Zinkdruckgusslegierung

Produktdetails

Unter Zinklegierungsdruckguss versteht man das Erhitzen einer Aluminiumlegierung in einen flüssigen Zustand und das anschließende Einspritzen in eine Form unter hohem Druck, um Druckgussteile aus Aluminiumlegierung zu bilden. Druckgussteile aus Zinklegierung zeichnen sich durch hohe Präzision, hohe Festigkeit und hohe Oberflächengüte aus und können in großem Umfang in der Elektronik, im Automobil, in der Beleuchtung und in anderen Bereichen eingesetzt werden.

Einführung in die Produkttypen von Druckgussteilen aus Zinklegierungen

1. Gehäuse für elektronische Produkte: Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie steigt die Nachfrage nach elektronischen Produkten weiter. Als Material mit zuverlässiger Qualität, Korrosionsbeständigkeit, einfacher Verarbeitung, schönem Aussehen und praktischer Anwendbarkeit werden Druckgussteile aus Zinklegierungen nach und nach in Gehäusen elektronischer Produkte wie Mobiltelefonen, Fernsehern, Computern und anderen Geräten verwendet.
2. Autoteile: Druckgussteile aus Zinklegierungen werden in der Automobilindustrie häufig verwendet. Der Vorteil besteht darin, dass damit hochfeste und leichte Teile hergestellt werden können, beispielsweise Wasserpumpengehäuse und Ölwannen im Automobilmotorenbereich.
3. Lampenzubehör: Druckgussteile aus Zinklegierungen werden in der Beleuchtungsindustrie häufig verwendet. Das hergestellte Lampenzubehör weist eine stabile Qualität, eine hohe Oberflächenglätte und eine gute Korrosionsbeständigkeit auf und ist daher zur ersten Wahl der Lampenhersteller geworden.

Eigenschaften von Druckgussprodukten aus Zinklegierungen

1. Hohe Präzision: Durch die hohe Präzision der Form kann sichergestellt werden, dass die hergestellten Produkte eine hohe Maßgenauigkeit und gute Wiederholbarkeit aufweisen, was die Massenproduktion und Qualitätskontrolle erleichtert.
2. Hohe Festigkeit: Das Produkt besteht aus einem Zinklegierungsmaterial für den Druckguss, weist eine hohe Festigkeit, Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und andere physikalische Eigenschaften auf und ist langlebig.
3. Hohe Oberflächengüte: Aufgrund der hohen Dichte und guten Fließfähigkeit von Zinklegierungsmaterialien weisen Druckgussteile aus Zinklegierungen eine hohe Oberflächengüte und eine starke Textur auf.
4. Gute Bearbeitbarkeit: Druckgussteile aus Zinklegierung lassen sich leicht fräsen, bohren, schneiden und für andere Bearbeitungsvorgänge verwenden.

Kurz gesagt, Druckgussteile aus Zinklegierungen erfreuen sich aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsbereiche und unterschiedlichen Eigenschaften großer Beliebtheit auf dem Markt. In Zukunft werden weitere Produkte zu den Druckgussteilen aus Zinklegierungen hinzukommen.

Eigenschaften der Zinklegierung

1. Spezifisches Gewicht;
2. Gute Gussleistung, es können Präzisionsteile mit komplexen Formen und dünnen Wänden gegossen werden, und die Oberfläche der Gussteile ist glatt;
3. Die Oberflächenbehandlung kann durchgeführt werden: Galvanisieren, Sprühen, Sprühlackieren, Elektrophorese, Polieren, