Цинк против алюминия: в чем их различия

Промышленность литья под давлением в основном охватывает литье под давлением алюминиевых и цинковых сплавов, которое в последние годы получило широкое распространение. Понимание различий между цинком и алюминием имеет решающее значение для выбора подходящего материала для конкретных целей и оптимизации его использования.

В этой статье будут рассмотрены ключевые характеристики, которые отличают цинк от алюминия, прольется свет на их отличительные свойства, способы использования и соображения по поводу практического применения.

Что такое цинк и алюминий?

Цинк и алюминий — разные металлы с уникальными характеристиками. Цинк — мягкий серебристо-белый металл, который находит применение в различных областях, включая гальванизацию стали для защиты от коррозии, литье под давлением и производство латуни.

Алюминий — легкий и прочный металл, используемый в различных областях, таких как авиастроение, изготовление банок для напитков и оконных рам.

Цинк и алюминий можно комбинировать с образованием различных сплавов с различными свойствами.

Что такое цинковый сплав?

Цинковый сплав — это металлический сплав, состоящий в основном из цинка и других металлических элементов. Общие элементы, используемые в цинковых сплавах, включают алюминий, магний, медь, кадмий, свинец, титан и другие низкотемпературные цинковые сплавы. Цинковые сплавы получают путем плавления компонентов и их обработки литьем под давлением или другими методами формования под давлением для получения желаемой формы материала.

В зависимости от используемого производственного процесса цинковые сплавы можно разделить на литые и деформированные. Они находят применение в различных отраслях промышленности, таких как литье под давлением инструментов и автомобильных деталей, а также горячее цинкование стеновых труб котловой воды для повышения устойчивости к высокотемпературной коррозии.

Особенности цинкового сплава

• Он обладает превосходными характеристиками литья, что позволяет производить сложные и тонкостенные прецизионные детали с гладкой поверхностью.
• Предоставляет такие варианты обработки поверхности, как гальваника, напыление, покраска, полировка и шлифовка.
• В процессе плавки и литья под давлением он не впитывает железо, устойчив к коррозии под давлением и не прилипает к формам.
• Обладает благоприятными механическими свойствами и обеспечивает износостойкость при температуре окружающей среды.
• Имеет низкую температуру плавления 385℃, что облегчает литье под давлением.

Что такое алюминиевый сплав?

Алюминиевый сплав относится к категории сплавов на основе алюминия. Он включает в себя различные первичные легирующие элементы, такие как медь, кремний, магний, цинк и марганец, а также вторичные легирующие элементы, такие как никель, железо, титан, хром и литий.

По плотности алюминиевый сплав обладает меньшей плотностью, чем сталь. А что касается прочности, то в целом сталь прочнее алюминия. Однако если принять во внимание более легкий вес алюминия, алюминий выйдет на первое место с превосходным соотношением прочности к весу. Некоторые алюминиевые сплавы прочнее стали. Он обладает превосходной пластичностью и может быть переработан в различные профили, что делает его широко используемым конструкционным материалом из цветных металлов в различных отраслях промышленности. Его применение охватывает авиацию, аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение, машиностроение, судостроение и химическую промышленность.

Особенности алюминиевого сплава

• Легкий вес делает его идеальным для отраслей, где снижение веса имеет решающее значение.
• Отличная теплопроводность.
• Экологически чистый состав.
• Устойчив к низким температурам.
• Возможность достижения благоприятных механических свойств, физических характеристик и коррозионной стойкости посредством термической обработки.
• Высокие прочностные свойства.

Различия между цинком и алюминиевым сплавом

Материал

Материал из цинкового сплава имеет значительный удельный вес и демонстрирует отличные литейные характеристики. Он может похвастаться высокой плотностью и прочностью, сравнимой или даже превосходящей таковую у высококачественной стали. В результате детали, отлитые под давлением из цинкового сплава, обычно весят больше, чем детали, отлитые под давлением из алюминиевого сплава.

