Odlew ze stopu cynku

Odlewanie ciśnieniowe wykorzystuje wysokie temperatury i ciśnienie podczas produkcji stopionych metali i stopów w celu uzyskania pożądanego kształtu. Polega na topieniu metali o niskiej temperaturze topnienia i umieszczaniu ich w formach odlewniczych.

Zwykle odlewanie ciśnieniowe klasyfikuje się według temperatury i ciśnienia potrzebnego do wprowadzenia stopionego metalu do formy odlewniczej. Niemniej jednak można go również klasyfikować według rodzaju materiału użytego w procesie, a cynk należy do najpowszechniejszych i wszechstronnych metali odlewanych ciśnieniowo. Mając to na uwadze, oto wszystko, co musisz wiedzieć o odlewaniu stopów cynku:

Co to jest odlewanie ciśnieniowe cynku?

Odlewanie ciśnieniowe cynku to proces polegający na wtryskiwaniu ciekłego metalicznego cynku pod ciśnieniem do formy i pozostawieniu go do zestalenia. Wnęka formy wykonana jest z dwóch form z hartowanej stali narzędziowej zaprojektowanych według pożądanego kształtu.

Stopy cynku mają niską temperaturę topnienia, dlatego odlewanie przebiega w niższej temperaturze. Dodatkowo ich udarność i plastyczność sprawiają, że nadają się do produkcji części.

Etapy procesu odlewania ciśnieniowego cynku

Proces odlewania ciśnieniowego stopu cynku może się różnić w zależności od wielkości i rodzaju używanych maszyn. Istnieje jednak ogólna procedura, którą można wykonać zgodnie z opisem poniżej:

• Krok 1: Przygotowanie matrycy

Pierwszą rzeczą przed rozpoczęciem procesu odlewania jest przygotowanie samej matrycy. Tutaj musisz oczyścić formę odlewniczą, czyszcząc ją. Następnie nasmaruj matrycę, aby poprawić wkładanie odlewu po schłodzeniu. Można również smarować wewnętrzne ścianki form, aby kontrolować temperaturę formy i ułatwić łatwe wyjmowanie gipsu.

Na koniec zaciśnij matrycę pod wysokim ciśnieniem.   

• Krok 2: Wstrzyknięcie

Kolejnym krokiem jest wprowadzenie stopu cynku do komory strzałowej maszyny. Tutaj musisz stopić stop cynku przed wstrzyknięciem. Ponieważ odlewanie ciśnieniowe stopu cynku jest procesem odlewania ciśnieniowego w gorącej komorze, komora strzałowa będzie gorąca. Następnie włóż stopiony metal cynkowy do formy pod wysokim ciśnieniem.

• Krok 3: Chłodzenie i wyrzucanie

 Po wstrzyknięciu stopionego cynku do komory można pozostawić go do ostygnięcia i zestalenia. Upewnij się, że metal ma odpowiedni czas na żelowanie i przybranie kształtu formy. Przed zdjęciem matrycy upewnij się, że jest ona całkowicie ustawiona. Pamiętaj, że przedwczesne wyrzucenie gipsu może prowadzić do trwałych uszkodzeń.

Gdy matryca ostygnie i stwardnieje, możesz odpiąć połówki matrycy, otworzyć je i ostrożnie usunąć odlewane części.   

• Krok 4: Przycinanie

Ostatnim etapem procesu odlewania ciśnieniowego cynku jest okrawanie. Gdy metal ochładza się, można dokładnie usunąć z odlewu cynku wszelki złom, taki jak wypływka, wlewy i wlewy. Aby uzyskać pożądany kształt elementu, możesz użyć narzędzi takich jak piła, matryca do przycinania itp. Pamiętaj o wyczyszczeniu każdej części przed wysłaniem jej do klientów.

Stopy cynku do odlewania ciśnieniowego

Poniżej znajdują się najpopularniejsze stopy cynku odpowiednie do odlewania ciśnieniowego:

1. Zamak 2

Znany również jako stop cynku 2 lub kirksyt, zamak 2 ma najwyższą wytrzymałość i twardość ze wszystkich stopów zamaku. Z tego powodu stosuje się go w sekcjach odlewniczych, które wymagają wysokiej integralności strukturalnej, takich jak sektor motoryzacyjny i mechaniczny.

Poza tym Zamak 2 ma wyjątkowe właściwości odlewnicze, takie jak wysoka wydajność pełzania, doskonała zdolność tłumienia i odporność na wibracje niż inne stopy metali.

• Zamak 3

Stop cynku Zamak 3 jest jednym z najpopularniejszych stopów do odlewania ciśnieniowego z różnych powodów, m.in.:

• Doskonała lejność i trwała stabilność wymiarowa
• Doskonała równowaga pomiędzy właściwościami fizycznymi i mechanicznymi
• Doskonała kompatybilność z różnymi opcjami wykańczania, takimi jak galwanizacja, chromianowanie i malowanie
• Dobre połączenie siły i elastyczności
• Zamak 7

Zamak 7, zwany także stopem cynku 7, to zmodyfikowany Zamak 3 o wysokiej czystości i niskiej zawartości magnezu w porównaniu z innymi stopami znalu. Ma również specyfikację dotyczącą twardych zanieczyszczeń, zwiększając elastyczność odlewania, płynność i wykończenie powierzchni.

Ten stop cynku jest stosowany w wyjątkowych zastosowaniach sprzętowych lub gdy odlew wymaga dodatkowej odkształcalności podczas kolejnych operacji montażowych, takich jak tyczenie i zaciskanie.

• ZA8

ZA-8, czyli stop cynkowo-aluminiowy, zawiera większą zawartość aluminium niż inni członkowie rodziny zamaków. W porównaniu do innych stopów ZA, ZA-8 jest jedynym stopem ZA, który można odlewać ciśnieniowo w gorącej komorze.

Ponadto ZA-8 zapewnia znacznie zwiększoną twardość, wytrzymałość i właściwości pełzania. Wykorzystuje się go przede wszystkim do celów dekoracyjnych.

• ACuZinc5

General Motors zbadał i opracował ten stop cynku. Jest również znany jako cynk, miedź i stop aluminium i ma lepszą wytrzymałość i twardość ze względu na niską zawartość aluminium i wysoką zawartość miedzi. Co więcej, ma wyjątkową wydajność łożyska, taką jak smarność.

ACuZinc5 jest stosowany w częściach wymagających wysokiej integralności strukturalnej i nakładany w gorących warunkach.     

• EZAC

Stop EZAC oferuje maksymalną odporność na pełzanie, wyższą granicę plastyczności i twardość niż inne stopy cynku. Działa lepiej niż Zamak 2 i trwa dłużej niż ACuZinc 5.

• ZA 27- Cynk Aluminium

ZA-27 zawiera najwyższą zawartość aluminium, temperaturę topnienia, wytrzymałość i gęstość w porównaniu do innych stopów ZA. W idealnym przypadku ten stop ZA zawiera aluminium 27% i wykazuje doskonałe właściwości łożyskowe, umożliwiając tworzenie łożysk w odlewach o określonych zastosowaniach.    

Zalety odlewania ciśnieniowego cynku

Odlew cynkowy ma mnóstwo zalet. Niektóre z najważniejszych korzyści obejmują:

Łatwy montaż

Jedną ze znaczących zalet odlewania ciśnieniowego cynku jest minimalizacja operacji montażowych. Ogólnie rzecz biorąc, proces odlewania ciśnieniowego stopu cynku jest wykonywany jako pojedyncza jednostka, co eliminuje potrzebę kosztownego ręcznego montażu.

Wysoka precyzja dzięki cienkiej ściance

Odlewanie ciśnieniowe cynku pozwala uzyskać złożone kształty o wielu wgłębieniach z mniejszą tolerancją niż inne procesy odlewania. Co więcej, produkuje duże serie prawie identycznych i odpornych na zużycie części o wysokiej stabilności wymiarowej.

Lepsze właściwości mechaniczne

Stopy cynku mają wiele zalet w porównaniu z innymi materiałami, takimi jak aluminium i cynk, pod względem właściwości mechanicznych, takich jak twardość, wytrzymałość, odporność, wytrzymałość i trwałość. Z tego powodu odlewy ciśnieniowe cynku są stosowane w częściach wymagających większej wytrzymałości.  

Odlewaj złożone geometrie

Doskonałe właściwości łożyskowe i ścieralne cynku pozwalają mu służyć jako tuleje w konstrukcjach w ruchu. Dodatkowo umożliwia wytwarzanie części odlewanych ciśnieniowo o złożonej geometrii, ponieważ może tworzyć połączenia z innymi materiałami.

