1. Увођење
ливење цинка под притиском је широко прихваћен производни процес који игра кључну улогу у производњи високе прецизности, металне компоненте велике запремине.
Користећи одличну способност ливења, Димензионална стабилност, и чврстоћа легура цинка, овај процес подржава широк спектар индустрија — од аутомобилске и електронике до медицинске и потрошачке робе.
Ниска тачка топљења цинка (обично око 420-450 °Ц) омогућава брзо време циклуса, минимална потрошња енергије, и продужен век алата, што га чини посебно исплативим за сложене, дизајни са танким зидовима.
За разлику од других материјала за ливење под притиском као што су алуминијум или магнезијум, цинк нуди врхунски квалитет завршне обраде и изузетну компатибилност оплата, који су неопходни и за функционалну и за естетску примену.
2. Шта је ливење цинка под притиском?
Цинка ливење је производни процес у коме се растопљени цинк или легуре цинка убацују под високим притиском у калупе за вишекратну употребу, познат као умире, за стварање прецизних металних компоненти.
Основни принцип укључује убризгавање растопљеног метала у шупљину калупа, омогућавајући му да се очврсне, а затим избацивање готовог дела.
Овај процес може произвести делове са уским толеранцијама, завршне обраде глатке површине, а сложене геометрије за релативно кратко време.
3. Уобичајене легуре цинка за ливење под притиском
Финково легуре који се користе у ливењу под притиском су формулисани да максимизирају механичке перформансе, површинска завршна обрада, Димензионална тачност, и лакоћа обраде.
Међу најчешће коришћеним су Учитава серије (Оптерећења 2, 3, 5, 7) и За легуре (За-8, За-12, итд.).
Табела легура за ливење цинка под притиском
| Легура | Састав (вт%) | Кључне карактеристике | Уобичајена употреба |
| Оптерећења 3 | Зн: ~96%, Алтер: 3.9%, Цу: 0.03%, Мг: 0.02% | Најшире коришћена легура; одлична стабилност димензија, добра снага, економичан; најбоље за ливење опште намене | Електрична кућишта, кућишта, роба широке потрошње |
| Оптерећења 5 | Зн: ~95%, Алтер: 3.9%, Цу: 1.0%, Мг: 0.02% | Већа снага од Замака 3 због додатка бакра; благо смањена дуктилност; боља отпорност на пузање | Аутомобилски делови, хардвер уређаја, Структурне компоненте |
| Оптерећења 2 | Зн: ~95%, Алтер: 3.9%, Цу: 2.7%, Мг: 0.02% | Најјачи из породице Замак; најнижа дуктилност; најбоља отпорност на хабање; старење отврдљиво | Прецизни зупчаници, механички делови отпорни на хабање |
Оптерећења 7 |
Зн: ~99%, Алтер: 0.5–1,0%, Цу: <0.001%, Мг: 0.003% | Највећа дуктилност у групи Замак; ултра-ниске нечистоће; одлична способност ливења и завршна обрада површине | Одливци танких зидова, минијатурне компоненте, козметички делови |
| За-8 (Цинк–Алуминијум) | Зн: 91%, Алтер: 8.4%, Цу: 0.8% | Јачи од Замака 5; употребљив у машинама са врућим коморама; боље за конструктивне делове са танким зидовима | Механички склопови високих перформанси, кућишта, полуге |
| За-12 | Зн: 88%, Алтер: 11%, Цу: 1.0% | Одлична чврстоћа и отпорност на хабање; потребно ливење у хладној комори; умерена способност ливења | Зупчаници за тешке услове рада, чашица, ременице, заграде |
4. Опрема и алати за ливење под притиском
Обично се користи ливење цинка под притиском машине за ливење под притиском у врућој комори, који урањају механизам за убризгавање директно у растопљени метал.
Овај дизајн омогућава рад велике брзине уз минималне губитке енергије.
Тоолинг Цомпонентс:
- Гоосенецк систем: Преноси растопљени цинк из лонца за држање у чахуру.
- Схот слееве & клип: Убризгава метал у калуп под притисцима од 10.000–15.000 пси.
- Материјали: Обично направљен од Х13 алатни челик или П20, са површинским третманима као што су нитрирање или ПВД премаз за отпорност на термички замор и ерозију.
Пошто је цинк мање ерозиван од алуминијума, умире могу трајати дуже 1 милион циклуса, значајно смањујући дугорочне трошкове алата.
