Odlew cynkowy: Stopy, Proces, Aplikacje & Zalety

1. Wstęp

Casting cynku jest powszechnie przyjętym procesem produkcyjnym, który odgrywa kluczową rolę w produkcji wysokiej precyzyjnej, METALNE Składniki o dużej objętości.

Wykorzystanie doskonałej możliwości obsługi, stabilność wymiarowa, i siła stopów cynku, Proces ten wspiera szeroki zakres branż - od motoryzacyjnej i elektronicznej po towary medyczne i konsumpcyjne.

Niski punkt topnienia cynku (Zazwyczaj około 420–450 ° C) pozwala na szybki czas cyklu, minimalne zużycie energii, i rozszerzona żywotność narzędzia, czyniąc to szczególnie opłacalne dla kompleksu, cienkie konstrukcje.

W przeciwieństwie do innych materiałów odlewanych, takich jak aluminium lub magnez, cynk oferuje doskonałą jakość wykończenia powierzchni i wyjątkową kompatybilność poszyjania, które są niezbędne zarówno dla zastosowań funkcjonalnych, jak i estetycznych.

2. Co to jest casting cynku?

Cynk odlewanie ciśnieniowe jest procesem produkcyjnym, w którym stopione stopy cynku lub cynku są wymuszane pod wysokim ciśnieniem do form wielokrotnego użytku, znany jako umieranie, Aby stworzyć precyzyjne elementy metalowe.

Podstawowa zasada obejmuje wstrzyknięcie stopionego metalu do wnęki matrycy, pozwalając mu się zestalić, a następnie wyrzucanie gotowej części.

Ten proces może wytwarzać części o ścisłych tolerancjach, gładkie wykończenie powierzchni, i złożone geometrie w stosunkowo krótkim czasie.

3. Typowe stopy cynku do odlewania matrycy

Stopy cynku stosowane w odlewnictwie ciśnieniowym zostały opracowane w celu maksymalizacji wydajności mechanicznej, wykończenie powierzchni, dokładność wymiarowa, i łatwość obróbki.

Wśród najczęściej używanych jest Seria Lades (Masa 2, 3, 5, 7) I Stopy za (For-8, Dla 12, itp.).

Stół ze stopami odlewu cynku

4. Sprzęt do odlewania i oprzyrządowanie

Casting z cynku zwykle zatrudnia Maszyny odlecia matrycy gorącej komory, który zanurza mechanizm iniekcji bezpośrednio do stopionego metalu.

Ta konstrukcja umożliwia szybką obsługę przy minimalnej utraty energii.

Komponenty narzędzi:

• System gęstwy: Przenosi stopiony cynk z garnka w rękawie strzały.
• Rękaw strzałowy & tłok nurnikowy: Wstrzykuje metal do formy pod naciskiem 10 000–15 000 psi.
• Materiały: Zwykle wykonane z Stal narzędziowa H13 Lub P20, z obróbką powierzchniową, taką jak azotowanie lub powłoka PVD w celu odporności na zmęczenie termiczne i erozję.

Ponieważ cynk jest mniej erozyjny niż aluminium, Dies mogą trwać 1 milion cykli, Znacząco obniżenie długoterminowych kosztów oprzyrządowania.

5. Kroki procesu odlewania cynku

Proces odlewania matrycy cynku jest precyzyjną i wydajną metodą wytwarzania dużej objętości, Elementy metalowe o wysokiej dokładności.

Dzięki wyjątkowej obsadzonej cynku cynku, Niska temperatura topnienia, i stabilność wymiarowa, Proces może osiągnąć ścisłe tolerancje, gładkie wykończenie powierzchni, i geometrie cienki.

Przygotowanie i kontrola temperatury

• Stopy cynkowe są zwykle stopione w 420–450 ° C (788–842 ° F.) w zależności od rodzaju stopu i zmienności procesu.
• Topnienie występuje w piec zintegrowany z maszyną na gorąco lub osobny tygla do maszyn na zimno.
• Precyzyjna kontrola temperatury jest niezbędne, aby uniknąć przegrzania (co powoduje utlenianie i porowatość) lub podgrzeć (co zmniejsza przepływność).
• Odgazowanie I strumień może być użyte do usuwania uwięzionego gazy i tlenków w celu poprawy jakości odlewania.

Obciążenie i wtrysk strzału

• Casting na gorąco (najczęściej dla cynku):

• • The System gęstwy przyciąga stopiony cynk bezpośrednio do matrycy pod ciśnieniem hydraulicznym (7–35 MPa).
  • Krótkie czasy cyklu (zazwyczaj <1 Drugi czas wypełnienia) Spraw, aby proces był idealny do produkcji o dużej objętości.

• Casting na zimno (używane do ZA-12, Za-27):

• • Motionten cynk jest wrzucony w rękaw, Następnie tłok zmusza go do matrycy.
  • Wymagane dla stopów o wyższej zawartości aluminium, które korodują systemy gęstenek.

Napełnianie i zestalenie wnęki

• Stopiony cynk wypełnia stalową wnękę z dużą prędkością (do 1–3 m/s), Zapewnienie, że osiągnie wszystkie misterne kształty i cienkie ściany.
• Szybka ekstrakcja ciepła występuje przez ściany matrycy, Włączanie:

• • Szybkie zestalenie (w ciągu milisekund do kilku sekund)
  • Dokładność wysokości
  • Struktura drobnego ziarna o ulepszonych właściwościach mechanicznych

• Umrzeć wentylatory a pomoc próżniowa może być stosowana w celu zapobiegania uwięzieniu powietrza i zmniejszeniu porowatości.

Wyrzucanie i umieranie

• Gdy część się zestala, Piny wyrzucające Wypchnij go z formy.
• Powierzchnie matrycy są chłodzone lub smarowane Uwolnienie agentów zwolnienia Aby zapewnić płynne uwalnianie części i przedłużyć życie.
• Typowy Czas cyklu na casting cynku: 20–60 sekund na strzał, W zależności od części złożoności i typu stopu.
• Die są następnie zamknięte i przygotowywane do następnego zastrzyku - szybkie chłodzenie Zinc.

Przycinanie i usuwanie lampy błyskowej

• Po wyrzuceniu, nadmiar materiału (błysk, fałszywy, biegacze) jest przycięty za pomocą:

• • Hydrauliczne lub mechaniczne Pressy przycinania
  • CNC Systemy zabudowy
  • Ręczne narzędzia rozebrane dla złożonych geometrii

• Właściwe bramkowanie i przepełnienie konstrukcji minimalizuje odpady i zapewnia czyste oddzielenie części.

Kontrola i weryfikacja wymiarowa

• Początkowa inspekcja może obejmować:

• • Kontrola wzrokowa na flash, wady powierzchni, lub zimno zamyka się
  • Wymiarowe oceny Przeciw CAD lub techniczne specyfikacje rysunku
  • Fakultatywny Rentgen lub testowanie ciśnienia dla wad wewnętrznych

6. Końcowe i po przetwarzaniu castingu cynku

Podczas gdy odlewanie matrycy ze stopu cynku jest znane z wytwarzania komponentów o doskonałym wykończeniu powierzchni i ciasnych tolerancjach z formy,

Większość aplikacji przemysłowych i konsumenckich nadal wymaga przetwarzania końcowego, aby spełnić ostateczne specyfikacje.

Gratowanie, Lamówka, i usunięcie flash

Po wyrzuceniu z matrycy, Części często mają nadmiar materiału Na liniach rozbijających się i obszarów bramek.

Należy to usunąć, aby spełnić specyfikacje projektowe i zapewnić bezpieczeństwo w obsłudze i montażu.

Wspólne metody:

• Mechaniczne prasy przycinania: Szybkie i precyzyjne, Idealny do produkcji o dużej objętości.
• Ręczne rozegranie: Używane do małych partii lub części ze skomplikowanymi geometrami.
• Wykończenie wibracyjne: Upadające części z pożywką ścierną do wygładzania krawędzi i przygotowania powierzchni.

Bramka: Osiągnąć czyste kontury, Usuń ostre krawędzie, i przygotuj części do powłok.

Czyszczenie powierzchni i obróbka wstępna

Czystość powierzchni jest krytyczna pszczoła przed poszycie, malarstwo, lub powłoka. Naturalna warstwa tlenku cynku i smary matrycy muszą zostać usunięte, aby zapewnić odpowiednią przyczepność.

Techniki obejmują:

• Czyszczenie alkaliczne: Usuwa oleje, Smary, i umierają smary.
• Marynowanie kwasowe: Usuwa tlenki i błyskawi rdza.
• Strzały wysadzanie lub śladowanie koralików: Munduruje powierzchnię i przygotowuje się do powłok.

Wynik: Poprawia wiązanie farb i płytek, jednocześnie zwiększając wygląd kosmetyczny.

Techniki wykańczania powierzchni

Stopy cynkowe są wysoce kompatybilne z powłokami dekoracyjnymi i funkcjonalnymi, czyniąc je idealnymi do części wymagających wyglądu lub ochrony korozji.

Platerowanie

• Niklowanie: Oferuje jasne, Wykończenie odporne na korozję, Często używane w motoryzacji i hydraulice.
• Chromowanie: Lustrzane wykończenie na powierzchni dekoracyjne lub odporne na zużycie.
• Gatowanie cynku lub cynku: Stosowane w celu uzyskania dodatkowej ochrony korozji w trudnych środowiskach.

Malowanie proszkowe

• Elektrostatyczne zastosowanie sproszkowanego polimeru, a następnie utwardzanie w ~ 180–200 ° C.
• Oferuje trwałość, Elastyczność kolorów, oraz dobra odporność na uderzenia i chemikalia.

Lakierowanie lub wyraźna powłoka

• Przezroczyste powłoki chronią plamowane lub wypolerowane powierzchnie bez zmiany wyglądu.

Obróbka cieplna (Opcjonalnie dla niektórych stopów)

Stopy cynku zwykle nie są obróbki cieplne do stwardnienia, Ale Zabiegi odciążenia stresu można zastosować:

• Zakres temperatur: 80–120 ° C przez kilka godzin.
• Zamiar: Zmniejsz naprężenia wewnętrzne z odlewu lub obróbki, Zwiększ stabilność wymiarową.

Część (Cynk-aluminium) Stopy mogą zostać poddane Hartowanie wieku Aby z czasem poprawić siłę.

Operacje obróbki i wtórne

Nawet jeśli casting Die zapewnia kształty bliskiej sieci, może być wymagane wtórne obróbka:

• Gwintowanie, wiercenie, lub stukanie
• Powierzchnie godowe dla zespołów
• Cechy ścisłej tolerancji nie są możliwe do osiągnięcia samego rzucania

Notatka: Doskonała maszyna cynku sprawia, że ​​idealnie nadaje się do operacji wtórnych, z Niskie zużycie narzędzia I Gładkie tworzenie chipów.

7. Właściwości materialne odlewów cynku

Odlewy z cynku są cenione nie tylko ze względu na ich doskonałą zdolność, ale także ze względu na ich solidne właściwości mechaniczne i fizyczne.

Właściwości te sprawiają, że stopy cynku odpowiednie dla komponentów precyzyjnych wymagających wysokiej wytrzymałości, dokładność wymiarowa, i dobre wykończenie powierzchniowe.

Fizyczne właściwości stopów cynku

Właściwości mechaniczne stopów cynku

Stabilność wymiarowa & Odporność na pełzanie

• Stabilność wymiarowa: Odlewy do matrycy cynku mogą zachować precyzyjne tolerancje przez długi czas, szczególnie w środowiskach umiarkowanych.

• • Typowe tolerancje: ± 0,05 mm lub lepiej

• Odporność na pełzanie: Ograniczony powyżej 100 °C. Stopy cynkowe są Nie jest idealny do obciążeń strukturalnych o wysokiej temperaturze, ale dobrze osiągaj w pomieszczeniu do umiarkowanie podwyższonych temperatur.

8. Kontrola jakości i łagodzenie wad

Utrzymanie wysokiej jakości produktu w odlewaniu cynku wymaga solidnych systemów monitorowania i inspekcji.

