Cinka sakausējums: Īpašības, Pieteikumi & Pabalsti

1. Ievads

Cinka sakausējums ir metālisks materiāls, kas galvenokārt sastāv no cinka, pievienojot citus elementus, lai uzlabotu īpašas īpašības.

Šie leģējošie elementi var ievērojami mainīt īpašības, piemēram, izturību, cietība, izturība pret koroziju, un liešanas spēja.

Cinka sakausējumus plaši izmanto dažādos ražošanas procesos to salīdzinoši zemā kušanas temperatūras dēļ, Laba plūstamība liešanas laikā, un rentabilitāte.

2. Kas ir cinka sakausējums?

Cinks ir zilgani balts metāls. Cinka sakausējumi ir metāla kompozīti, kur cinks ir primārais sastāvdaļa, Parasti sakausēti ar tādiem elementiem kā alumīnijs (Al), vara (Cu), magnijs (Mg), un izsekošanas elementi, piemēram, niķelis (Iekšā) vai titāns (No).

Šīs kombinācijas rada sakausējumus ar pielāgotu mehānisko izturību, izturība pret koroziju, liešana, un virsmas apdare, Padarot tos gan strukturālos, gan dekoratīvos lietojumos.

Primārie leģējošie elementi un to lomas

3. Parastās cinka sakausējumu ģimenes

Cinka sakausējums tiek klasificēts, pamatojoties uz tā sastāvu, mehāniska uzvedība, un apstrādes metode.

Trīs ievērojamākās ģimenes ir Zamak sakausējumi, ZA sakausējumi, un Speciālie cinka sakausējumi piemēram Galans un Nagla.

Katra grupa ir izstrādāta īpašām veiktspējas un ražošanas prasībām.

Zamak sakausējumi (Cinks + Alumīnijs + Magnijs + vara (Vara))

Tehniska ieskats:

Zamak sakausējumi ir karsto kameru die liešana materiāli un tiek plaši izmantoti to dēļ Lieliska plūstamība, Zemi kausēšanas punkti (~ 385 ° C), un laba dimensijas precizitāte.

Slodzes 3 ir visbiežāk izmantotais un bieži tiek uzskatīts par “etalona” cinka sakausējumu.

ZA sakausējumi (Cinka-alumīnija sakausējumi)

Tehniska ieskats:

ZA sakausējumu piedāvājums Augstāka mehāniskā izturība nekā Zamaks, pateicoties viņu paaugstinātajam alumīnija saturam.

Tos galvenokārt izmanto aukstā kamera die liešana un gravitācijas liešana procesi. ZA-27, jo īpaši, konkurenti daži alumīnija sakausējumi stiepes izturībā (~ 400 MPa).

Speciālie cinka sakausējumi

4. Cinka sakausējuma fizikālās īpašības

Cinka sakausējumi tiek vērtēti pēc to unikālā zemā kausēšanas punkta līdzsvara, Izmēra stabilitāte, un laba termiskā un elektriskā vadītspēja.

Šīs īpašības padara tās īpaši piemērotas liela apjoma mirstība un Precīzas sastāvdaļas vairākās nozarēs.

Galvenās fizikālās īpašības

5. Cinka sakausējuma mehāniskās īpašības

Cinka sakausējumi ir slaveni ar izcilo liešanu un mērenu mehānisko izturību, it īpaši, ja to lieto die liešanā.

6. Izturība pret koroziju & Cinka sakausējumu virsmas izturēšanās

Korozijas pretestība ir būtiska cinka sakausējumu īpašība, īpaši komponentiem, ko izmanto ārpus telpām, jūras, vai ķīmiski agresīva vide.

Cinka dabiskā pasivācija: Kā tas darbojas

Kad pakļauts gaisam un mitrumam, cinks reaģē ar skābekļa un oglekļa dioksīdu, veidojot plānu,

stabils cinka karbonāta slānis (ZnCo₃), kas kalpo kā aizsargājoša barjera pret turpmāku koroziju. Šī pasīvas izturēšanās ir:

• Pašdziedināšana uz nelielām skrambām un nobrāzumiem
• Efektīvs atmosfēras un viegli skābā/pamata vidē
• Mazāk aizsargājošs hlorīdā bagāts (Piem., piekrastes) vai skābi rūpnieciskie iestatījumi

Ir cinka rūsa？

Tehniski, Rūsa ir termins, ko parasti izmanto, lai aprakstītu dzelzs un tērauda korozijas produktu, kas galvenokārt ir dzelzs oksīds.