5. Кораци процеса ливења под притиском
Процес ливења под притиском цинка је прецизан и ефикасан метод за производњу великих количина, металне компоненте високе прецизности.
Захваљујући изузетној способности ливења цинка, ниска тачка топљења, и димензионална стабилност, процес може постићи чврсте толеранције, завршне обраде глатке површине, и геометрије танких зидова.
Припрема топљења и контрола температуре
- Легуре цинка се обично топе на 420–450 °Ц (788–842 °Ф) у зависности од врсте легуре и варијације процеса.
- Топљење се дешава у а пећ интегрисана са машином са топлом комором или посебан лончић за машине са хладном комором.
- Прецизна контрола температуре неопходно је да се избегне прегревање (што изазива оксидацију и порозност) или недовољно загревање (што смањује течност).
- Дегасирање и флуксање може се користити за уклањање заробљених гасова и оксида ради побољшања квалитета ливења.
Пуњење и убризгавање
- ливење под притиском у врућој комори (најчешће за цинк):
-
- Тхе систем гоосенецк увлачи растопљени цинк директно у калуп под хидрауличним притиском (7–35 МПа).
- Кратка времена циклуса (обично <1 друго време пуњења) чине процес идеалним за производњу великог обима.
- ливење под притиском у хладној комори (користи се за ЗА-12, ЗА-27):
-
- Растопљени цинк се улива у навлаку за сачмарење, онда га клип гура у калуп.
- Потребан за легуре са већим садржајем алуминијума које кородирају системе гушчјег врата.
Пуњење и очвршћавање кавитета
- Истопљени цинк испуњава шупљину челичне калупа великом брзином (до 1–3 м/с), осигуравајући да досегне све сложене облике и танке зидове.
- Брза екстракција топлоте се дешава кроз зидове калупа, омогућавање:
-
- Брзо очвршћавање (у року од милисекунди до неколико секунди)
- Тачност високе димензије
- Фино зрнаста структура Са побољшаним механичким својствима
- Дие вентилатион и вакуум асистенција се може користити за спречавање заробљавања ваздуха и смањење порозности.
Ејецтион анд Дие Цицлинг
- Када се део учврсти, игле за избацивање изгурати га из калупа.
- Површине калупа се хладе или подмазују са агенси за ослобађање матрице како би се обезбедило глатко отпуштање делова и продужио животни век матрице.
- Типичан време циклуса ливења цинком под притиском: 20–60 секунди по ударцу, у зависности од сложености дела и врсте легуре.
- Матрице се затим затварају и припремају за следеће убризгавање - брзо хлађење цинка омогућава брзи циклус матрице.
Обрезивање и уклањање блица
- После избацивања, вишак материјала (бљесак, који потиче, тркачи) се подрезује помоћу:
-
- Хидраулични или механички пресе за подрезивање
- ЦНЦ системи за скидање ивица
- Ручни алати за скидање ивица за сложене геометрије
- Одговарајући дизајн затварача и прелива минимизира отпад и обезбеђује чисто одвајање делова.
Инспекција и верификација димензија
- Иницијална инспекција може укључивати:
-
- Визуелни преглед за блиц, површински недостаци, или хладне затвараче
- Димензионално мерење у односу на ЦАД или техничке спецификације цртежа
- Опционо Рендген или испитивање притиска за унутрашње недостатке
6. Завршна обрада и накнадна обрада ливења цинка под притиском
Док је ливење под притиском од легуре цинка познато по производњи компоненти са одличном завршном обрадом површине и чврстим толеранцијама директно из калупа,
већина индустријских и потрошачких апликација и даље захтева накнадну обраду да би се испуниле коначне спецификације.
Огуљен, Подрезивање, и уклањање блица
Након избацивања из матрице, делови често имају вишак материјала на линијама раздвајања и области капија.
Ово се мора уклонити како би се испуниле спецификације дизајна и како би се осигурала сигурност при руковању и монтажи.
Уобичајене методе:
- Механичке пресе за тримовање: Брзо и прецизно, идеално за производњу великог обима.
- Ручно уклањање ивица: Користи се за мале серије или делове са замршеном геометријом.
- Вибрациона завршна обрада: Делови за превртање са абразивним средством за заглађивање ивица и припрему површине.
Гол: Постигните чисте контуре, уклоните оштре ивице, и припреми делове за премазе.
Чишћење и предтретман површина
Чистоћа површине је критична пре облагања, сликање, или премазивање. Природни слој оксида цинка и мазива за калупе морају бити уклоњени да би се обезбедила одговарајућа адхезија.