Typowe wady i środki zaradcze:

Metody testowania nieniszczącego, takie jak Kontrola rentgenowska, ultradźwięk, I Testy penetracyjne barwnika są często używane do wykrywania wad wewnętrznych lub powierzchniowych.

9. Zalety & Ograniczenia odlewów cynku

Zalety

Lepsza płynność:

Stopy cynkowe wykazują doskonałą płynność, umożliwiając produkcję skomplikowanych komponentów z cienkimi ścianami, tak cienkie jak 0.8 mm.

Ta właściwość pozwala stopionemu cynkowi dokładnie wypełnić złożone wnęki pleśni, ułatwianie produkcji bardzo szczegółowych części.

Dokładność wymiarowa bardzo precyzyjna:

Odlewanie matrycy cynku może osiągnąć wyjątkowo ciasne tolerancje wymiarowe, Zazwyczaj w granicach ± ​​0,05-0,1 mm dla części wielkości małej do średniej.

Ta precyzja często eliminuje potrzebę intensywnego pokładu, oszczędzanie czasu i kosztów.

Szybkie wskaźniki produkcji:

Maszyny odlewnicze dla cynku mogą działać z krótkimi czasami cyklu, Zwykle od 10-60 sekundy na cykl, w zależności od części złożoności.

Ta szybka zdolność produkcyjna sprawia, że ​​jest idealny do produkcji masowej, Zmniejszenie ogólnych kosztów produkcji.

Dobre wykończenie powierzchni:

Części wytwarzane przez odlewanie cynku mają ogólnie gładką i błyszczącą powierzchnię bezpośrednio z formy.

To eliminuje potrzebę wielu operacji wynikających z powierzchni i stanowi doskonałą bazę do dalszych zabiegów, takich jak poszycie lub malowanie.

Opłacalność:

Cynk jest stosunkowo niedrogi w porównaniu z wieloma innymi metalami odlewanymi.

Dodatkowo, Proces generuje minimalne odpady materiałowe, ponieważ nadmiar metalu można łatwo poddać recyklingowi, dalsze obniżenie kosztów.

Niższe koszty oprzyrządowania i sprzętu przyczyniają się również do jego rentowności ekonomicznej.

Szeroki zakres opcji stopu:

Dostępne są różne stopy cynku, Każdy dostosowany do określonych wymagań wydajnościowych.

Na przykład, Stopy Zamak oferują równowagę siły, odporność na korozję, i właściwości odlecia,

podczas gdy stopy za znane są z wysokiej odporności na zużycie, Zapewnienie elastyczności w wyborze materiałów.

Ograniczenia

Ograniczona wydajność w wysokich temperaturach:

Stopy cynkowe mają niskie temperatury topnienia i słabą odporność na ciepło.

Ich właściwości mechaniczne znacznie się degradują w podwyższonych temperaturach (zwykle powyżej 120 ° C.),

czyniąc je nieodpowiednimi do zastosowań obejmujących ciągłą ekspozycję na wysokie ciepło, takie jak wewnętrzne silniki w pojazdach o wysokiej wydajności.

Ograniczenia rozmiaru:

Rozmiar części odlewanych cynku jest ograniczona przez pojemność maszyn i pleśni odlewników.

Produkcja komponentów na dużą skalę jest trudna i kosztowna, ponieważ wymaga mocniejszych maszyn i większych, Droższe formy.

Wrażliwość termiczna:

Stopy cynkowe są wrażliwe na szybkie zmiany temperatury podczas procesu odchudzania.

Ta wrażliwość termiczna może prowadzić do problemów takich jak naprężenia termiczne, wypaczenie, i pękanie w odlewanych częściach, jeśli parametry procesu, takie jak stawki chłodzenia, nie są starannie kontrolowane.

Podatność na niektóre środowiska żrący:

Chociaż cynk ma pewien nieodłączny odporność na korozję, w wysoce korozyjnych środowiskach, zwłaszcza te z silnymi kwasami lub alkaliami, Materiał może z czasem korodować.

Podczas gdy zabiegi powierzchniowe mogą zwiększyć odporność na korozję, zwiększa całkowity koszt.

