Литье цинковых сплавов: руководство по процессу и технологии

Литье цинковых сплавов — это процесс металлообработки, который широко используется в современном производстве и демонстрирует уникальные преимущества во многих областях благодаря своей отличной текучести и ковкости. В этой статье мы подробно рассмотрим виды процессов литье цинковых сплавов, поверхности и их применение в различных отраслях промышленности.

1. Определение, классификация и характеристики цинкового сплава

(1) Определение

Цинковый сплав — это легированный материал, образованный добавлением алюминия, меди, магния и других элементов с цинком в качестве матрицы. Он не только обладает хорошими механическими свойствами, но также имеет отличную технологичность и коррозионную стойкость, и широко используется в производстве различных типов точных деталей и структурных компонентов.

(2) Классификация

1) Классификация по составу сплава:

Цинковый сплав можно разделить на систему Zn-Al, систему Zn-Cu, систему Zn-Pb и систему Zn-Pb-Al.

2) Классификация по способу обработки:

Цинковые сплавы можно разделить на литейные сплавы и деформированные сплавы. Литейный цинковый сплав делится на цинковый сплав для литья под давлением и цинковый сплав для гравитационного литья в соответствии с различными методами литья.

3) Классификация по производительности и использованию:

Цинковые сплавы можно разделить на ползучестойкие цинковые сплавы, сверхпластичные цинковые сплавы, демпфирующие цинковые сплавы, формовочные цинковые сплавы, износостойкие цинковые сплавы, коррозионно-стойкие цинковые сплавы, конструкционные цинковые сплавы и так далее.

(3) Характеристики

1) Хорошая коррозионная стойкость:

На поверхности цинкового сплава легко образуется устойчивая оксидная пленка, защищающая подложку от коррозии, что подходит для применений, требующих коррозионной стойкости.

2) Хорошая обрабатываемость:

Цинковый сплав легко обрабатывается и формируется, из него можно изготавливать различные формы и структуры методом горячего литья под давлением, холодного литья под давлением, литья под давлением и другими методами.

3) Отличные механические свойства:

Цинковые сплавы обладают высокой прочностью и твердостью, что позволяет удовлетворить требования различных инженерных и прикладных задач.

4) Низкая температура плавления:

Цинковый сплав имеет низкую температуру плавления, что делает его легко обрабатываемым и отливаемым в форму, а также пригодным для использования в низкотемпературных условиях.

5) Экологичность:

Цинк является перерабатываемым материалом, поэтому цинковый сплав обладает хорошей экологической чистотой.

6) Легкий вес:

Цинковый сплав легче традиционных чугунных и стальных материалов и подходит для изготовления легких компонентов.

2. Процесс литье цинковых сплавов

В соответствии с различными методами литья, литье цинковых сплавов можно разделить на литье цинкового сплава под давлением и гравитационное литье цинкового сплава. Эти два метода в характеристиках процесса, областях применения и производительности продукта имеют значительные различия.

(1) Литье цинкового сплава под давлением

Литье под давлением — это высокоскоростной процесс литья под высоким давлением. В этом процессе расплавленный цинковый сплав быстро вдавливается в полость формы под высоким давлением, охлаждается и затвердевает в течение короткого периода времени. К основным особенностям этого метода относятся:

1) Высокая эффективность производства:

Благодаря высокой скорости заполнения, производственный цикл короткий и очень подходит для массового производства.

2) Высокая точность размеров:

Поток металла под высоким давлением делает отливки точными по размерам с высокой чистотой поверхности.

3) Возможность адаптации к сложным формам:

Способность производить тонкостенные детали сложной формы.

4) Прочность и твердость:

Благодаря быстрому охлаждению литые детали из цинкового сплава имеют тонкую организацию и хорошие механические свойства.

5) Разнообразная обработка поверхности:

Части литья под давлением могут быть покрыты, напылены и другие виды обработки поверхности, чтобы повысить эстетику продукта и коррозионную стойкость.

(2) Литье цинкового сплава под действием силы тяжести

Гравитационное литье, с другой стороны, заключается в том, чтобы полагаться на собственную тяжесть металлической жидкости в форму для формирования. Этот метод является относительно простым и недорогим, а его основные характеристики включают:

1) экономичность:

Инвестиции в оборудование и эксплуатационные расходы относительно низкие.

2) Подходит для толстостенных деталей:

Гравитационное литье подходит для производства отливок с большой толщиной стенок, потому что жидкий металл может лучше заполнить толстостенные детали под действием силы тяжести.

3) Контроль дефектов:

При надлежащем контроле можно уменьшить такие дефекты литья, как пористость и усадка.

4) Гибкость производства:

Подходит для мелкосерийного и многовидового производства.

(3) Области применения

1) Литье цинкового сплава под давлением:

Широко используется в автомобильных деталях, электронных компонентах, некоторых механических частях, корпусах бытовой техники, игрушках и украшениях.

2) Цинковый сплав для гравитационного литья:

Широко используется в производстве ламп и фонарей, мебельной фурнитуры, некоторых механических деталей и некоторых электрических деталей.

