Представьте себе мир, в котором легкие и сложные металлические детали могут производиться массово с исключительной точностью и минимальными затратами. Такова перспектива литья под давлением из цинковых сплавов. В этой статье вы узнаете об уникальных свойствах цинковых сплавов, их преимуществах в производстве и проблемах, которые они представляют. Окунитесь в эту тему, чтобы узнать, как этот универсальный метод может революционизировать эффективность производства и качество продукции, предлагая ценные идеи как для инженеров, так и для производителей.
Цинковые сплавы обладают превосходными механическими и гальваническими свойствами. Шероховатость поверхности, прочность и пластичность литых под давлением деталей из цинковых сплавов - все это
Благодаря исключительной текучести цинка, его можно использовать для создания более тонких изделий, толщина стенок которых может достигать 0,5 мм.
Основным недостатком цинка является его высокая плотность, что приводит к утяжелению и удорожанию изделий, поэтому он больше подходит для изготовления небольших деталей. Кроме того, цинковые сплавы не обладают стабильностью размеров.
1) Плотность:
3) Наиболее часто используемый литой цинковый сплав - ZAMAK 3.
Ниже перечислены международные стандарты и модели, соответствующие ZAMAK 3:
Великобритания | BS:1004-1972 Сплав A |
Соединенные Штаты | ASTM:B240-74 Сплав AG40A; SAE:903 |
Япония | JIS:H2201 Na 2 (ZDC2) |
Германия | DIN 1743:1978 GB ZN A14 |
Австралия | AS 1881-1977 Zn A14 |
Тайвань | ЦНС: ZAC1 |
Китай | GB: Z ZnAl4 |
Химический состав некоторых широко используемых цинковых сплавов следующий:
ЗАМАК 2 | ЗАМАК 3 | ЗАМАК 5 | |
Эл | 3.8-4.2 | 3.8-4.2 | 3.8-4.2 |
Cu | 2.7-3.3 | ≤0.030 | 0.7-1.1 |
Mg | 0.035-0.06 | 0.035-0.06 | 0.035-0.06 |
Pb | ≤0.03 | ≤0.003 | ≤0.003 |
Fe | ≤0.020 | ≤0.020 | ≤0.020 |
Cd | ≤0.003 | ≤0.003 | ≤0.003 |
Sn | ≤0.001 | ≤0.001 | ≤0.001 |
Si | ≤0.02 | ≤0.02 | ≤0.02 |
Ni | ≤0.001 | ≤0.001 | ≤0.001 |
Изделия из цинкового сплава постоянно уменьшаются в размерах после формовки, стабилизируясь в основном через шесть месяцев. Усадка цинкового литья под давлением происходит следующим образом:
Обработка литья | Время | Сплав № 3 мм/м | Сплав № 5 мм/м |
Стандартная вариация старения | 5 недель спустя 6 месяцев спустя 5 лет спустя 8 лет спустя. | 0.32 0.56 0.73 0.79 | 0.69 1.03 1.36 1.41 |
После стабилизирующего лечения | 5 недель спустя 3 месяца спустя 2 года спустя | 0.20 0.30 0.30 | 0.22 0.26 0.37 |
Из-за ярко выраженного явления непрерывной усадки цинковых сплавов рекомендуется проводить стабилизацию после обработки (100-120°C, 2-4H) для изделий с жесткими требованиями к размерам.
1) Алюминий (Al)
Литые цинковые сплавы обычно содержат 3,9-4,3% алюминия. Алюминий повышает прочность отливок, но прочность оптимальна только при 3,5% и 7,5%.
Между тем, добавление алюминия влияет на текучесть цинкового сплава. Текучесть цинкового сплава лучше всего, когда содержание алюминия составляет 0% и 5%.
В связи с относительной противоречивостью влияния содержания алюминия на цинк литьё из сплавовСодержание алюминия в цинковых сплавах строго контролируется. Это хорошо видно из следующих двух графиков:
1) Из проведенного анализа следует, что в процессе производства необходимо строго контролировать количество алюминия, примешиваемого к цинковому сплаву.
2) Магний (Mg)
Следовые количества магния в цинковом сплаве могут смягчить коррозию зерен (микрокоррозию), вызванную примесями.
Однако избыток магния может увеличить хрупкость отливки. В производстве магний легко сгорает, поэтому чем больше переработка, тем ниже содержание магния.
3) Медь (Cu)
Роль меди в цинковых сплавах аналогична роли магния. Она может уменьшить коррозию зерен и повысить прочность цинкового сплава.
Однако если ее содержание превышает заданный диапазон, размерная стабильность отливки снижается. Учитывая высокую температуру плавления меди, ее содержание в продукции должно контролироваться.
4) Железо (Fe)
Железо в цинковом сплаве легко вступает в реакцию с алюминием, образуя соединение (FeAl3), которое легче цинка и может быть удалено при очистке шлака.
Железо не влияет на механические свойства и производительность литья под давлением. Однако твердые соединения могут повлиять на полировальные и обрабатывающие инструменты.