Lijevanje cinka pod pritiskom: Legure, Proces, Prijava & Prednosti

1. Uvod

Lijevanje cinka pod pritiskom široko je prihvaćen proizvodni proces koji igra ključnu ulogu u proizvodnji visokopreciznih, metalne komponente velike količine.

Iskorištavanje izvrsne sposobnosti lijevanja, dimenzionalna stabilnost, i čvrstoća legura cinka, ovaj proces podržava širok raspon industrija—od automobilske i elektroničke do medicinske i široke potrošnje.

Nisko talište cinka (obično oko 420–450 °C) omogućuje brza vremena ciklusa, minimalna potrošnja energije, i produžen vijek trajanja alata, što ga čini posebno isplativim za složene, dizajni tankih stijenki.

Za razliku od drugih materijala za tlačno lijevanje kao što su aluminij ili magnezij, cink nudi vrhunsku kvalitetu završne obrade površine i iznimnu kompatibilnost s oplatama, koji su bitni i za funkcionalne i za estetske primjene.

2. Što je lijevanje cinka pod pritiskom?

Cinkov kasting je proizvodni proces u kojem se rastaljeni cink ili legure cinka pod visokim pritiskom guraju u kalupe za višekratnu upotrebu, poznate kao matrice, za izradu preciznih metalnih komponenti.

Osnovni princip uključuje ubrizgavanje rastaljenog metala u šupljinu matrice, dopuštajući da se učvrsti, a zatim izbacivanje gotovog dijela.

Ovaj proces može proizvesti dijelove s uskim tolerancijama, glatke površine, i složene geometrije u relativno kratkom vremenu.

3. Uobičajene legure cinka za lijevanje pod pritiskom

Legure cinka koji se koriste u tlačnom lijevanju formulirani su da maksimiziraju mehaničku učinkovitost, površinski završetak, točnost dimenzije, i jednostavnost obrade.

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

Tablica legura cinka pod pritiskom

4. Oprema i alati za tlačno lijevanje

Lijevanje pod pritiskom cinka obično koristi strojevi za tlačni lijev s vrućim komorama, koji uranjaju mehanizam za ubrizgavanje izravno u rastaljeni metal.

Ovaj dizajn omogućuje rad velike brzine s minimalnim gubitkom energije.

Komponente alata:

• Gooseneck sustav: Prenosi rastaljeni cink iz posude za držanje u čahuru.
• Pucnjava & klip: Ubrizgava metal u kalup pod pritiskom od 10.000–15.000 psi.
• Materijali: Obično se izrađuje od H13 alatni čelik ili P20, s površinskim tretmanima poput nitriranja ili PVD premaza za otpornost na toplinski zamor i eroziju.

Budući da je cink manje erozivan od aluminija, umire može trajati više 1 milijuna ciklusa, značajno smanjujući dugoročne troškove alata.

5. Koraci procesa lijevanja pod pritiskom cinka

Postupak lijevanja pod pritiskom precizna je i učinkovita metoda za proizvodnju velikih količina, metalne komponente visoke točnosti.

Zahvaljujući izuzetnoj livljivosti cinka, nisko talište, i dimenzijska stabilnost, procesom se mogu postići uske tolerancije, glatke površine, i geometrije tankih stijenki.

Priprema taline i kontrola temperature

• Cinkove legure obično se tale na 420–450 °C (788–842 °F) ovisno o vrsti legure i varijaciji procesa.
• Taljenje se događa u a peć integrirana sa strojem s vrućom komorom ili zasebni lončić za strojeve s hladnom komorom.
• Precizna kontrola temperature neophodno je kako bi se izbjeglo pregrijavanje (što uzrokuje oksidaciju i poroznost) ili nedovoljno zagrijavanje (što smanjuje protočnost).
• Otplinjavanje i fluksiranje može se koristiti za uklanjanje zarobljenih plinova i oksida za poboljšanu kvalitetu lijevanja.

Punjenje i ubrizgavanje

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

• • A gooseneck sustav uvlači rastaljeni cink izravno u matricu pod hidrauličkim pritiskom (7–35 MPa).
  • Kratka vremena ciklusa (tipično <1 vrijeme drugog punjenja) učiniti proces idealnim za proizvodnju velikih količina.

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

• • Rastaljeni cink ulijeva se u čahuru, zatim ga klip tjera u matricu.
  • Potrebno za legure s većim udjelom aluminija koje nagrizaju sustave guščijeg vrata.