Резюме:

Литье цинкового сплава под давлением и гравитационное литье цинкового сплава имеют свои собственные уникальные преимущества, выбор метода зависит от требований к дизайну продукта, масштаба производства и стоимости. Литье под давлением подходит для массового производства тонкостенных, точных, сложных по форме деталей из литье цинковых сплавов, в то время как гравитационное литье больше подходит для мелкосерийного производства деталей из литье цинковых сплавов с большей толщиной стенок и более высокими требованиями к контролю затрат. Понимание этих различий поможет компаниям сделать оптимальный выбор в соответствии с их конкретными потребностями, а также повысить эффективность производства и качество продукции.

3. общие проблемы и решения литье цинковых сплавов

(1) Поверхностные волдыри:

1) Причина:

Отверстия (пористость и усадка), вредные примеси в составе цинкового сплава (свинец, кадмий, олово).

2) Решение:

Контролировать образование пористости, уменьшить количество газа, примешиваемого к отливке; контролировать содержание вредных примесей в сырье сплава, особенно свинца <0,003%.

(2) Трещины:

1) Причины:

Ватерлинии, холодные линии сегрегации, горячие трещины, неравномерная толщина отливки, преждевременный выброс, неравномерное усилие при выбросе, слишком высокая температура формы.

2) Решение:

Толщина отливки не должна резко меняться, чтобы уменьшить создаваемое напряжение; соответствующие параметры процесса литье цинковых сплавов должны быть отрегулированы; уменьшите температуру формы.

(3) Рисунок поверхности и следы течения металла:

1) Причина:

Путь потока к входному отверстию отливки слишком мелкий, а давление коэффициента сжатия при впрыске слишком велико.

2) Решение:

Углубить проходной канал, уменьшить давление коэффициента сжатия.

(4) Поверхность небольшой выпуклой опухоли:

1) Причина:

Шероховатая поверхность, царапины или ямки, трещины на внутренней поверхности полости.

2) Решение:

Отполировать полость, заменить полость или отремонтировать.

(5) Содержащие примеси:

1) Причина:

Металлическая жидкость не чистая, состав сплава не чистый, полость формы не чистая.

2) Решение:

Удалите примеси и шлак перед заливкой, замените сплав, очистите полость формы.

(6) Поверхностные трещины или локальная деформация:

1) Причина:

Неравномерное распределение или недостаточное количество верхних подающих стержней, перекос плиты крепления толкателя при работе, слишком тонкая стенка отливки.

2) Решение:

Увеличить количество верхних подающих стержней, отрегулировать их положение, отрегулировать и переустановить пластину крепления толкателя.

(7) Пористость поверхности:

1) Причина:

Слишком много смазки, вентиляционное отверстие заблокировано.

2) Решение:

Разумное использование смазки, увеличение и ремонт выпускного отверстия.

(8) Усадка поверхности:

1) Причина:

Необоснованный процесс литья под давлением, толщина стенки слишком сильно варьируется, температура металлической жидкости слишком высока.

2) Решение:

Увеличить технологическое отверстие в толщине стенки, снизить температуру металлической жидкости.

4. обработка поверхности деталей литье цинковых сплавов

Обработка поверхности литье цинковых сплавов является важным процессом для улучшения внешнего вида, коррозионной стойкости и функциональности изделий из цинкового сплава. Ниже приведены несколько распространенных методов обработки поверхности для литье цинковых сплавов:

(1) Гальваническое покрытие:

Слой металла, такого как медь, никель, хром и т.д., химически наносится на поверхность цинкового сплава для улучшения его эстетики и коррозионной стойкости. Прямое хромирование повышает твердость и износостойкость отливок.

(2) Покраска:

На поверхность цинкового сплава наносят различные краски, например, краску на основе эпоксидной смолы или амината, для повышения коррозионной стойкости и эстетики. Перед покраской поверхность обычно обрабатывается фосфатным или хроматным раствором.

(3) Напыление металла:

В высоком вакууме, так что поверхность деталей обрабатывается очень тонким слоем металлической пленки, может имитировать внешний вид меди, серебра, латуни, золота и т.д., в основном используется для литья под давлением.

(4) Обработка анодным окислением:

Анодное окисление под напряжением не более 200 В образует пористую поверхность, которая может быть запечатана в разбавленном растворе нагретого водного стекла или органической краской, эффективно улучшая коррозионную стойкость цинкового сплава.

(5) Пекарская краска:

Процесс нанесения краски включает в себя такие этапы, как обезжиривание, промывка, удаление окалины, нейтрализация, фосфатирование, сушка, распыление Disk, нанесение покрытия, предварительное запекание в печи и запекание в основной печи и т.д., чтобы улучшить внешний вид и коррозионную стойкость отливок из цинкового сплава.

(6)Химическая пленкообразующая обработка:

Обработка хроматом может улучшить коррозионную стойкость изделий из цинкового сплава, повысить эстетику поверхности изделия и создать защитную пленку на поверхности изделия.

(7)Электростатическое напыление:

Электростатическое напыление может образовывать защитную пленку на деталях литье цинковых сплавов, делая поверхность отливки более гладкой, красивой, текстурной и улучшая коррозионную стойкость.

5.Резюме

Как важный инженерный материал, цинковый сплав широко используется в литейной промышленности. А литые детали из цинкового сплава занимают важное место в современной промышленности благодаря своим отличным характеристикам и широким перспективам применения. Постоянно оптимизируя процесс литье цинковых сплавов, можно еще больше расширить области применения литье цинковых сплавов.