Тецхникуес Инцлуде:
- Алкално чишћење: Уклања уља, масти, и мазива.
- Кисело кисељење: Уклања оксиде и флеш рђу.
- Пескарење или пескарење: Уједначава површину и припрема за премазе.
Исход: Побољшава везивање боја и облога док побољшава козметички изглед.
Технике површинских завршавања
Легуре цинка су веома компатибилан са декоративним и функционалним премазима, што их чини идеалним за делове који захтевају изглед или заштиту од корозије.
Овлашћење
- Наклоњено: Нуди светло, завршна обрада отпорна на корозију, често се користи у аутомобилској и водоводној индустрији.
- Хромирање: Завршна обрада попут огледала за декоративне површине или површине отпорне на хабање.
- Цинк или цинк-никловање: Примењује се за додатну заштиту од корозије у тешким окружењима.
Превлака у праху
- Електростатичка примена полимера у праху, након чега следи очвршћавање на ~180–200 °Ц.
- Нуди издржљивост, флексибилност боја, и добра отпорност на ударце и хемикалије.
Лакирање или прозирни премаз
- Прозирни премази штите обложене или полиране површине без промене изгледа.
Топлотни третман (Опционо за неке легуре)
Легуре цинка се обично не термички обрађују за очвршћавање, али третмани за ублажавање стреса може се применити:
- Температурни опсег: 80–120 °Ц неколико сати.
- Сврха: Смањите унутрашња напрезања од ливења или машинске обраде, побољшати стабилност димензија.
Читај ЗА (Цинк-алуминијум) легуре се могу подвргнути старостно очвршћавање да би се временом побољшала снага.
Машинска обрада и секундарне операције
Иако ливење под притиском даје облике скоро мреже, може бити потребна секундарна обрада за:
- Тхреадинг, бушење, или тапкање
- Споредне површине за склопове
- Карактеристике уске толеранције које се не могу постићи само ливењем
Бележити: Одлична обрадивост цинка чини га идеалним за секундарне операције, са мало хабање алата и глатко формирање чипова.
7. Својства материјала цинкових ливених одливака
Одливци цинка су цењени не само због одличне способности ливења већ и због својих робусних механичких и физичких својстава.
Ова својства чине легуре цинка погодним за прецизне компоненте које захтевају високу чврстоћу, Димензионална тачност, и добра завршна обрада површине.
Физичке особине легура цинка
| Имовина | Типична вредност (Оптерећења 3) | Значај |
| Густина | 6.6–6,8 г/цм³ | Пружа снагу и крутост; теже од алуминијума |
| Опсег тачке топљења | 380–390 °Ц (716–734 °Ф) | Омогућава нискоенергетско топљење и кратко време циклуса |
| Топлотна проводљивост | ~113 В/м·К | Одлично расипање топлоте, корисно у електронским кућиштима |
| Електрична проводљивост | ~27% ИАЦС | Погодно за неке електричне примене уземљења |
| Коефицијент топлотне експанзије | 27 × 10⁻⁶ /К | Промене димензија предвидиве под термичким циклусом |
Механичке особине легура цинка
| Имовина | Оптерећења 3 | Оптерећења 5 | За-8 |
| Затезна чврстоћа | ~ 280 МПА | ~310 МПа | ~350 МПа |
| Снага приноса | ~210 МПа | ~250 МПа | ~275 МПа |
| Издужење на паузи | ~7–10% | ~6–8% | ~3–6% |
| Тврдоћа (Бринелл) | 82–90 | 85–95 | 90-100 |
| Модул еластичности | ~96 ГПа | ~96 ГПа | ~100 ГПа |
| Јачина удара | Умерен | Нешто ниже | Виши од Замака 3 |
Димензионална стабилност & Отпорност на пузање
- Димензионална стабилност: Одливци цинка могу одржавати прецизне толеранције током дугих периода, посебно у срединама са умереном температуром.
-
- Типичне толеранције: ± 0,05 мм или боље
- Отпорност на пузање: Ограничено изнад 100 ° Ц. Легуре цинка су није идеално за конструкцијска оптерећења при високим температурама, али се добро понашају на собним до умерено повишеним температурама.
8. Контрола квалитета и отклањање кварова
Одржавање високог квалитета производа у ливењу цинка под притиском захтева робусне системе праћења и инспекције.
