Цинк срещу алуминий: какви са разликите им

Индустрията за леене под налягане обхваща предимно леене под налягане на алуминиеви и цинкови сплави, което се използва значително през последните години. Разбирането на разликите между цинк и алуминий е от решаващо значение за избора на подходящия материал за конкретни цели и оптимизирането на тяхното използване.

Тази статия ще разгледа основните характеристики, които отличават цинка и алуминия, хвърляйки светлина върху техните отличителни свойства, употреби и съображения за практически приложения.

Какво представляват цинкът и алуминият?

Цинкът и алуминият са различни метали с уникални характеристики. Цинкът е мек, сребристо-бял метал, който намира приложение в различни области, включително поцинковане на стомана за защита от корозия, леене под налягане и производство на месинг.

Алуминият е лек и здрав метал, използван в различни приложения като самолетостроене, кутии за напитки и рамки за прозорци.

Цинкът и алуминият могат да се комбинират, за да образуват различни сплави с различни свойства.

Какво е цинкова сплав?

Цинковата сплав се отнася до метална сплав, съставена предимно от цинк, заедно с други метални елементи. Общите елементи, използвани в цинковата сплав, включват алуминий, магнезий, мед, кадмий, олово, титан и други нискотемпературни цинкови сплави. Цинковите сплави се приготвят чрез топене на съставките и обработката им чрез леене под налягане или други методи за оформяне под налягане, за да се получи желаната форма на материала.

Цинковите сплави могат да бъдат класифицирани като отлети и деформирани в зависимост от използвания производствен процес. Те намират приложение в различни индустрии, като леене под налягане за инструменти и автомобилни части, както и обработка с горещо поцинковане на стенни тръби на котела за повишаване на устойчивостта на корозия при висока температура.

Характеристики на цинковата сплав

• Има отлична леярска производителност, което позволява производството на сложни и тънкостенни прецизни части с гладка повърхност.
• Позволява опции за повърхностна обработка като галванопластика, пръскане, боядисване, полиране и шлайфане.
• По време на процесите на топене и леене под налягане, той не абсорбира желязо, издържа на корозия под налягане и не се прилепва към формите.
• Притежава благоприятни механични свойства и предлага устойчивост на износване при температура на околната среда.
• Може да се похвали с ниска точка на топене от 385 ℃, което улеснява лесното леене под налягане.

Какво е алуминиева сплав?

Алуминиевата сплав се отнася до категория сплави на базата на алуминий. Той включва различни първични легиращи елементи като мед, силиций, магнезий, цинк и манган и вторични легиращи елементи като никел, желязо, титан, хром и литий.

По отношение на плътността алуминиевата сплав има по-ниска плътност от стоманата. А що се отнася до здравината, като цяло стоманата е по-здрава от алуминия. Въпреки това, след като по-малкото тегло на алуминия се включи в уравнението, алуминият излиза на върха с превъзходно съотношение якост към тегло. Някои алуминиеви сплави са по-здрави от стоманата. Предлага отлична пластичност и може да се обработва в различни профили, което го прави широко използван структурен материал от цветни метали в различни индустрии. Приложенията му обхващат авиацията, космонавтиката, автомобилостроенето, производството на машини, корабостроенето и химическата промишленост.

Характеристики на алуминиева сплав

• Лек, което го прави идеален за отрасли, където намаляването на теглото е критично.
• Отлична топлопроводимост.
• Екологично чист състав.
• Устойчив на ниски температури.
• Възможност за постигане на благоприятни механични свойства, физически характеристики и устойчивост на корозия чрез термична обработка.
• Високи якостни свойства.

Разлики между цинк и алуминиева сплав

Материал

Материалът от цинкова сплав има значително специфично тегло и показва отлични характеристики при леене. Той се отличава с висока плътност и здравина, сравними или дори надминаващи тези на висококачествената стомана. В резултат на това частите за отливане под налягане от цинкова сплав обикновено тежат повече от частите за отливане под налягане от алуминиева сплав.

