ریخته گری روی: آلیاژها, فرآیند, برنامه های کاربردی & مزایا

1. مقدمه

ریخته گری روی یک فرآیند تولید گسترده است که نقش مهمی در تولید با دقت بالا دارد, اجزای فلزی با حجم بالا.

استفاده از بازیگران عالی, ثبات ابعادی, و قدرت آلیاژهای روی, این فرایند از طیف گسترده ای از صنایع - از خودرو و الکترونیک گرفته تا کالاهای پزشکی و مصرفی پشتیبانی می کند.

نقطه ذوب کم روی (به طور معمول در حدود 420-450 درجه سانتیگراد) اجازه می دهد تا زمان چرخه سریع, حداقل مصرف انرژی, و زندگی ابزار طولانی, ساختن آن به ویژه مقرون به صرفه برای پیچیده, طرح های دیواری نازک.

برخلاف سایر مواد ریخته گری مانند آلومینیوم یا منیزیم, روی کیفیت عالی سطح و سازگاری آبکاری استثنایی را ارائه می دهد, که هم برای کاربردهای عملکردی و هم زیبایی شناسی ضروری هستند.

2. ریخته گری روی چیست?

روی دایکستینگ یک فرآیند تولیدی است که در آن آلیاژهای روی مذاب یا روی تحت فشار زیاد به قالب های قابل استفاده مجدد مجبور می شوند, معروف به مرگ, برای ایجاد اجزای فلزی دقیق.

اصل اساسی شامل تزریق فلز مذاب به حفره مرده است, اجازه دادن به آن برای تحکیم, و سپس قسمت تمام شده را بیرون می کشید.

این فرآیند می تواند قطعاتی با تحمل های محکم ایجاد کند, پرداخت های سطح صاف, و هندسه های پیچیده در یک زمان نسبتاً کوتاه.

3. آلیاژهای روی مشترک برای ریخته گری

آلیاژهای روی used in die casting are formulated to maximize mechanical performance, پرداخت سطح, دقت, و سهولت پردازش.

از جمله پرکاربردترین آنها هستند سریال (بارها 2, 3, 5, 7) و آلیاژهای Za (برای 8, برای 12, و غیره).

میز آلیاژهای ریخته گری روی

4. تجهیزات و ابزار ریخته گری

ریخته گری روی به طور معمول استخدام می شود ماشین های ریخته گری با اتاق گرم, که مکانیسم تزریق را مستقیماً در فلز مذاب غوطه ور می کند.

این طرح با حداقل از دست دادن انرژی ، عملکرد پر سرعت را امکان پذیر می کند.

اجزای ابزاری:

• سیستم Gooseneck: روی مذاب را از گلدان نگهدارنده به آستین شات منتقل می کند.
• آستین شات & غوطه ور: با فشار 10،000-15،000 psi ، فلز را به قالب تزریق می کند.
• مواد: معمولاً از فولاد ابزار H13 یا P20, برای مقاومت در برابر خستگی حرارتی و فرسایش ، با درمان های سطحی مانند نیتریدر یا پوشش PVD.

زیرا روی از آلومینیوم فرسایش کمتری دارد, می میرد می تواند تمام شود 1 میلیون چرخه, به طور قابل توجهی کاهش هزینه های ابزار طولانی مدت.

5. مراحل فرآیند ریخته گری روی

فرآیند ریخته گری روی یک روش دقیق و کارآمد برای تولید با حجم بالا است, اجزای فلزی با دقت بالا.

با تشکر از قابلیت استثنایی روی, نقطه ذوب کم, و ثبات ابعادی, این روند می تواند به تحمل های محکم برسد, پرداخت های سطح صاف, و هندسه های دیواری نازک.

آماده سازی ذوب و کنترل دما

• آلیاژهای روی به طور معمول در دمای 420-450 درجه سانتیگراد ذوب می شوند (788-842 درجه فارنهایت) بسته به نوع آلیاژ و تنوع فرآیند.
• ذوب در یک کوره یکپارچه با یک دستگاه اتاق گرم یا یک صلیب جداگانه برای ماشین های اتاق سرد.
• کنترل دقیق دما برای جلوگیری از گرمای بیش از حد ضروری است (که باعث اکسیداسیون و تخلخل می شود) یا ضرب و شتم (که جریان پذیری را کاهش می دهد).
• قصور و شارژ ممکن است برای از بین بردن گازهای گرفتار و اکسیدها برای بهبود کیفیت ریخته گری استفاده شود.

شارژ و تزریق

• بازیگران داغ اتاق داغ (رایج ترین برای روی):

• • این سیستم Gooseneck روی تحت فشار هیدرولیک روی مذاب را مستقیماً به قالب می کشاند (7-35 MPa).
  • زمان چرخه کوتاه (به طور معمول <1 زمان پر کردن دوم) این روند را برای تولید با حجم بالا ایده آل کنید.

• ریخته گری اتاق سرد سرد (مورد استفاده برای za-12, ZA-27):

• • روی مذاب در یک آستین شلیک شده است, سپس یک پیستون آن را به داخل می کشد.
  • برای آلیاژها با محتوای آلومینیومی بالاتر که سیستم های Gooseneck را خراب می کنند مورد نیاز است.

پر کردن حفره و جامد سازی

• روی مذاب حفره مردن فولاد را با سرعت زیاد پر می کند (تا 1-3 متر بر ثانیه), اطمینان از رسیدن به همه شکل های پیچیده و دیواره های نازک.
• استخراج سریع گرمای از طریق دیوارهای مرده رخ می دهد, قابل قبول:

• • استحکام سریع (در چند ثانیه تا چند ثانیه)
  • دقت بالا
  • ساختار ریز با خواص مکانیکی بهبود یافته

• تهویه و از خلاء از کمک برای جلوگیری از گرفتاری هوا و کاهش تخلخل استفاده می شود.

بیرون کشیدن و دوچرخه سواری

• هنگامی که قسمت جامد می شود, پین های اگزکتور آن را از قالب خارج کنید.
• سطوح مرده با آن خنک می شوند یا با آنها روغن کاری می شوند عوامل آزادسازی برای اطمینان از آزاد شدن قسمت صاف و طولانی شدن زندگی.
• معمولی زمان چرخه برای ریخته گری روی: 20-60 ثانیه در هر شات, بسته به پیچیدگی بخشی و نوع آلیاژ.
• سپس می میرند و برای تزریق بعدی آماده می شوند - خنک کننده سریع روی امکان دوچرخه سواری سریع را فراهم می کند.

پیرایش و برداشتن فلش

• پس از تخلیه, ماده اضافی (فلش, زرنگ, دونده) با استفاده از:

• • هیدرولیک یا مکانیکی مطبوعات پیرایش
  • سیستم های تبعید CNC
  • ابزارهای تفکیک دستی برای هندسه های پیچیده

• طراحی مناسب و طراحی سرریز زباله ها را به حداقل می رساند و جداسازی قسمت تمیز را تضمین می کند.

بازرسی و تأیید بعدی

• بازرسی اولیه ممکن است شامل شود:

• • بازرسی بصری برای فلش, عیوب سطحی, یا خاموش شدن سرد
  • سنجش ابعادی در برابر مشخصات CAD یا فنی ترسیم
  • اختیاری آزمایش اشعه ایکس یا فشار برای نقص داخلی

6. اتمام و پردازش پس از بازی ریخته گری

در حالی که ریخته گری آلیاژ روی به دلیل تولید قطعات با سطح عالی عالی و تحمل های محکم درست از قالب مشهور است,

بیشتر برنامه های صنعتی و مصرف کننده هنوز برای تحقق مشخصات نهایی به پردازش پس از پردازش نیاز دارند.

دبر زدایی, پیرایش, و برداشتن فلاش

پس از بیرون راندن از قالب, قطعات اغلب دارند ماده اضافی در خطوط دور و مناطق دروازه.

این باید برای رعایت مشخصات طراحی و اطمینان از ایمنی در کار و مونتاژ حذف شود.

روشهای مشترک:

• فشارهای پیرایش مکانیکی: سریع و دقیق, ایده آل برای تولید با حجم بالا.
• دست دهی: برای دسته های کوچک یا قطعات با هندسه های پیچیده استفاده می شود.
• پایان ارتعاش: قطعات فروپاشی با رسانه ساینده برای صاف کردن لبه ها و آماده سازی سطح.

هدف: رسیدن به کانتورهای تمیز, لبه های تیز را بردارید, و قطعاتی را برای پوشش آماده کنید.