Dostępność stopu regionalnego:

Produkcja i dostępność określonych stopów cynku może być ograniczona w niektórych regionach.

Może to prowadzić do wyzwań łańcucha dostaw, dłuższe czasy realizacji, i zwiększone koszty pozyskiwania specjalistycznych stopów.

10. Zastosowania odlewów cynku

Automobilowy Przemysł

• Obszary zastosowań: Komponenty konstrukcyjne pojazdu, Wykończenie wewnętrzne/zewnętrzne, i części funkcjonalne
• Komponenty: Mocowania silnika, nawiasy, klamki drzwi, gałki, Huby koła, Grille, i dekoracyjne wykończenia

Elektronika Przemysł

• Obszary zastosowań: Elektroniczne obudowy, złącza, i zarządzanie ciepłem
• Komponenty: Złącza wtyk, Obudowy urządzenia, Władzie cieplne dla półprzewodników, i oprawy tablicy obwodów

Sektor dóbr konsumpcyjnych

• Obszary zastosowań: Urządzenia domowe, zabawki, i produkty dekoracyjne
• Komponenty: Uchwyty/gałki dla urządzeń kuchennych, Modele zabawek, dekoracyjne figurki, i sprzęt do mebli

Sprzęt komputerowy & Przemysł hydrauliczny

• Obszary zastosowań: Oprawy konstrukcyjne i systemy hydrauliczne
• Komponenty: Krany, zawory, zamki drzwi, zawiasy, i sprzęt architektoniczny

Urządzenia medyczne

• Obszary zastosowań: Sprzęt chirurgiczny i komponenty biomedyczne
• Komponenty: Biokompatybilne obudowy instrumentów, Zmarowalne obudowy urządzenia (z obróbką powierzchni), i części diagnostyczne narzędzia

Sektor Energii Odnawialnej

• Obszary zastosowań: Infrastruktura energii wiatrowej i słonecznej
• Komponenty: Wsporniki turbin wiatrowych, Systemy montażu panelu słonecznego, oraz obudowy systemu magazynowania energii

11. Tabela porównawcza: Cynk kontra aluminium vs ma magnez

Kluczowe wyniki:

• Cynk jest idealny dla wysoka precyzja, mały, złożone części z doskonałą jakością powierzchni i Niski koszt narzędzi, zwłaszcza w produkcja wielkoseryjna.
• Aluminium jest preferowany dla Lekkie komponenty strukturalne z umiarkowaną siłą i Wyższy opór termiczny.
• Magnez oferuje Najlepszy stosunek siły do ​​ważności, dzięki czemu nadaje się do lotnicza i przenośna elektronika, ale wymaga bardziej wyspecjalizowanych kontroli przetwarzania i bezpieczeństwa.

12. Wniosek

Casting z cynkiem jest dojrzały, dokładny, oraz opłacalny proces produkcji Idealnie nadaje się do wytwarzania złożonych komponentów metalu w wysokich objętościach.

Jego mechaniczna solidność, doskonała możliwość, a doskonała jakość powierzchni nadal stanowi preferowany wybór dla branż, od urządzeń motoryzacyjnych po urządzenia medyczne.

Chociaż ma pewne ograniczenia termiczne, jego elastyczność projektowa, niski koszt produkcji, oraz zdolność do recyklingu mocno bezpieczne odlewanie cynku jako wiodąca technologia formowania metalu na przyszłość.

Zwyczajowe usługi castingowe przez to

TEN oferuje wysokiej jakości Niestandardowe usługi castingowe dostosowane do twoich dokładnych specyfikacji.

Z wieloletnim doświadczeniem i zaawansowanym sprzętem, Specjalizujemy się w tworzeniu precyzyjnych elementów metali przy użyciu aluminium, cynk, I magnez stopy.

Co oferujemy:

• OEM & ODM Die Casting Solutions
• Wsparcie dla Mała do wysokiej ilości produkcji
• Niestandardowe projektowanie formy i wsparcie inżynierskie
• Ciasne tolerancje wymiarowe i doskonałe wykończenia powierzchniowe
• Operacje wtórne, w tym Obróbka CNC, obróbka powierzchni, I montaż