Dłuższa żywotność narzędzia

Kolejną znaczącą zaletą cynkowych form odlewniczych jest to, że mogą wytrzymać kilka razy dłużej niż aluminium. Dzieje się tak, ponieważ stopy cynku mają niższą temperaturę topnienia i są mniej ścierne. Z tego powodu zmniejsza się ryzyko uszkodzenia formy i zwiększa się trwałość narzędzia, redukując koszty oprzyrządowania bardziej niż w przypadku innych materiałów.

Szybsza produkcja 

Jak wskazano powyżej, stopy cynku produkowane szybciej wymagają niskich temperatur topnienia i procesu odlewania ciśnieniowego w komorze pod wysokim ciśnieniem. W rezultacie zwiększa szybkość cyklu odlewania ciśnieniowego cynku, co z kolei zwiększa tempo produkcji odlewów ciśnieniowych.

Wtryskiwanie ciśnieniowego odlewu cynku jest proste, w przeciwieństwie do wtryskiwania ciśnieniowego odlewu aluminium, które wymaga stopienia aluminium w innym pojemniku przed włożeniem. Ponadto odlew charakteryzuje się dużą szybkością krzepnięcia, co poprawia liczbę wytwarzanych części i zmniejsza koszty odlewania.

Różne opcje wykończenia

Istnieje wiele opcji wykańczania, idealnych do materiałów odlewanych ciśnieniowo. Poniżej znajdują się popularne modele odpowiednie do odlewania ciśnieniowego cynku:

• Powłoki proszkowe: Ta opcja wykończenia jest odpowiednia ze względów estetycznych ze względu na szeroką gamę dostępnych kolorów. Poza tym zapewnia długotrwałe i równe wykończenie powierzchni odlanych części.
• Obraz: Malowanie odpowiada za właściwości użytkowe i estetyczne. Podobnie jak malowanie proszkowe, ma różne kolory i służy do praktycznego koloru. Malowanie wymaga krótkiego czasu i niskich kosztów produkcji.
• Platerowanie: Poprawia to właściwości funkcjonalne, w tym zwiększoną trwałość i odporność na korozję ciśnieniowego odlewu cynku.

Usuwa łożyska i tuleje

Doskonałe właściwości cynku w zakresie łożysk i zużycia umożliwiają większą elastyczność projektowania i zmniejszają koszty produkcji poprzez usunięcie małych tulei i wkładek zużywających się.

Dobra przewodność elektryczna i cieplna

Cynk jest lepszym przewodnikiem ciepła i prądu niż aluminium. W rezultacie odlew cynkowy idealnie nadaje się do zastosowań takich jak radiatory i inne elementy elektryczne.

Mniej obróbki

Jedną z głównych zalet odlewania ciśnieniowego cynku jest mniejsza potrzeba obróbki mechanicznej. Odlew cynkowy ma węższe tolerancje, co eliminuje potrzebę dodatkowej obróbki.   

Wady odlewów cynkowych

Wszystko, co ma dobre strony, ma też pewne wady. Odlew cynkowy ma następujące wady:

Jest podatny na wady

Proces odlewania ciśnieniowego cynku jest szybki, a chłodzenie jest szybkie. Z tego powodu wyładowanie gazu może być opóźnione, co może skutkować takimi defektami jak:

• Pęcherze: Są to cienkie warstwy tworzące się na powierzchni elementów odlewanych ciśnieniowo z cynku.
• Pęknięcia: Występują one, gdy metaliczny cynk nie ma wystarczającej wytrzymałości, aby wytrzymać siłę rozciągającą podczas krzepnięcia.
• Pęcznieje: Są to przedłużenia odlewu cynku, powodujące gładkie wybrzuszenie po pionowej stronie odlewu.
• Niedopasowanie lub przesunięcie: Jest to poziome przesunięcie metalu spowodowane odkształceniem górnej i dolnej części formy.
• Połączenie: Występuje, gdy cząstki piasku łączą się ze stopionym metalem.
• Otwory wydmuchowe: Dziury powstają, gdy niewłaściwe odpowietrzanie prowadzi do tego, że metal nie utrzymuje wystarczającej ilości gazu w postaci płynu.
• Wypaczanie: Zmienia to wymiary końcowego przedmiotu i może wystąpić podczas lub po zestaleniu.
• Krople: Dzieje się tak, gdy kawałki piasku wpadają do odlewu, gdy metal jest jeszcze w postaci płynnej.

Ciężkie części

Odlewy cynkowe wytwarzają znacznie cięższe części niż inne metale, takie jak aluminium i magnez. Z tego powodu nie nadają się do lekkich zastosowań, na przykład w przemyśle lotniczym.  