تمیز کردن سطح و پیش درمانی

پاکیزگی سطح آبکاری مهم است, نقاشی, یا روکش. لایه اکسید طبیعی روی و روان کننده های مرده باید برای اطمینان از چسبندگی مناسب برداشته شوند.

تکنیک ها شامل:

• تمیز کردن قلیایی: روغن ها را از بین می برد, چرب, و روان کننده های خود را بمیرند.
• ترشی اسیدی: اکسیدها و زنگ زدگی را از بین می برد.
• انفجار شات یا انفجار مهره: لباس را سطح می کند و برای پوشش ها آماده می شود.

نتیجه: ضمن افزایش ظاهر زیبایی ، پیوند رنگ ها و پلاک ها را بهبود می بخشد.

تکنیک های تکمیل سطح

آلیاژهای روی هستند بسیار سازگار با پوشش های تزئینی و کاربردی, آنها را برای قطعاتی که نیاز به ظاهر یا محافظت در برابر خوردگی دارند ایده آل کنید.

آبکاری

• آبکاری نیکل: روشن ارائه می دهد, پایان مقاوم در برابر خوردگی, اغلب در خودرو و لوله کشی استفاده می شود.
• آبکاری کروم: یک پایان آینه مانند برای سطوح تزئینی یا مقاوم در برابر سایش.
• آبکاری روی یا روی-نیکل: برای محافظت در برابر خوردگی اضافی در محیط های سخت اعمال می شود.

پوشش پودری

• کاربرد الکترواستاتیک یک پلیمر پودری, به دنبال آن در دمای 180-200 درجه سانتیگراد.
• دوام ارائه می دهد, انعطاف پذیری رنگ, و مقاومت خوبی در برابر ضربه و مواد شیمیایی.

روکش لاک یا شفاف

• پوشش های شفاف از سطوح اندود یا صیقلی بدون تغییر ظاهر محافظت می کنند.

عملیات حرارتی (اختیاری برای برخی از آلیاژها)

آلیاژهای روی به طور معمول برای سخت شدن تحت گرما قرار نمی گیرند, اما درمان های تسکین استرس ممکن است اعمال شود:

• محدوده دما: 80-120 درجه سانتیگراد برای چند ساعت.
• هدف: تنش های داخلی را از ریخته گری یا ماشینکاری کاهش دهید, ثبات بعدی را تقویت کنید.

برخی از (روی) آلیاژها ممکن است تحت سخت شدن سن برای بهبود قدرت با گذشت زمان.

ماشینکاری و عملیات ثانویه

حتی اگر بازیگران مرده اشکال نزدیک به شبکه ارائه دهند, ماشینکاری ثانویه ممکن است لازم باشد:

• نخ زنی, حفاری, یا ضربه زدن
• سطوح جفت گیری برای مجامع
• ویژگی های تحمل محکم از طریق ریخته گری به تنهایی قابل دستیابی نیست

توجه داشته باشید: ماشینکاری عالی روی آن را برای عملیات ثانویه ایده آل می کند, با پوشیدن ابزار کم و تشکیل تراشه صاف.

7. خصوصیات مواد ریخته گری روی

ریخته گری های روی روی نه تنها به دلیل قابلیت بازیگری عالی بلکه برای خصوصیات مکانیکی و فیزیکی قوی آنها نیز ارزش دارند.

این خصوصیات باعث می شود آلیاژهای روی برای اجزای دقیق که به استحکام بالایی نیاز دارند مناسب باشد, دقت, و سطح خوب.

خصوصیات فیزیکی آلیاژهای روی

خصوصیات مکانیکی آلیاژهای روی

ثبات ابعادی & مقاومت در برابر خزش

• ثبات ابعادی: ریخته گری های روی روی می توانند تحمل های دقیقی را در دوره های طولانی حفظ کنند, به خصوص در محیط های درجه حرارت متوسط.

• • تحمل های معمولی: 05/0 میلی متر یا بهتر

• مقاومت در برابر خزش: محدود در بالا 100 درجه سانتی گراد. آلیاژهای روی هستند برای بارهای ساختاری درجه حرارت بالا ایده آل نیست, اما در اتاق و دمای متوسط ​​بالا عملکرد خوبی داشته باشید.

8. کنترل کیفیت و کاهش نقص

حفظ کیفیت بالای محصول در ریخته گری روی نیاز به سیستم های نظارت و بازرسی قوی دارد.

نقص ها و داروهای معمولی:

روشهای آزمایش غیر مخرب مانند بازرسی اشعه ایکس, سونوگرافی, و آزمایش نفوذ رنگ اغلب برای تشخیص نقص داخلی یا سطحی استفاده می شود.

9. مزایا & محدودیت های ریخته گری روی

مزایا

سیالیت برتر:

آلیاژهای روی دارای سیالیت عالی هستند, امکان تولید اجزای پیچیده با دیوارهای نازک, به اندازه نازک 0.8 میلی متر.

این خاصیت به روی مبهم اجازه می دهد تا حفره های قالب پیچیده را به طور دقیق پر کنند, تسهیل در ساخت قطعات بسیار دقیق.

دقت ابعادی با دقت بالا:

ریخته گری روی روی می تواند تحمل های ابعادی بسیار تنگ داشته باشد, به طور معمول در قطعات کوچک به اندازه متوسط ​​در 0.05-0.1 میلی متر.

این دقت اغلب نیاز به پس از ماشین سازی را از بین می برد, صرفه جویی در وقت و هزینه.

نرخ تولید سریع:

دستگاه های ریخته گری برای روی می توانند با زمان چرخه کوتاه کار کنند, معمولاً از 10-60 ثانیه در هر چرخه, بستگی به پیچیدگی بخشی دارد.

این قابلیت تولید پر سرعت آن را برای تولید انبوه ایده آل می کند, کاهش هزینه های کلی تولید.

پایان سطح خوب:

قطعات تولید شده از طریق ریخته گری روی به طور کلی دارای یک سطح صاف و براق درست از قالب هستند.

این امر نیاز به بسیاری از عملیات سطح زمین را از بین می برد و یک پایه عالی برای درمان های بیشتر مانند آبکاری یا نقاشی فراهم می کند.

مقرون به صرفه بودن:

روی در مقایسه با بسیاری دیگر از فلزات در حال مرگ نسبتاً ارزان است.

علاوه بر این, این فرآیند حداقل زباله های مواد را تولید می کند زیرا می توان فلز اضافی را به راحتی بازیافت کرد, کاهش بیشتر هزینه ها.

هزینه پایین تر ابزار و تجهیزات نیز به زنده ماندن اقتصادی آن کمک می کند.

طیف گسترده ای از گزینه های آلیاژ:

آلیاژهای مختلف روی موجود است, هر یک متناسب با نیازهای عملکرد خاص.

به عنوان مثال, آلیاژهای زاماک تعادل قدرت دارند, مقاومت در برابر خوردگی, و خصوصیات ریخته گری,

در حالی که آلیاژهای ZA به دلیل مقاومت در برابر سایش زیاد شناخته شده اند, ارائه انعطاف پذیری در انتخاب مواد.

محدودیت ها

عملکرد محدود در دمای بالا:

آلیاژهای روی دارای نقاط ذوب کم و مقاومت در برابر حرارت ضعیف هستند.

خصوصیات مکانیکی آنها در دمای بالا به میزان قابل توجهی کاهش می یابد (معمولاً بالاتر از 120 درجه سانتیگراد),

آنها را برای برنامه های مربوط به قرار گرفتن در معرض مداوم در برابر گرمای زیاد نامناسب می کند, مانند داخلی موتور در وسایل نقلیه با کارایی بالا.

محدودیت های اندازه:

اندازه قطعات ریخته شده روی با ظرفیت دستگاه ها و قالب های ریخته گری محدود است.

تولید اجزای در مقیاس بزرگ چالش برانگیز و پر هزینه است, همانطور که به ماشین های قدرتمندتر و بزرگتر نیاز دارد, قالب های گران تر.

حساسیت حرارتی:

آلیاژهای روی به تغییرات سریع دما در طی فرآیند ریخته گری حساس هستند.

این حساسیت حرارتی می تواند منجر به مواردی مانند تنش های حرارتی شود, تاب برداشتن, و در صورت پارامترهای فرآیند ، در قسمت های بازیگران ترک خورد, مانند نرخ خنک کننده, با دقت کنترل نمی شوند.

حساسیت به محیط های خورنده خاص:

اگرچه روی مقاومت در برابر خوردگی ذاتی دارد, در محیط های بسیار خورنده, مخصوصاً آنهایی که اسیدهای قوی یا قلیایی دارند, مواد ممکن است با گذشت زمان خراب شوند.

