energije

• Područja primjene: Infrastruktura za energiju vjetra i sunca
• Komponente: Nosači za vjetroturbine, sistemi za montažu solarnih panela, i kućišta sistema za skladištenje energije

11. Poređenje tabele: Cink naspram aluminijuma i magnezijuma livenje pod pritiskom

Ključni zapisivanje:

• Cink je idealan za visoke preciznosti, mali, složeni dijelovi sa vrhunskim kvalitetom površine i niska cijena alata, posebno u Proizvodnja visokog volumena.
• Aluminijum je poželjna za lagane strukturne komponente umjerene snage i veća termička otpornost.
• Magnezijum nudi najbolji omjer snage i težine, čineći ga pogodnim za svemirska i prenosiva elektronika, ali zahtijeva specijalizovaniju obradu i sigurnosne kontrole.

12. Zaključak

livenje cinka pod pritiskom je a zrelo, precizan, i isplativ proizvodni proces idealno za proizvodnju složenih metalnih komponenti u velikim količinama.

Njegova mehanička otpornost, superiorna sposobnost livenja, i odličan kvalitet površine i dalje ga čine poželjnim izborom za industrije u rasponu od automobilske do medicinskih uređaja.

Iako ima neka termička ograničenja, njegovu fleksibilnost dizajna, niska cijena proizvodnje, i mogućnost recikliranja čvrsto osiguravaju livenje cinka pod pritiskom kao vodeću tehnologiju oblikovanja metala za budućnost.

Prilagodite koje livenje usluga po ovom

Ovo nudi visokokvalitetni usluge livenja pod pritiskom Prilagođen da udovolji vašim tačnim specifikacijama.

Sa godinama iskustva i napredne opreme, Specijalizirani smo za proizvodnju preciznih metalnih komponenti koje koriste aluminijum, cink, i magnezijum legure.

Što nudimo:

• Oem & Rješenja za lijevanje od ODM-a
• Podrška za Mala do proizvodnje velike količine
• Prilagođeni dizajn i inženjerska podrška
• Uske dimenzionalne tolerancije i izvrsne površinske završne obrade
• Sekundarne operacije, uključujući CNC obrada, površinski tretman, i montaža