Собственост

Материалът от цинкова сплав показва ниска точка на топене, благоприятни механични свойства и устойчивост на износване. Подходящ е и за приложения за повърхностна обработка. От друга страна, алуминиевата сплав демонстрира отлична електропроводимост, топлопроводимост и устойчивост на корозия.

Процес на леене под налягане

Точките на топене на цинковите и алуминиевите сплави варират. Цинковите сплави имат по-ниска точка на топене в сравнение с алуминиевите сплави. Това несъответствие в точките на топене налага използването на специално оборудване за обработка и параметри при леене под налягане.

Леенето под налягане на цинкова сплав обикновено използва машина за леене под налягане с гореща камера. Цинковата сплав се разтопява в тази машина, което позволява по-бързи цикли.

За разлика от това, леенето под налягане на алуминиева сплав използва машина за леене под налягане със студена камера. Алуминиевата сплав се разтопява извън машината и след това се излива в машината за впръскване. Този процес отнема повече време в сравнение с леенето в гореща камера.

Използването на различно оборудване за обработка и параметри за леене под налягане на цинкова сплав и леене под налягане на алуминиева сплав води до различни свойства в крайните продукти. Отливките от цинкова сплав обикновено са по-издръжливи и устойчиви на корозия от алуминиевите си колеги. Обратно, отливките от алуминиеви сплави обикновено са по-леки и имат по-добра топлопроводимост.

Тегло

По отношение на теглото цинковата сплав обикновено е по-плътна и по-тежка от алуминия. Чистият цинк има специфична плътност от 5g/cm3, докато алуминият има по-ниска плътност от 2,7g/cm3. Тази по-висока плътност допринася за превъзходната устойчивост на удар на цинковите сплави в сравнение с алуминиевите части, което ги прави предпочитан материал за производство на отливки, предназначени за структурни приложения.

Свойства

Ето общите свойства на двата отляти под налягане материала и как се различават един от друг:

• Точка на топене

Цинкът има по-ниска точка на топене (около 420°C) от алуминия. Точката на топене е решаващ фактор при леенето под налягане, влияещ върху избора на процеса на леене. По-ниската точка на топене на цинка го прави съвместим с процеса на гореща камера.

Тази характеристика предлага предимства като намалени производствени разходи, подобрена производствена ефективност и по-нисък риск от разграждане на мухъл. Обратно, алуминият има по-висока точка на топене (около 660°C), което го прави подходящ за процеса на студена камера.

• Топлопроводимост

Цинковата сплав показва превъзходна топлопроводимост в сравнение с алуминиевата отливка. Той ефективно абсорбира и разсейва топлината, което го прави подходящ за приложения, включващи високи изисквания за генериране на топлина или разсейване на топлина. Цинковите отливки са особено полезни при производството на компоненти като радиатори или електроника.

• Устойчивост на корозия

Цинковите отливки притежават отлична устойчивост на корозия, надминавайки алуминиевите отлети под налягане части. Това свойство прави цинка по-подходящ за проекти в тежки условия на околната среда, където защитата от корозия е от съществено значение.

Повърхностна обработка

Отливките под налягане обикновено изискват вторични довършителни обработки на повърхността, за разлика от машинно обработените с ЦПУ части. Необходимостта от обработка на повърхността се влияе от процеса на леене и вида на използвания материал.

Цинковите отливки показват по-гладка и шарена повърхност след отливане, тъй като нямат пори. За разлика от това, алуминиевите отливки могат да развият пори, ями и мехури по време на отливането, което налага компенсаторно довършване на повърхността.

Както цинковите, така и алуминиевите отливки могат да се възползват от процесите на повърхностно довършване. Въпреки това, цинкът е по-съвместим с по-широка гама от опции за повърхностна обработка, включително покритие, прахово покритие, боядисване, галванопластика и анодиране.