Punjenje šupljina i skrućivanje

• Rastaljeni cink velikom brzinom ispunjava šupljinu čelične matrice (do 1–3 m/s), osiguravajući da dosegne sve zamršene oblike i tanke stijenke.
• Brzo odvođenje topline događa se kroz stijenke matrice, omogućavanje:

• • Brzo skrućivanje (unutar milisekundi do nekoliko sekundi)
  • Visokodimenzionalna točnost
  • Fino zrnasta struktura s poboljšanim mehaničkim svojstvima

• Die ventilacija a vakuumska pomoć može se koristiti za sprječavanje zarobljavanja zraka i smanjenje poroznosti.

Izbacivanje i ciklus matrice

• Nakon što se dio učvrsti, igle za izbacivanje gurnite ga iz kalupa.
• Površine kalupa se hlade ili podmazuju sredstva za oslobađanje kalupa kako bi se osiguralo glatko otpuštanje dijela i produžio vijek trajanja matrice.
• Tipičan vrijeme ciklusa za lijevanje cinka pod pritiskom: 20–60 sekundi po hicu, ovisno o složenosti dijela i vrsti legure.
• Matrice se zatim zatvaraju i pripremaju za sljedeće ubrizgavanje—brzo hlađenje cinka omogućuje brzi ciklus matrice.

Podrezivanje i uklanjanje bljeskalice

• Nakon izbacivanja, višak materijala (bljesak, sprues, trkači) je podrezan pomoću:

• • Hidraulički ili mehanički preše za podrezivanje
  • CNC sustavi za skidanje ivica
  • Ručni alati za skidanje ivica za složene geometrije

• Odgovarajući dizajn zatvarača i preljeva smanjuje otpad i osigurava čisto odvajanje dijelova.

Pregled i provjera dimenzija

• Početni pregled može uključivati:

• • Vizualni pregled za bljesak, površinski nedostaci, ili hladni zatvarači
  • Dimenzionalno mjerenje u odnosu na specifikacije CAD-a ili tehničkih crteža
  • Neobavezan X-zraka ili testiranje tlaka za unutarnje nedostatke

6. Završna obrada i naknadna obrada lijevanog cinka pod pritiskom

Dok je lijevanje legure cinka pod pritiskom poznato po proizvodnji komponenata s izvrsnom završnom obradom površine i uskim tolerancijama odmah iz kalupa,

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

Skidanje ivica, Podrezivanje, i Flash Removal

Nakon izbacivanja iz matrice, dijelovi često imaju višak materijala na linijama razdvajanja i područjima vrata.

To se mora ukloniti kako bi se zadovoljile specifikacije dizajna i osigurala sigurnost pri rukovanju i sastavljanju.

Uobičajene metode:

• Mehaničke preše za obrezivanje: Brzo i precizno, idealno za proizvodnju velikih količina.
• Ručno skidanje ivica: Koristi se za male serije ili dijelove sa zamršenom geometrijom.
• Vibracijska završna obrada: Prevrtanje dijelova s ​​abrazivnim medijima za glačanje rubova i pripremu površine.

Cilj: Postignite čiste konture, uklonite oštre rubove, te pripremiti dijelove za premaze.

Čišćenje i prethodna obrada površine

Čistoća površine je kritična prije nanošenja, slika, odnosno premazivanje. Sloj prirodnog oksida cinka i sredstva za podmazivanje kalupa moraju se ukloniti kako bi se osiguralo ispravno prianjanje.

Tehnike uključuju:

• Alkalno čišćenje: Uklanja ulja, masti, i maziva za kalupe.
• Kiselinsko kiseljenje: Uklanja okside i hrđu.
• Sačmarenje ili pjeskarenje perlama: Ujednačava površinu i priprema je za nanošenje premaza.

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

Tehnike površinske završne obrade

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

Pozlaćivanje

• Nikla: Nudi svijetle, završni sloj otporan na koroziju, često se koristi u automobilskoj industriji i vodovodu.
• Kromiranje: Zrcalna završna obrada za dekorativne površine ili površine otporne na habanje.
• Pokrivanje cinkom ili cink-niklom: Primjenjuje se za dodatnu zaštitu od korozije u teškim uvjetima.

Praškasti premaz

• Elektrostatička primjena polimera u prahu, nakon čega slijedi stvrdnjavanje na ~180–200 °C.
• Nudi trajnost, fleksibilnost boja, i dobru otpornost na udarce i kemikalije.

Lakiranje ili prozirni premaz

• Transparentni premazi štite lakirane ili polirane površine bez mijenjanja izgleda.

Toplotna obrada (Izborno za neke legure)

Legure cinka obično se ne obrađuju toplinski za otvrdnjavanje, ali tretmani za ublažavanje stresa može se primijeniti:

• Temperaturni raspon: 80–120 °C nekoliko sati.
• Svrha: Smanjite unutarnje naprezanje od lijevanja ili strojne obrade, povećati dimenzionalnu stabilnost.

Čitaj ZA (Cink-aluminij) legure mogu pretrpjeti starosno otvrdnjavanje za poboljšanje snage tijekom vremena.

Strojna obrada i sekundarne operacije

Iako lijevanje pod pritiskom daje gotovo neto oblike, može biti potrebna sekundarna strojna obrada:

• Urezivanje niti, bušenje, ili tapkanje
• Spajanje površina za sklopove
• Značajke niske tolerancije koje se ne mogu postići samo lijevanjem

Bilješka: Izvrsna obradivost cinka čini ga idealnim za sekundarne operacije, s nisko trošenje alata i glatko formiranje strugotine.

7. Materijalna svojstva odljevaka od cinka pod pritiskom

Odljevci od cinka cijenjeni su ne samo zbog izvrsne sposobnosti lijevanja, već i zbog robusnih mehaničkih i fizičkih svojstava.

Ova svojstva čine legure cinka prikladnima za precizne komponente koje zahtijevaju visoku čvrstoću, točnost dimenzije, i dobra završna obrada površine.

Fizikalna svojstva legura cinka

Mehanička svojstva legura cinka

Dimenzijska stabilnost & Otpornost na puzanje

• Dimenzijska stabilnost: Odljevci od cinka mogu održavati precizne tolerancije tijekom dugih razdoblja, posebno u sredinama s umjerenom temperaturom.

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

• Otpornost na puzanje: Gore ograničeno 100 ° C. Legure cinka su nije idealan za konstrukcijska opterećenja pri visokim temperaturama, ali dobro djeluju na sobnim do umjereno povišenim temperaturama.

8. Kontrola kvalitete i smanjenje nedostataka

Održavanje visoke kvalitete proizvoda kod tlačnog lijevanja cinka zahtijeva robusne sustave nadzora i inspekcije.

Tipični nedostaci i lijekovi:

Metode ispitivanja bez razaranja kao što su X-ray pregled, ultrazvuk, i penetrantsko ispitivanje boje često se koriste za otkrivanje unutarnjih ili površinskih nedostataka.

9. Prednosti & Ograničenja odljevaka od cinka

Prednosti

Vrhunska fluidnost:

Legure cinka pokazuju izvrsnu fluidnost, omogućujući proizvodnju zamršenih komponenti s tankim stijenkama, tanak kao 0.8 mm.

Ovo svojstvo omogućuje da rastaljeni cink precizno ispuni složene šupljine kalupa, olakšavanje proizvodnje vrlo detaljnih dijelova.

Visokoprecizna točnost dimenzija:

Tlačnim lijevanjem cinka mogu se postići izuzetno niske tolerancije dimenzija, tipično unutar ±0,05-0,1 mm za dijelove male do srednje veličine.

Ova preciznost često eliminira potrebu za opsežnom naknadnom strojnom obradom, štedeći vrijeme i troškove.

Brze stope proizvodnje:

Strojevi za tlačno lijevanje cinka mogu raditi s kratkim ciklusima, obično u rasponu od 10-60 sekundi po ciklusu, ovisno o složenosti dijela.

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

Dobra površinska obrada:

Dijelovi proizvedeni lijevanjem pod pritiskom općenito imaju glatku i sjajnu površinu čim izađu iz kalupa.

To eliminira potrebu za mnogim operacijama završne obrade površina i pruža izvrsnu osnovu za daljnje tretmane poput galvaniziranja ili bojanja.

Ekonomičnost:

Cink je relativno jeftin u usporedbi s mnogim drugim metalima za tlačno lijevanje.

Dodatno, proces stvara minimalan materijalni otpad jer se višak metala može lako reciklirati, daljnje smanjenje troškova.

Niža cijena alata i opreme također doprinosi njegovoj ekonomskoj održivosti.

Širok raspon opcija legura:

Dostupne su razne legure cinka, svaki je prilagođen specifičnim zahtjevima izvedbe.

Na primjer, Zamak legure nude ravnotežu čvrstoće, otpor korozije, i svojstva lijevanja,

dok su ZA legure poznate po visokoj otpornosti na trošenje, pružajući fleksibilnost u odabiru materijala.