Cinks, No otras puses, veido cinka oksīda un cinka hidroksīda slāni, kad tas korodē. Lai gan tas nav tas pats, kas rūsa, tā joprojām ir korozijas forma.

Lai arī, Cinka korozijas produkti parasti ir pielipušāki un aizsargājoši, salīdzinot ar rūsu, kas palīdz palēnināt turpmāko metāla koroziju.

Virsmas apdare: apjoms, pulvera pārklājums, hromāta konvertēšana

Lai uzlabotu cinka sakausējumu pretestību un estētisko pievilcību, Tiek izmantotas dažādas virsmas apdares metodes:

Apjoms:

Galvanizēšana ar metāliem, piemēram, niķeli, hroms, vai cinka-nickel sakausējumi ir izplatīta virsmas apdares metode.

Galings nodrošina papildu aizsardzības slāni pret koroziju un var arī uzlabot produkta izskatu.

Piemēram, Niķeļa pārklāšana var dot cinka sakausējuma daļas spīdīgu, izturīga virsma, kas ir izturīga pret skrambām un koroziju.

Pulvera pārklājums:

Pulvera pārklājums ietver sausa pulvera uzklāšanu cinka sakausējuma daļas virsmā un pēc tam tā sacietēšanu zem siltuma.

Tas veido grūti, Aizsardzības filma, kas piedāvā labu izturību pret koroziju un plašu krāsu opciju klāstu.

Cinka sakausējuma produkti, kas pārklāti ar pulveri, bieži izmanto āra lietojumos, piemēram, mēbeles un arhitektūras aparatūra.

Hromāta konvertēšana:

Hromāta pārveidošanas pārklājums ietver cinka sakausējuma virsmas apstrādi ar hromāta šķīdumu, veidojot plānu, aizsargājošs slānis.

Šis slānis nodrošina labu izturību pret koroziju un var arī uzlabot nākamo pārklājumu saķeri, piemēram, krāsas vai pulvera pārklājums.

Lai arī, Sakarā ar vides problēmām, kas saistītas ar sešstāvīgu hromu (tradicionālo hromātu risinājumu sastāvdaļa), pieaug tendence izmantot trīsvērtīgu hroma vai hroma alternatīvu izmantošanu.

7. Ražošana & Izgatavošanas procesi

Mirkšana (kampaņa, aukstā kamera)

Karsto kameru die liešana:

Karstā kamera mirkšana, pazīstams arī kā Gooseneck Die liešana, Kausēšanas katls ir neatņemama liešanas mašīnas sastāvdaļa.
Izkausēto cinka sakausējumu piespiež die dobumā ar virzuli caur Goosenkck formas injekcijas sistēmu.
Šis process ir piemērots mazām līdz vidējām detaļām ar samērā vienkāršām ģeometrijām. Tas piedāvā augstu ražošanas ātrumu un labu izmēru precizitāti.
Lai arī, to ierobežo kausēšanas katla lielums un sakausējuma veids, ko var izmantot, Tā kā daži sakausējumi var reaģēt ar kausēšanas katla metālu.

Aukstā kamera die liešana:

Aukstās kameru die liešanu izmanto lielākām detaļām un sakausējumiem, kas ir vairāk pakļauti oksidēšanai vai kuriem ir augstāki kušanas punkti.

Šajā procesā, Izkausētais cinka sakausējums ir ievilkts atsevišķā injekcijas kamerā, Un tad virzulis piespiež sakausējumu die dobumā.

Aukstās kameru die liešana nodrošina labāku kontroli pār injekcijas procesu un var apstrādāt lielāku izkausēto metālu tilpumu, padarot to piemērotu kompleksa formas un lielāka izmēra komponentiem.

Investīciju liešana un smilšu liešana

Smilšu liešana:

Smilšu liešana ir tradicionāla cinka sakausējumu liešanas metode. Vēlamās daļas modeli izmanto, lai izveidotu pelējuma dobumu smilšu maisījumā.

Pēc tam smilšu veidni piepilda ar izkausētu cinka sakausējumu, kas nostiprinās, veidojot daļu.

Smilšu liešana piedāvā lielu elastību daļas dizaina ziņā, jo tas var pielāgot sarežģītas formas un lielus izmērus.

Lai arī, tai parasti ir zemākas izmēru precizitāte un virsmas apdare, salīdzinot ar die liešanu.

