تخيل عالمًا يمكن فيه إنتاج أجزاء معدنية خفيفة الوزن ومعقدة على نطاق واسع بدقة استثنائية وبأقل تكلفة ممكنة. هذا هو وعد سبائك الزنك المصبوبة بالقالب. في هذه المقالة، سوف تكتشف الخصائص الفريدة لسبائك الزنك ومزاياها في التصنيع والتحديات التي تمثلها. تعمّق لتتعلم كيف يمكن لهذه التقنية متعددة الاستخدامات أن تحدث ثورة في كفاءة الإنتاج وجودة المنتج، مما يوفر رؤى قيمة للمهندسين والمصنعين على حد سواء.
تُظهر سبائك الزنك خصائص ميكانيكية وكهربائية رائعة. إن خشونة السطح والقوة والليونة لأجزاء سبائك الزنك المصبوبة بالقالب كلها ممتازة.
ونظرًا للسيولة الاستثنائية للزنك، يمكن استخدامه لصنع منتجات أقل سمكًا، حيث يمكن تحقيق سمك جدار يصل إلى 0.5 مم.
العيب الرئيسي للزنك هو كثافته العالية، مما يؤدي إلى منتجات أثقل وأكثر تكلفة، مما يجعله أكثر ملاءمة للأجزاء الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، تفتقر سبائك الزنك إلى ثبات الأبعاد.
1) الكثافة:
3) سبيكة الزنك المصبوب الأكثر استخدامًا هي ZAMAK 3.
فيما يلي المعايير والنماذج الدولية المقابلة لـ ZAMAK 3:
المملكة المتحدة | BS:1004-1972 سبيكة A |
الولايات المتحدة الأمريكية | ASTM:B240-74 سبيكة AG40A؛ SAE:903 |
اليابان | JIS:H2201 Na 2 (ZDC2) |
ألمانيا | DIN 1743:1978 GB ZN A14 |
استراليا | AS 1881-1977 AS 1881-1977 Zn A14 |
تايوان | الجهاز العصبي المركزي للإحصاء المركزي: ZAC1 |
الصين | GB: ZnZnAl4 |
فيما يلي التركيبات الكيميائية للعديد من سبائك الزنك الشائعة الاستخدام:
زاماك 2 | زاماك 3 | زاماك 5 | |
آل | 3.8-4.2 | 3.8-4.2 | 3.8-4.2 |
النحاس | 2.7-3.3 | ≤0.030 | 0.7-1.1 |
المغنيسيوم | 0.035-0.06 | 0.035-0.06 | 0.035-0.06 |
باء باء | ≤0.03 | ≤0.003 | ≤0.003 |
في | ≤0.020 | ≤0.020 | ≤0.020 |
قرص مضغوط | ≤0.003 | ≤0.003 | ≤0.003 |
سن | ≤0.001 | ≤0.001 | ≤0.001 |
سي | ≤0.02 | ≤0.02 | ≤0.02 |
ني | ≤0.001 | ≤0.001 | ≤0.001 |
تتقلص منتجات سبائك الزنك باستمرار بعد التشكيل، وتستقر بشكل أساسي بعد ستة أشهر. ويكون انكماش مصبوبات الزنك على النحو التالي:
معالجة الصب | الوقت | سبيكة رقم 3 مم/م | سبيكة رقم 5 مم/م |
التباين القياسي للشيخوخة | بعد 5 أسابيع بعد مرور 6 أشهر بعد مرور 5 سنوات بعد مرور 8 سنوات | 0.32 0.56 0.73 0.79 | 0.69 1.03 1.36 1.41 |
بعد علاج التثبيت | بعد 5 أسابيع بعد 3 أشهر بعد مرور 2 سنوات | 0.20 0.30 0.30 | 0.22 0.26 0.37 |
ونظرًا لظاهرة الانكماش المستمر الواضحة في سبائك الزنك، يوصى بإجراء التثبيت بعد المعالجة (100-120 درجة مئوية، 2-4 ساعات) للمنتجات ذات متطلبات الحجم الصارمة.
1) الألومنيوم (Al)
تحتوي سبائك الزنك المصبوب عادةً على ألومنيوم 3.9-4.3%. يعزز الألومنيوم من قوة المسبوكات، ولكن القوة تكون مثالية فقط عند 3.5% و7.5%.
وفي الوقت نفسه، تؤثر إضافة الألومنيوم على سيولة سبيكة الزنك. تكون سيولة سبيكة الزنك أفضل عندما يكون محتوى الألومنيوم 0% و5%.
نظرًا للتناقضات النسبية في تأثير محتوى الألومنيوم على الزنك مصبوبات السبائك، فإن التحكم في محتوى الألومنيوم في سبائك الزنك صارم. ويمكن ملاحظة ذلك بوضوح من الرسمين البيانيين التاليين:
1) من التحليل، يتضح من التحليل أنه في عملية الإنتاج، يجب التحكم بدقة في كمية الألومنيوم المخلوط في سبيكة الزنك.
2) المغنيسيوم (Mg)
يمكن أن تخفف الكميات الضئيلة من المغنيسيوم في سبيكة الزنك من تآكل الحبيبات (التآكل الجزئي) الناجم عن الشوائب.
ومع ذلك، يمكن أن يؤدي وجود فائض من المغنيسيوم إلى زيادة هشاشة الصب. في الإنتاج، يميل المغنيسيوم إلى الاحتراق بسهولة، لذلك كلما زاد الإنتاج المعاد تدويره، انخفض محتوى المغنيسيوم.
3) النحاس (النحاس)
يتشابه دور النحاس في سبائك الزنك مع دور المغنيسيوم. فيمكنه تقليل التآكل الحبيبي وزيادة قوة سبيكة الزنك.
ومع ذلك، إذا تجاوز محتواه النطاق المحدد، ينخفض ثبات أبعاد الصب. ونظراً لارتفاع درجة انصهار النحاس، يجب التحكم في محتواه في الإنتاج.
4) الحديد (Fe)
يتفاعل الحديد في سبيكة الزنك بسهولة مع الألومنيوم لإنتاج مركب (FeAl3) أخف وزنًا من الزنك ويمكن إزالته أثناء تنظيف الخبث.
ليس للحديد أي تأثير على الخواص الميكانيكية وأداء الصب بالقالب. ومع ذلك، يمكن أن تؤثر المركبات الصلبة على أدوات الصقل والتشغيل الآلي.