Ograničenja

Ograničena izvedba na visokim temperaturama:

Cinkove legure imaju niska tališta i slabu otpornost na toplinu.

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

čineći ih neprikladnima za primjene koje uključuju kontinuirano izlaganje visokoj toplini, kao što su unutarnji dijelovi motora u vozilima visokih performansi.

Ograničenja veličine:

Veličina dijelova lijevanih pod pritiskom ograničena je kapacitetom strojeva i kalupa za tlačno lijevanje.

Proizvodnja velikih komponenti je zahtjevna i skupa, budući da zahtijeva snažnije strojeve i veće, skuplji kalupi.

Toplinska osjetljivost:

Cinkove legure su osjetljive na brze promjene temperature tijekom procesa tlačnog lijevanja.

Ta toplinska osjetljivost može dovesti do problema poput toplinskih naprezanja, iskrivljen, i pucanje u lijevanim dijelovima ako procesni parametri, kao što su brzine hlađenja, nisu pažljivo kontrolirani.

Osjetljivost na određena korozivna okruženja:

Iako cink ima neku inherentnu otpornost na koroziju, u visoko korozivnim sredinama, osobito one s jakim kiselinama ili lužinama, materijal može s vremenom korodirati.

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

Regionalna dostupnost legure:

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

To može dovesti do izazova u opskrbnom lancu, duža vremena isporuke, i povećanje troškova za nabavu specijaliziranih legura.

10. Primjena odljevaka od cinka pod pritiskom

Automobilski Industrija

• Područja primjene: Strukturne komponente vozila, unutarnja/vanjska oprema, i funkcionalni dijelovi
• Komponente: Motorni nosači, zagrada, kvake na vratima, ručice, glavčine kotača, rešetke, i ukrasne obloge

Elektronika Industrija

• Područja primjene: Elektronička kućišta, konektori, i upravljanje toplinom
• Komponente: Utični priključci, kućišta uređaja, toplinski odvodi za poluvodiče, i pribor za tiskane ploče

Sektor robe široke potrošnje

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

Hardver & Vodoinstalaterska industrija

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

Područje medicinskih uređaja

• Područja primjene: Kirurška oprema i biomedicinske komponente
• Komponente: Biokompatibilna kućišta instrumenata, kućišta implantabilnih uređaja (s površinskom obradom), i dijelovi dijagnostičkog alata

Sektor obnovljive energije

• Područja primjene: Infrastruktura energije vjetra i sunca
• Komponente: Nosači vjetroturbina, sustavi za montažu solarnih panela, i kućišta sustava za pohranu energije

11. Tablica usporedbe: Cink vs aluminij vs magnezij lijev pod pritiskom

Ključni zahvati:

• Cinkov idealan je za visoke preciznosti, mali, složeni dijelovi s vrhunskom kvalitetom površine i niska cijena alata, Pogotovo u proizvodnja velikog volumena.
• Aluminij preferira se za lagane konstrukcijske komponente s umjerenom snagom i veća toplinska otpornost.
• Magnezij nudi najbolji omjer snage i težine, što ga čini prikladnim za zrakoplovna i prijenosna elektronika, ali zahtijeva specijaliziraniju obradu i sigurnosne kontrole.

12. Zaključak

Lijevanje cinka pod pritiskom je a zrelo, precizan, i troškovno učinkovit proizvodni proces idealno prikladan za proizvodnju složenih metalnih komponenti u velikim količinama.

Njegova mehanička otpornost, vrhunska sposobnost lijevanja, i izvrsna kvaliteta površine i dalje ga čine preferiranim izborom za industrije u rasponu od automobilske do medicinskih uređaja.

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

Usluge tlačnog lijevanja po narudžbi tvrtke DIE

OVAJ nudi visoku kvalitetu usluge lijevanja pod pritiskom po narudžbi skrojeni kako bi zadovoljili vaše točne specifikacije.

Uz dugogodišnje iskustvo i naprednu opremu, specijalizirani smo za proizvodnju preciznih metalnih komponenti pomoću aluminij, cinkov, i magnezij legure.

Što nudimo:

• OEM & ODM rješenja za lijevanje pod pritiskom
• Podrška za male do velike proizvodnje
• Prilagođeni dizajn kalupa i inženjerska podrška
• Niske tolerancije dimenzija i izvrsna završna obrada površine
• Sekundarne operacije, uključujući CNC obrada, površinska obrada, i skupština