Живот на инструментите

Формите, използвани при леене под налягане на цинк, не изискват висока якост на опън поради по-малко абразивния характер на материала и ниската точка на топене. Тези свойства водят до намалено увреждане на мухъл и по-ниски разходи за инструменти. Следователно формите, използвани при леене на цинк, могат да издържат над 1 000 000 изстрела, преди да изискват подмяна, докато формите, използвани при леене на алуминий, обикновено издържат около 100 000 изстрела.

Приложения

Както цинковите, така и алуминиевите отливки намират приложение в различни индустрии. Леенето с цинк е известно със своята здравина, което го прави популярен избор за домакински уреди и автомобилно леене.

От друга страна, алуминиевата отливка превъзхожда съотношението си здравина към тегло, което я прави идеална за леки, но здрави компоненти. Тази характеристика прави алуминиевите отливки особено ценни в космическата индустрия, където нуждата от леки материали е от решаващо значение.

Време на цикъла

Времето на цикъла е значително, когато се сравнява алуминиевото леене под налягане с цинковото леене. Леенето на цинк се извършва при високо налягане и ниска точка на топене, което го отличава от леенето на алуминий. Следователно, леенето на цинк показва по-кратко време на цикъл, обикновено 150-200% по-бързо от леенето на алуминий.

Освен това процесът на нагряване при леене под налягане на цинк се извършва вътрешно, за разлика от леенето под налягане на алуминий, което използва процеса на студена камера. Освен това, ефективното разсейване на топлината на цинковото леене позволява по-бързо втвърдяване на разтопения метал, което допринася за допълнително намаляване на времето на цикъла.

Разходи

Разходите за производство на леене под налягане се влияят от различни фактори, включително избор на материал, производствен процес, умения на оператора, време на цикъл и повърхностна обработка. Цинковите отливки, направени от цинкови сплави, са по-евтини, но имат по-ниска якост и устойчивост на корозия в сравнение с алуминиевите сплави. Алуминиевите отливки са по-здрави и по-устойчиви на корозия, но имат по-висока цена.

Производственият процес включва топенето на метала, шприцването му във форма и охлаждането му, за да се оформи крайната част. Квалифицираните оператори и по-кратките времена на цикъла могат да намалят разходите. Освен това повърхностното покритие, като боядисване или покритие, добавя към общите разходи. Като цяло цинковите отливки са по-рентабилни от алуминиевите отливки.

Кога и защо трябва да изберете цинково леене под налягане

Когато сте изправени пред дилемата да изберете между леене под налягане на цинк и леене под налягане на алуминий, помислете за следните фактори, които правят леенето под налягане на цинк предпочитаната опция

Части с тънки стени

Леенето под налягане на цинк е много подходящо за производство на части с тънки стени поради своята здравина в сравнение с други материали. Плътният характер на цинка осигурява структурна цялост и стабилност, като намалява използването на материали и разходите за леене под налягане.

Сурови условия на околната среда

Цинковото леене се справя отлично при тежки условия на околната среда, особено такива, склонни към корозия. Неговата изключителна устойчивост на корозия образува защитен слой върху частите, когато са изложени на такива условия.

По-малко остатъчно напрежение

Леенето под налягане включва прилагане на натиск за инжектиране на разтопен метал в матрицата. Леенето под високо налягане може да доведе до остатъчно напрежение върху частите, но леенето с цинк, което използва леене под ниско налягане, минимизира остатъчното напрежение.

Отливка под налягане

Изборът на цинково леене под налягане е изгодно, ако работите с деликатни форми за леене под налягане. Цинковите форми за леене под налягане могат да издържат приблизително десет пъти по-дълго от алуминиевите форми за леене под налягане.