Nie nadaje się do produkcji małych partii

Odlewanie ciśnieniowe cynku wiąże się z wysokimi początkowymi kosztami inwestycji. Dlatego nadaje się przede wszystkim do masowej produkcji części i nie ma zastosowania w produkcji małoseryjnej.

Zastosowania części z odlewów cynkowych

Części z odlewów cynkowych są wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu, m.in.:

Branża motoryzacyjna

Ze względu na niesamowitą wytrzymałość i twardość, złożone cechy geometryczne, dobrą jakość powierzchni, wysoką tolerancję wymiarową i odporność na korozję, elementy odlewane ciśnieniowo z cynku znajdują zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji:

• Lusterko wsteczne
• Obudowy
• Części podwozia
• Elementy zapewniające bezpieczeństwo użytkownika i samochodu, takie jak koła pasowe i koła zębate
• Elementy przekładni
• Szyberdach, wycieraczki
• Wsporniki
• Namiar
• Sterowniczy
• Części hamulcowe

Powyżej przedstawiono tylko niektóre elementy samochodowe produkowane z odlewu ciśnieniowego.  

Elektronika

Odlewanie ciśnieniowe cynku ma wiele zalet w zastosowaniach elektronicznych. Jedną z jego znaczących właściwości jest możliwość odlewania w cieńszych ściankach i skomplikowanych kształtach. Jak wyjaśniono powyżej, stopy cynku są twardsze niż inne metale odlewane ciśnieniowo.

Poza tym stop cynku zapewnia doskonałe ekranowanie elektromagnetyczne i tłumienie drgań, odpowiednie do ochrony wewnętrznych elementów elektrycznych.

Sprzęt AGD

Odlewy cynkowe należą do najlepszych metali do odlewania ciśnieniowego sprzętu AGD. Ze względu na dobre wykończenie powierzchni, stabilność wymiarową i wytrzymałość, odlew cynkowy jest stosowany do produkcji urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak zamki do drzwi, blendery, paski, miksery ręczne, klamry do butów, uchwyty, breloczki do kluczy itp.

Sektor Mechaniczny

Innym znaczącym zastosowaniem odlewów ciśnieniowych cynku jest sektor mechaniczny. Do produkcji części silników w tym sektorze wykorzystuje się odlewane części cynkowe.  

Wniosek

Odlewanie stopów cynku jest jedną z najpopularniejszych metod odlewania. Oferuje kilka zalet w porównaniu z innymi odlewami metalowymi, w tym łatwy i bezpośredni wtrysk. Jednakże przed rozpoczęciem procesu odlewania ważne jest zrozumienie różnych procedur, stopów, zastosowań oraz zalet i wad.

Aby uzyskać lepsze wyniki, rozważ skorzystanie z pomocy niezawodnych ekspertów, takich jak Moldie. Oferujemy wysokiej jakości niestandardowe usługi odlewania ciśnieniowego cynku w przystępnych cenach.

Często zadawane pytania

Jak mocne są odlewy cynkowe?

Odlewy cynkowe są bardzo mocne. Zapewniają wyższą wytrzymałość na rozciąganie niż najpopularniejsze stopy metali nieżelaznych stosowane w odlewach ciśnieniowych. Na przykład stopy cynku do odlewania ciśnieniowego mają około 2,5 razy większą wytrzymałość niż aluminium.

Czy cynkowy odlew rdzy?

Nie. Odlewy cynkowe mają wysoką odporność na korozję. Cynk wystawiony na działanie powietrza i wilgoci reaguje z tlenem, tworząc cienką warstwę tlenku, która następnie reaguje z wilgocią, tworząc wodorotlenek cynku. Z tego powodu części odlewane ciśnieniowo z cynku nie rdzewieją, nawet jeśli są używane w środowiskach korozyjnych.

Jeśli jednak na powierzchni cynku nie wytworzyła się w pełni warstwa ochronna, pojawia się korozja zwana białą rdzą. Dzieje się tak, gdy na powierzchni cynku nie ma wystarczającej ilości tlenu; dlatego biała rdza jest sypka.

Czy odlew cynkowy można spawać? 

Nie. Spawanie cynkowego odlewu ciśnieniowego może być trudne ze względu na jego niską temperaturę topnienia. Jeśli jednak używasz materiałów takich jak Super Alloy 1, możesz lutować część odlewaną ciśnieniowo.