Свойство

Материал из цинкового сплава обладает низкой температурой плавления, хорошими механическими свойствами и износостойкостью. Он также подходит для обработки поверхностей. С другой стороны, алюминиевый сплав демонстрирует отличную электропроводность, теплопроводность и устойчивость к коррозии.

Процесс литья под давлением

Точки плавления сплавов цинка и алюминия различаются. Сплавы цинка имеют более низкую температуру плавления по сравнению со сплавами алюминия. Такое несоответствие температур плавления приводит к необходимости использования специального технологического оборудования и параметров при литье под давлением.

При литье под давлением цинкового сплава обычно используется машина для литья под давлением с горячей камерой. Цинковый сплав плавится внутри этой машины, что позволяет сократить время цикла.

Напротив, при литье под давлением алюминиевого сплава используется машина для литья под давлением с холодной камерой. Алюминиевый сплав плавится вне машины, а затем заливается в литьевую машину. Этот процесс занимает больше времени по сравнению с литьем под давлением с горячей камерой.

Использование различного технологического оборудования и параметров для литья под давлением сплавов цинка и литья под давлением алюминиевых сплавов приводит к разным свойствам готовой продукции. Отливки из цинкового сплава, как правило, более долговечны и устойчивы к коррозии, чем их алюминиевые аналоги. И наоборот, отливки из алюминиевых сплавов обычно легче и обладают лучшей теплопроводностью.

Масса

С точки зрения веса цинковый сплав обычно плотнее и тяжелее алюминия. Чистый цинк имеет удельную плотность 5 г/см3, тогда как алюминий имеет меньшую плотность - 2,7 г/см3. Эта более высокая плотность способствует превосходной ударной стойкости цинковых сплавов по сравнению с алюминиевыми деталями, что делает их предпочтительным материалом для изготовления отливок, предназначенных для конструкционных применений.

Характеристики

Вот общие свойства обоих литых материалов и их отличия друг от друга:

• Температура плавления

Цинк имеет более низкую температуру плавления (около 420°C), чем алюминий. Температура плавления является решающим фактором при литье под давлением, влияющим на выбор процесса литья. Более низкая температура плавления цинка делает его совместимым с процессом в горячей камере.

Эта характеристика дает такие преимущества, как снижение производственных затрат, повышение эффективности производства и меньший риск разрушения пресс-формы. И наоборот, алюминий имеет более высокую температуру плавления (около 660°C), что делает его пригодным для процесса в холодной камере.

• Теплопроводность

Цинковый сплав обладает превосходной теплопроводностью по сравнению с алюминием, литым под давлением. Он эффективно поглощает и рассеивает тепло, что делает его пригодным для применений, требующих высокого тепловыделения или рассеивания тепла. Отливки из цинка особенно полезны при производстве таких компонентов, как радиаторы или электроника.

• Устойчивость к коррозии

Цинковые отливки обладают превосходной коррозионной стойкостью, превосходя алюминиевые детали, отлитые под давлением. Это свойство делает цинк более подходящим для проектов в суровых условиях окружающей среды, где защита от коррозии имеет важное значение.

Отделка поверхности

Литье под давлением обычно требует вторичной обработки поверхности, в отличие от деталей, обработанных на станках с ЧПУ. Необходимость обработки поверхности зависит от процесса литья и типа используемого материала.

После отливки цинковые отливки имеют более гладкую и узорчатую поверхность, поскольку у них нет пор. Напротив, в алюминиевых отливках во время литья могут образовываться поры, ямки и вздутия, что требует компенсирующей обработки поверхности.

Как цинковые, так и алюминиевые отливки могут выиграть от процессов обработки поверхности. Однако цинк более совместим с более широким спектром вариантов отделки поверхности, включая гальваническое покрытие, порошковое покрытие, покраску, гальваническое покрытие и анодирование.