Типични недостаци и лекови:
| Дефект | Узрок | Ублажавање |
| Порозност | Заробљавање ваздуха | ливење под вакуумом, дизајн капије |
| Хладноће | Непотпун проток или пуњење | Повећајте температуру, побољшати течност |
| Фласх | Висок притисак убризгавања | Затегните уметак, модификовати стезање |
| Дие лемљење | Метал се спаја са зидом | Нанесите мазиво, користите премазе |
Методе испитивања без разарања као нпр рендгенски преглед, ултразвук, и испитивање пенетрантима боје се често користе за откривање унутрашњих или површинских дефеката.
9. Предности & Ограничења ливења под притиском од цинка
Предности
Супериор Флуидити:
Легуре цинка показују одличну течност, омогућавајући производњу сложених компоненти са танким зидовима, танак као 0.8 мм.
Ово својство омогућава растопљеном цинку да прецизно испуни сложене шупљине калупа, олакшавање производње веома детаљних делова.
Висока прецизност димензија:
Ливење под притиском цинка може постићи изузетно уске толеранције димензија, обично унутар ±0,05-0,1 мм за делове мале до средње величине.
Ова прецизност често елиминише потребу за опсежном накнадном обрадом, уштеда и времена и трошкова.
Брзе стопе производње:
Машине за ливење под притиском за цинк могу да раде са кратким циклусом, обично се креће од 10-60 секунди по циклусу, у зависности од сложености дела.
Ова могућност производње велике брзине чини га идеалним за масовну производњу, смањење укупних трошкова производње.
Добра површина:
Делови произведени ливењем под притиском од цинка углавном имају глатку и сјајну површину директно из калупа.
Ово елиминише потребу за многим операцијама завршне обраде и пружа одличну основу за даље третмане као што су облагање или фарбање.
Економичност:
Цинк је релативно јефтин у поређењу са многим другим металима за ливење под притиском.
Додатно, процес генерише минимални отпад материјала јер се вишак метала може лако рециклирати, даље смањење трошкова.
Нижа цена алата и опреме такође доприноси њеној економској исплативости.
Широка палета опција за легуре:
Доступне су разне легуре цинка, сваки прилагођен специфичним захтевима перформанси.
На пример, Замак легуре нуде равнотежу снаге, отпорност на корозију, и својства ливења,
док су ЗА легуре познате по високој отпорности на хабање, пружајући флексибилност у избору материјала.
Ограничења
Ограничена перформанса високог температуре:
Легуре цинка имају ниске тачке топљења и слабу отпорност на топлоту.
Њихова механичка својства се значајно погоршавају на повишеним температурама (обично изнад 120°Ц),
што их чини непогодним за апликације које укључују континуирано излагање високој топлоти, као што су унутрашњост мотора у возилима високих перформанси.
Ограничења величине:
Величина делова ливених под притиском ограничена је капацитетом машина за ливење под притиском и калупа.
Производња компоненти великих размера је изазовна и скупа, пошто захтева моћније машине и веће, скупљи калупи.
Тхермал Сенситивити:
Легуре цинка су осетљиве на брзе промене температуре током процеса ливења под притиском.
Ова термичка осетљивост може довести до проблема као што су топлотни напони, препостављање, и пуцања у ливеним деловима ако параметри процеса, као што су брзине хлађења, нису пажљиво контролисане.
Подложност одређеним корозивним срединама:
Иако цинк има извесну инхерентну отпорност на корозију, у високо корозивним срединама, посебно оних са јаким киселинама или алкалијама, материјал може временом кородирати.
Док површински третмани могу повећати отпорност на корозију, то доприноси укупним трошковима.
Регионална доступност легуре:
Производња и доступност специфичних легура цинка може бити ограничена у неким регионима.
Ово може довести до изазова у ланцу снабдевања, дуже време испоруке, и повећани трошкови за набавку специјализованих легура.