По-бързо производство

Цинковите сплави имат ниска точка на топене, което позволява процес на леене под налягане с гореща камера с инжектиране под високо налягане. Това води до по-висока скорост на цикъл в сравнение с други материали. За разлика от леенето на алуминий под налягане, където операторът разтопява алуминия извън машината, преди да го излее в машината за впръскване, при леенето на цинк цинкът се разтопява в машината

Като се имат предвид тези фактори, цинковото леене под налягане може да бъде предпочитан избор в различни сценарии.

Защо и кога да изберете алуминиева отливка под налягане

Когато сме изправени пред решението между алуминиеви и цинкови отлети под налягане части, има определени условия, при които трябва да се даде предпочитание на алуминиевото отливане. Обмислете следните фактори:

Съотношение якост към тегло

Ако търсите леки и високи свойства на якост на опън, препоръчително е да помислите за алуминиеви части, отлети под налягане. Тези части са добре известни със способността си да предлагат и двете характеристики. Трябва да се отбележи, че аерокосмическата индустрия широко използва отлети под налягане части, изработени от алуминий, поради тяхната лека природа.

Високи работни температури

Поради високата им точка на топене и способността да издържат на високи температури, алуминиевите отливки са предпочитаната опция за приложения, които включват повишени работни температури, като например в металургичните процеси. Тази характеристика гарантира, че структурните и физически свойства на отливките остават непокътнати дори когато са изложени на екстремна топлина.

Електрическа проводимост

Благодарение на отличната си електропроводимост, алуминиевите отливки са предпочитан избор за различни електронни компоненти при леене под налягане. Това е особено важно при приложения като EMI екраниране, където частите трябва да бъдат защитени от електромагнитни сигнали.

Вземете вашите цинкови или алуминиеви части за отливане под налягане

Нуждаете ли се от висококачествени цинкови или алуминиеви части за отливане под налягане? Не търсете повече! Moldie е тук, за да изпълни всички ваши изисквания за леене под налягане с прецизност, ефективност и първокласно качество. Това е вашето универсално решение за части за отливане под налягане от цинк и алуминий!

Ние сме специализирани в предоставянето на изключителни услуги за леене под налягане както за цинкови, така и за алуминиеви сплави, обслужващи широк спектър от индустрии и приложения.

Независимо дали имате нужда от леки и здрави алуминиеви части или устойчиви на корозия цинкови компоненти, ние ще ви покрием. Нашите етични леене под налягане процедурите включват използване на най-добрите суровини и производствени възможности за постигане на изключителни резултати, когато поръчвате от нас на едро. Посетете нашия уебсайт за повече информация.

Заключение

Цинкът и алуминият имат различни характеристики, които ги правят подходящи за различни приложения. Цинкът предлага предимства като висока плътност, устойчивост на корозия и ниска точка на топене, докато алуминият осигурява леко тегло, висока якост и превъзходна топлопроводимост. Разбирането на тези различия позволява информиран избор на материали в различни индустрии и проекти.

Често задавани въпроси

По-здрави ли са цинковите отливки от алуминиевите?

Частите от леене под налягане от цинк показват по-голяма здравина в сравнение с отливките от алуминий. Експертите твърдят, че цинковото леене под налягане превъзхожда няколко обикновени сплави от цветни метали по сила. Съобщава се, че цинковите сплави са 2,5 пъти по-здрави от леенето под налягане на алуминия.

 Какви са параметрите, които отличават алуминиевите и цинковите отливки?

Теглото, устойчивостта на корозия, точката на топене и топлопроводимостта отличават двете отливки. Цинковата отливка се характеризира с по-високо тегло, по-ниска точка на топене, превъзходна устойчивост на корозия и по-добра топлопроводимост в сравнение с останалите.

 Кое е по-устойчиво на корозия: цинк или алуминий?

Алуминиевите отлети под налягане части показват по-ниска устойчивост на корозия от цинковите отливки, въпреки че това може да варира в зависимост от нивото на pH. Например в алкални разтвори с рН 11 устойчивостта на корозия на алуминиевата отливка е еквивалентна на тази на цинка.