Smilšu liešanas cinka sakausējuma daļas parasti izmanto liela mēroga rūpniecisko komponentu ražošanā, pēc pasūtījuma izgatavotas detaļas, un daži arhitektūras elementi.

Investīciju liešana:

Investīciju liešana, Pazīstams arī kā zaudētās vaska liešana, tiek izmantots, lai ražotu augstas precizitātes cinka sakausējuma daļas ar sarežģītām ģeometrijām.

Šajā procesā, Tiek izgatavots daļas vaska modelis, kas pēc tam tiek pārklāts ar keramikas apvalku.

Vasks ir izkausēts, atstājot dobumu, kurā izlej izkausēto cinka sakausējumu.

Investīciju liešana ļauj ražot detaļas ar ļoti smalkām detaļām un augstas kvalitātes virsmas apdari, Bet tas ir dārgāks un laikietilpīgāks process, salīdzinot ar die liešanu un smilšu liešanu.

Gravitācijas liešana

Gravitācijas liešana, vai pastāvīga pelējuma liešana, ietver izkausēta cinka sakausējuma ieliešanu pelējuma dobumā zem smaguma spēka.

Pelējumu parasti izgatavo no metāla, piemēram, čuguna vai tērauda, un to var atkārtoti izmantot vairākas reizes.

Šis process ir piemērots, lai ražotu lielākas detaļas vai detaļas ar vienkāršāku ģeometriju.

Gravitācijas-cast cinka sakausējuma detaļām bieži ir vienmērīgāka virsmas apdare, un tās var būt rentablākas zemāka apjoma ražošanas braucieniem.

To izmanto lietojumprogrammās, kurās augstas precizitātes liešana nav galvenā prasība, piemēram, dažos dekoratīvos priekšmetos un noteiktos rūpniecisko komponentu veidos.

Ekstrūzija, kalšana, un apzīmogošana

Ekstrūzija:

To izmanto, lai ražotu nepārtrauktus profilus ar fiksētu šķērsgriezumu no cinka sakausējumiem.

Sakausējuma sagatave ir spiesta caur die, kas materiālam piešķir vēlamo formu. Šis process ir piemērots tādu produktu, piemēram, stieņu, radīšanai, caurules, un dažādi strukturālie profili.

Lai arī, Cinka sakausējumu ekstrūzija ir retāk, salīdzinot ar citiem metāliem, pateicoties to salīdzinoši zemajai stiprībai un virsmas defektu potenciālam procesa laikā.

Kalšana:

Kalšana ietver cinka sakausējuma veidošanu, piemērojot spiedes spēkus, Parasti izmanto āmurus vai preses.

Šis process var uzlabot sakausējuma mehāniskās īpašības, uzlabojot graudu struktūru un novēršot iekšējos defektus.

Lai arī, Cinka sakausējumu kalšana ir izaicinoša, pateicoties to zemākajai kausēšanas punktam un salīdzinoši sliktām karstām īpašībām.

Apzīmogošana:

Stamping ir process, ko izmanto, lai izveidotu plakanas cinka sakausējuma loksnes dažādās formās, uzspiežot spiedienu ar die.

To parasti izmanto lokšņu metāla komponentu ražošanā, Piemēram, automobiļu ķermeņa daļas un mājsaimniecības aparatūra.

Cinka sakausējumu apzīmogošana prasa rūpīgi ņemt vērā sakausējuma formējamību un niršanas dizainu, lai izvairītos no plaisāšanas un citiem defektiem.

8. Cinka sakausējuma pielietojumi

Cinka sakausējums ir pazīstams ar izcilu atlasību, Laba izturības un svara attiecība, izturība pret koroziju, un spēja veidot sarežģītas formas ar stingrām pielaidēm.

Automobiļu rūpniecība

Cinka sakausējumi tiek smagi izmantoti gan konstrukcijas, gan dekoratīvās automobiļu komponentos to dēļ izturība, Izmēra stabilitāte, un rentabilitāte.

Bieži sastopamas lietojumprogrammas:

• Durvju rokturi un logu kloķi
• Karburatora korpusi
• Emblēmas rāmji un apdares detaļas
• Drošības jostas komponenti
• Degvielas sistēmas veidgabali

Patēriņa elektronika & Aparatūra

Cinka sakausējumi tiek plaši izmantoti elektronisko ierīču korpusos un iekšējos komponentos to dēļ EMI ekranēšana iespējas un elektriskā vadītspēja.