در حالی که تیمارهای سطح می توانند مقاومت در برابر خوردگی را تقویت کنند, این به هزینه کلی می افزاید.

در دسترس بودن آلیاژ منطقه ای:

تولید و در دسترس بودن آلیاژهای خاص روی ممکن است در برخی مناطق محدود باشد.

این می تواند منجر به چالش های زنجیره تأمین شود, زمان سرب طولانی تر, و افزایش هزینه های تهیه آلیاژهای تخصصی.

10. کاربردهای ریخته گری روی

خودرو صنعت

• حوزه های کاربردی: اجزای ساختاری وسیله نقلیه, تر و تمیز داخلی/بیرونی, و قطعات عملکردی
• اجزاء: موتور, براکت ها, دسته درب, دستگیره ها, قطب های چرخ, کوره, و تریم های تزئینی

الکترونیک صنعت

• حوزه های کاربردی: محفظه های الکترونیکی, اتصال دهنده ها, و مدیریت حرارت
• اجزاء: اتصالات, محفظه دستگاه, غرق گرما برای نیمه هادی ها, و وسایل هیئت مدیره مدار

بخش کالاهای مصرفی

• حوزه های کاربردی: لوازم خانگی, اسباب بازی ها, و محصولات تزئینی
• اجزاء: دستگیره/دستگیره برای لوازم آشپزخانه, مدل های اسباب بازی, مجسمه های تزئینی, و سخت افزار مبلمان

سخت افزار & صنعت لوله کشی

• حوزه های کاربردی: وسایل ساختمانی و سیستم های لوله کشی
• اجزاء: شیرآلات, دریچه ها, قفل درب, لولاها, و سخت افزار معماری

زمینه دستگاه های پزشکی

• حوزه های کاربردی: تجهیزات جراحی و اجزای زیست پزشکی
• اجزاء: محفظه سازهای زیست سازگار, وسایل نقلیه قابل کاشت (با درمان سطح), و قطعات ابزار تشخیصی

بخش انرژی تجدید پذیر

• حوزه های کاربردی: زیرساخت انرژی باد و خورشیدی
• اجزاء: براکت های توربین بادی, سیستم های نصب پانل خورشیدی, و محفظه های سیستم ذخیره انرژی

11. جدول مقایسه: روی در مقابل آلومینیوم در مقابل ریخته گری منیزیم

غذای اصلی:

• روی ایده آل برای با دقت بالا, کوچک, قطعات پیچیده با کیفیت سطح برتر و هزینه ابزار کم, به خصوص در تولید با حجم بالا.
• آلومینیوم برای اجزای ساختاری سبک وزن با استحکام متوسط ​​و مقاومت حرارتی بالاتر.
• منیزیم ارائه می دهد بهترین نسبت قدرت به وزن, مناسب ساختن آن برای هوافضا و الکترونیک قابل حمل, اما نیاز به کنترل تخصصی پردازش و ایمنی دارد.

12. نتیجه گیری

ریخته گری روی روی یک است بالغ, دقیق, و فرآیند تولید مقرون به صرفه از نظر ایده آل برای تولید اجزای فلزی پیچیده در حجم زیاد مناسب است.

استحکام مکانیکی آن, قابلیت بازیگران برتر, و کیفیت عالی سطح همچنان به عنوان انتخابی برای صنایع اعم از خودرو گرفته تا وسایل پزشکی انتخاب می شود.

در حالی که محدودیت های حرارتی دارد, انعطاف پذیری طراحی آن, هزینه کم تولید, و بازیافت پذیری کاملاً ایمن ریخته گری روی به عنوان یک فناوری پیشرو در تشکیل فلز برای آینده.

سفارشی که خدمات ریخته گری با این کار

این با کیفیت بالا ارائه می دهد خدمات ریخته گری سفارشی متناسب با مشخصات دقیق خود.

با سالها تجربه و تجهیزات پیشرفته, ما در تولید اجزای فلزی دقیق با استفاده از تخصص داریم آلومینیوم, روی, و منیزیم آلیاژها.

آنچه ما ارائه می دهیم:

• OEM & ODM راه حل های ریخته گری
• حمایت کردن تولید کوچک تا با حجم بالا
• طراحی قالب سفارشی و پشتیبانی مهندسی
• تحمل ابعادی محکم و اتمام سطح عالی
• عملیات ثانویه, از جمله ماشینکاری CNC, درمان سطح, و مجمع