10. Примена ливења под притиском од цинка
Аутомотиве Индустрија
- Подручја примене: Компоненте конструкције возила, унутрашња/спољна опрема, и функционалних делова
- Компоненте: Носачи мотора, заграде, Врата ручке, дугмад, главчине точкова, решетке, и украсне украсе
Електроника Индустрија
- Подручја примене: Електронска кућишта, конектори, и управљање топлотом
- Компоненте: Утични конектори, кућишта уређаја, хладњаци за полупроводнике, и прибора на штампаној плочи
Сектор робе широке потрошње
- Подручја примене: Кућни апарати, играчке, и декоративни производи
- Компоненте: Ручке/дугме за кухињске апарате, модели играчака, украсне фигурице, и окови за намештај
Хардвер & Водоводна индустрија
- Подручја примене: Грађевинска опрема и водоводни системи
- Компоненте: Славине, вентили, браве на вратима, шарке, и архитектонски хардвер
Поље медицинских уређаја
- Подручја примене: Хируршка опрема и биомедицинске компоненте
- Компоненте: Биокомпатибилна кућишта инструмената, кућишта уређаја за имплантацију (са површинском обрадом), и делови дијагностичког алата
Сектор обновљивих извора енергије
- Подручја примене: Инфраструктура енергије ветра и сунца
- Компоненте: Носачи ветрогенератора, системи за монтажу соларних панела, и кућишта система за складиштење енергије
11. Упоређивање стола: Цинк против алуминијума и магнезијума ливење под притиском
| Имовина / Значајка | Цинк ливење под притиском | Алуминијумско умирање | Магнезијумско ливење под притиском |
| Густина (Г / цм³) | 6.6–6.8 | 2.6-2.8 | 1.74–1,84 |
| Тачка топљења (° Ц) | 380–390 | 615-660 | 595-650 |
| Затезна чврстоћа (МПА) | 250-400 | 170-310 | 180–280 |
| Снага приноса (МПА) | 210-350 | 120–280 | 150–230 |
| Издужење (%) | 7-15 | 2-8 | 3-10 |
| Тврдоћа (Бринелл) | 82-120 | 50–110 | 60–90 |
| Капитаљивост | Одличан (танки зидови, уски толеранције) | Добри (мање течности од цинка) | Умерен (захтева контролисане услове) |
| Животни век алата | Веома висок (до 1 милион снимака) | Умерен (100к–150к снимака типично) | Умерен до високо |
| Отпорност на корозију | Добри (може се побољшати галванизацијом) | Умерен (потребно је премазивање у тешким условима) | Добри (посебно легура АЗ91Д) |
Обрада |
Одличан | Добри | Добри |
| Површинска завршна обрада | Супериор (спреман за облагање или фарбање) | Сајам (често је потребна накнадна обрада) | Поштено до доброг |
| Топлотна проводљивост (В / м · к) | ~109 | ~150–170 | ~60–90 |
| Јединични трошак (материјал + процес) | Низак (ниска тачка топљења = уштеда енергије) | Умерен | Високо (материјал & трошкови алата) |
| Рециклирање | Одличан | Одличан | Одличан |
| Потенцијал за уштеду тежине | Низак (висока густина) | Средњи | Високо (најлакши од три) |
| Типичне апликације | Мали зупчаници, конектори, кућишта, украсити | Блокови мотора, кућишта, Структурни носачи | Оквири за лаптоп, аутомобилски волани, чамац |
| Утицај на животну средину | Умерен (енергетски ефикасан, али тежак) | Умерен до високо (енергетски интензиван) | Ниже (лаган, потребно мање материјала) |
Кеи Такеаваис:
- Цинка је идеалан за високо прецизност, мали, сложени делови са врхунским квалитетом површине и Низак алат, посебно у Производња високог обима.
- Алуминијум је пожељна за лаке структурне компоненте са умереном снагом и већа топлотна отпорност.
- Магнезијум нуди тхе најбољи однос снаге и тежине, чинећи га погодним за ваздухопловство и преносива електроника, али захтева специјализованију обраду и контролу безбедности.
12. Закључак
ливење цинка под притиском је а зрели, прецизан, и исплатив производни процес идеално за производњу сложених металних компоненти у великим количинама.
Његова механичка отпорност, супериорна способност ливења, и одличан квалитет површине и даље га чине пожељним избором за индустрије у распону од аутомобилске до медицинских уређаја.
Иако има нека термичка ограничења, његова флексибилност дизајна, ниска цена производње, и могућност рециклаже чврсто осигурава ливење цинка под притиском као водећу технологију обликовања метала за будућност.
Услуге ливења под притиском од стране ДИЕ
Ово нуди висококвалитетне услуге ливења по мери скројен да испуни ваше тачне спецификације.
Са дугогодишњим искуством и напредном опремом, специјализовани смо за производњу прецизних металних компоненти користећи алуминијум, цинка, и магнезијум легуре.
Шта нудимо:
- ОЕМ & ОДМ решења за ливење под притиском
- Подршка за мале до масовне производње
- Дизајн калупа по мери и инжењерска подршка
- Уске толеранције димензија и одлична завршна обрада површине
- Секундарне операције, укључујући ЦНЦ обрада, површинска обрада, и скупштина