Galvenās lietojumprogrammas:

• Viedtālruņu korpusi
• Klēpjdators eņģes un rāmji
• Tālvadības vadības ierīces un komplekta augšdaļas kastes
• Kameru un dronu apvalki
• Kabeļu savienotāji un spailes

Arhitektūras & Ēkas aparatūra

Sakarā ar to izturību pret koroziju un pievilcīgu apdari, Cinka sakausējumus parasti izmanto arhitektūras lietojumos.

Tipiski produkti:

• Durvju rokturi un slēdzenes
• Logu veidgabali un eņģes
• Aizkaru sienas enkuri
• Dekoratīvie paneļi
• Santehnikas piederumi

Rūpnieciskās un mehāniskās sastāvdaļas

Cinks Izmēra stabilitāte, mašīnīgums, un nodilums pretestība Padariet to labi piemērotu dažādiem mehāniskiem komplektiem.

Izmantot:

• Pārnesumi un sviras
• Gultņu apvalki
• Skriemeļi un iekavas
• Pneimatiskās un hidrauliskās sistēmas

Dekoratīvs & Modes aksesuāri

Cinka sakausējumi ir populāri modes un luksusa preču rūpniecībā, jo tos ir viegli izmest un pabeigt ar zeltu, hroms, vai antīkās stila pārklājumi.

Parastie priekšmeti:

• Jostas sprādzes
• Kostīmu rotaslietas
• Pogas, rāvējslēdzēji, un snaps
• Atslēgu piekariņi un emblēmas

Rotaļlietas, Dāvanas & Jaunie priekšmeti

Cinka die-casting ļauj masveidā ražot mazu, Detalizētas sastāvdaļas, padarot to par lielisku izvēli rotaļlietām un kolekcionējamiem priekšmetiem.

Piemēri:

• Modeļa automašīnas un lidmašīnas
• Galda spēļu gabali
• Trofejas un medaļas
• Miniatūras figūriņas

Jūras & Korozijai pakļauta vide

Cinka dabiskā izturība pret koroziju, it īpaši maigā fizioloģiskajā vidē, padara to noderīgu jūras pieteikumi.

Pieteikumi:

• Laivu aparatūra un šķipsnas
• Anodes galvaniskajai aizsardzībai
• Sālsūdens piederumi un korpusi

9. Cinka sakausējuma galvenie ieguvumi

Lieliska liešanas spējas

• Ideāli sarežģītām formām, smalka detaļa, un plānas sienas daļas
• Zema kausēšanas punkts (~ 385–425 ° C) ļauj energoefektīvu liešanu un pagarinātu pelējuma kalpošanu

Augstas dimensijas precizitāte

• Minimāla saraušanās nodrošina stingras pielaides (± 0,05 mm vai labāk)
• Piemērots precizitātes komponentiem bez plašas pēcapstrādes

Spēcīgas mehāniskās īpašības

• Stiepes izturība līdz 280 MPA (Piem., Slodzes 3)
• Laba cietība un stingrība, Bieži vien pārāks par alumīnija sakausējumiem mazos lējumos

Izturība pret koroziju

• Dabiski veido aizsargājošu oksīda slāni
• Savietojams ar papildu pārklājumiem, piemēram, hroma pārklājumu, pulvera pārklājums, vai pasivācija pastiprinātai izturībai

Estētisks & Pabeigt elastību

• Gluda virsmas apdare, kas piemērota augstākās klases dekoratīvajām detaļām
• Atbalsta pulēšanu, suku mazgāšana, gleznošana, galvanizācija (Piem., niķelis, hroms, zelts)

Rentabla ražošana

• Zemāks enerģijas patēriņš nekā alumīnijs vai magnijs
• Ilgais pelējuma kalpošanas laiks samazina instrumentu izmaksas
• Augsta pārstrādājamība veicina zemākas dzīves cikla izmaksas

Ātri ražošanas cikli

• Īpaši karstā kamera die liešanā, Cikli var būt tik īsi kā 3–5 sekundes
• Iespējo lielo apjomu, automatizēta ražošana ar samazinātu darbaspēku

Lieliska savienojamība

• Atbalsta mehānisko stiprinājumu, lodēšana, un līmes savienošana
• Savietojams ar ieliktņiem un vītņotiem komponentiem funkcionāliem komplektiem

Augstāka nodiluma pretestība

• Izturīgs augstas berzes lietojumprogrammās, piemēram, slēdzenes, pārnesumi, un kustīgas mezgli
• Laba noguruma veiktspēja cikliskās slodzes apstākļos

Zema instrumentu nodilums

• Cinka sakausējumi ir mazāk abrazīvi nekā alumīnijs liešanas laikā
• Veidnes pirms nomaiņas bieži var pārsniegt 500 000–1 000 000 šāvienu

10. Cinka sakausējuma salīdzinājums ar konkurējošiem materiāliem

Galvenie salīdzinošie paņēmieni

• Cinks vs Alumīnijs
  Cinks piedāvā labāku dimensiju precizitāti, smalkāka virsmas apdare, un īsāks liešanas cikla laiks.
  Alumīnijs, Kamēr vieglāks, prasa vairāk enerģijas, lai apstrādātu, un bieži vien ir nepieciešams pēc finiša (Piem., Anodējošs) par izturību pret koroziju.
• Magnijs pret cinku
  Magnijs ir vieglākais metāls, bet tam ir sliktāka izturība pret koroziju, zemāka virsmas kvalitāte, un augstākas apstrādes izmaksas.
  Cinks ir stabilāks, Vieglāk mašīnā, un vairāk piemērotu mazām precīzām detaļām.
• Cinks pret inženierzinātņu plastmasu
  Plastmasa ir viegla un bez korozijas, bet tai trūkst mehāniskas izturības un nodiluma izturības.
  Cinka sakausējumi palielina plaisu starp metāliem un plastmasu spēka ziņā, izskats, un izmaksas, Īpaši die-cast komponentos.

11. Secinājums

No viņu pazemīgajiem pirmsākumiem līdz pašreizējiem vismodernākajiem pielietojumiem, Cinka sakausējumi ir nepārtraukti attīstījušies, lai apmierinātu dažādu nozaru mainīgās prasības.

To unikālā īpašumu kombinācija, rentabilitāte, un daudzpusība padara tos par izvēlētiem materiāliem neskaitāmos produktos.

Pašreizējie pētniecības un attīstības centieni tādās jomās kā nanostrukturēšana, zaļā ražošana, funkciju integrācija, un skaitļošanas dizains paver ceļu nākamajai cinka sakausējumu paaudzei.

Šie sasniegumi ne tikai pievērsīsies esošajiem cinka sakausējuma ierobežojumiem, bet arī pavērs jaunas iespējas topošajās jomās.

 

FAQ

Ir cinka sakausējums stiprs un izturīgs?

Jā. Cinka sakausējumi, Īpaši Zamak sērijas sakausējumi, Piedāvājiet labu stiepes izturību (līdz 300 MPA) un nodiluma pretestība.

Kaut arī nav tik stiprs kā tērauds, tie ir pietiekami izturīgi daudziem strukturāliem un mehāniskiem pielietojumiem.

Vai cinka sakausējums rūsa vai korozē?

Cinka sakausējumi nerūsē kā dzelzs, Bet tie var korozēt noteiktos vides apstākļos.

Lai arī, tie, protams, veido aizsargājošu oksīda slāni, un tos var vēl vairāk aizsargāt ar pārklājumiem, piemēram, pārklājumu vai pulvera pārklājumu.

Vai cinka sakausējuma rotaslietas ir drošas?

Jā, Lielākā daļa rotaslietu izmantoto cinka sakausējumu ir droši, It īpaši, ja bez niķeļa un pareizi pārklāts.

Lai arī, Personām ar metāla jutīgumu jāapstiprina sakausējuma sastāvs un virsmas apdare.

Vai cinka sakausējumu var pārstrādāt?

Absolūti. Cinka sakausējumi ir ļoti pārstrādājami, un tos var atkārtoti izgatavot bez nozīmīgas kvalitātes pasliktināšanās.

Tas padara viņus par videi draudzīgu izvēli masveida ražošanai.

Ir cinka sakausējuma magnētisks?

Ne. Cinks un tā sakausējumi nav magnētiski, Padarot tos piemērotiem lietošanai tuvu jutīgai elektroniskai iekārtai.

Kādi ir cinka sakausējuma trūkumi?

Galvenie trūkumi ietver salīdzinoši augstu blīvumu (Smagāks par alumīniju vai magniju), apakšējais kausēšanas punkts (kas ierobežo augstas temperatūras lietojumprogrammas), un iespējamā trauslums noteiktos apstākļos.