Срок службы инструмента

Формы, используемые при литье цинка под давлением, не требуют высокой прочности на разрыв из-за менее абразивной природы материала и низкой температуры плавления. Эти свойства приводят к уменьшению повреждений пресс-формы и снижению затрат на оснастку. Следовательно, формы, используемые при литье цинка, могут выдержать более 1 000 000 выстрелов, прежде чем потребуется замена, тогда как формы, используемые при литье алюминия, обычно выдерживают около 100 000 выстрелов.

Приложения

Как цинковые, так и алюминиевые отливки находят применение в различных отраслях промышленности. Цинковое литье известно своей прочностью, что делает его популярным выбором для бытовой техники и автомобильного литья под давлением.

С другой стороны, алюминиевое литье отличается соотношением прочности и веса, что делает его идеальным для изготовления легких, но прочных компонентов. Эта характеристика делает алюминиевые отливки особенно ценными в аэрокосмической промышленности, где потребность в легких материалах имеет решающее значение.

Время цикла

Время цикла имеет большое значение при сравнении литья под давлением алюминия и литья под давлением цинка. Литье цинка под давлением происходит при высоком давлении и низкой температуре плавления, что отличает его от литья под давлением алюминия. Следовательно, литье под давлением цинка имеет более короткое время цикла, обычно на 150-200% быстрее, чем литье алюминия.

Кроме того, процесс нагрева при литье под давлением цинка происходит внутри, в отличие от литья под давлением алюминия, при котором используется процесс в холодной камере. Кроме того, эффективное рассеивание тепла при литье из цинка обеспечивает более быстрое затвердевание расплавленного металла, что способствует дальнейшему сокращению времени цикла.

Расходы

На стоимость производства литья под давлением влияют различные факторы, включая выбор материала, производственный процесс, навыки оператора, время цикла и обработку поверхности. Цинковые отливки из цинковых сплавов дешевле, но имеют меньшую прочность и коррозионную стойкость по сравнению с алюминиевыми сплавами. Алюминиевые изделия, отлитые под давлением, прочнее и устойчивее к коррозии, но стоят дороже.

Производственный процесс включает плавление металла, впрыскивание его в форму и охлаждение для формирования конечной детали. Квалифицированные операторы и более короткое время цикла могут снизить затраты. Кроме того, обработка поверхности, такая как покраска или покрытие, увеличивает общую стоимость. Как правило, литье под давлением из цинка более рентабельно, чем литье под давлением из алюминия.

Когда и почему вам следует выбрать литье под давлением цинка

Столкнувшись с дилеммой выбора между литьем под давлением цинка и литьем под давлением алюминия, учтите следующие факторы, которые делают литье под давлением цинка предпочтительным вариантом.

Детали с тонкими стенками

Литье цинка под давлением хорошо подходит для изготовления деталей с тонкими стенками благодаря своей прочности по сравнению с другими материалами. Плотная природа цинка обеспечивает структурную целостность и стабильность, сокращая расход материала и затраты на литье под давлением.

Суровые условия окружающей среды

Литье цинка под давлением превосходно работает в суровых условиях окружающей среды, особенно в тех, которые подвержены коррозии. Его исключительная коррозионная стойкость образует защитный слой на деталях при воздействии таких условий.

Меньшее остаточное напряжение

Литье под давлением предполагает применение давления для впрыска расплавленного металла в матрицу. Литье под высоким давлением может привести к остаточному напряжению в деталях, но литье под давлением из цинка, при котором используется литье под низким давлением, сводит к минимуму остаточное напряжение.

Литая форма

Выбор литья под давлением из цинка выгоден, если вы работаете с деликатными формами для литья под давлением. Формы для литья под давлением из цинка могут служить примерно в десять раз дольше, чем формы для литья под давлением из алюминия.

Более быстрое производство

Цинковые сплавы имеют низкую температуру плавления, что позволяет проводить процесс литья под давлением с горячей камерой и впрыском под высоким давлением. Это приводит к более высокой скорости цикла по сравнению с другими материалами. В отличие от литья алюминия под давлением, где оператор плавит алюминий вне машины, прежде чем заливать его в литьевую машину, при литье цинка под давлением цинк плавится внутри машины.

Учитывая эти факторы, литье под давлением цинка может быть предпочтительным выбором в различных сценариях.

Почему и когда следует выбирать литье алюминия под давлением

При выборе между деталями из алюминия и цинка, литыми под давлением, существуют определенные условия, при которых следует отдавать предпочтение литью под давлением алюминия. Учитывайте следующие факторы:

Соотношение прочности и веса

Если вам нужны легкие и высокие прочностные характеристики, рекомендуется рассмотреть детали из алюминия, отлитые под давлением. Эти детали хорошо известны своей способностью сочетать обе характеристики. Примечательно, что в аэрокосмической промышленности широко используются литые под давлением детали из алюминия из-за их легкого веса.

Высокие рабочие температуры

Благодаря высокой температуре плавления и способности выдерживать высокие температуры отливки алюминия под давлением являются предпочтительным вариантом для применений, связанных с повышенными рабочими температурами, например, в металлургических процессах. Эта характеристика гарантирует, что структурные и физические свойства отливок остаются неизменными даже при воздействии сильных температур.

Электрическая проводимость

Благодаря своей превосходной электропроводности отлитый под давлением алюминий является предпочтительным выбором для различных электронных компонентов при литье под давлением. Это особенно важно в таких приложениях, как экранирование от электромагнитных помех, где детали должны быть защищены от электромагнитных сигналов.

Получите детали для литья под давлением из цинка или алюминия

Вам нужны высококачественные детали из цинка или алюминия, отлитые под давлением? Не смотрите дальше! Moldie здесь, чтобы удовлетворить все ваши требования к литью под давлением с точностью, эффективностью и первоклассным качеством. Это универсальное решение для деталей для литья под давлением из цинка и алюминия!

Мы специализируемся на предоставлении исключительных услуг по литью под давлением цинковых и алюминиевых сплавов, обслуживающих широкий спектр отраслей и применений.

Если вам нужны легкие и прочные алюминиевые детали или коррозионностойкие цинковые детали, мы предоставим вам все необходимое. Наша этическая литье под давлением процедуры предполагают использование лучшего сырья и собственных возможностей для достижения выдающихся результатов при оптовом заказе. Посетите наш сайт для получения дополнительной информации.

Заключение

Цинк и алюминий имеют разные характеристики, которые делают их пригодными для различных применений. Цинк обладает такими преимуществами, как высокая плотность, коррозионная стойкость и низкая температура плавления, а алюминий обеспечивает легкий вес, высокую прочность и превосходную теплопроводность. Понимание этих различий позволяет осуществлять осознанный выбор материалов в различных отраслях и проектах.

Часто задаваемые вопросы

Являются ли отливки из цинка прочнее, чем отливки из алюминия?

Детали, отлитые под давлением из цинка, обладают большей прочностью по сравнению с литьем под давлением алюминия. Специалисты утверждают, что цинковое литье под давлением превосходит по прочности некоторые распространенные цветные сплавы. Сообщается, что цинковые сплавы в 2,5 раза прочнее, чем алюминий, отлитый под давлением.

 По каким параметрам различаются алюминиевые и цинковые отливки?

Эти две отливки отличаются весом, коррозионной стойкостью, температурой плавления и теплопроводностью. Цинковое литье характеризуется более высоким весом, более низкой температурой плавления, превосходной коррозионной стойкостью и лучшей теплопроводностью по сравнению с другими.

 Что более устойчиво к коррозии: цинк или алюминий?

Детали, отлитые под давлением из алюминия, обладают более низкой коррозионной стойкостью, чем литье из цинка, хотя это значение может варьироваться в зависимости от уровня pH. Например, в щелочных растворах с pH 11 коррозионная стойкость алюминиевого литья эквивалентна стойкости цинка.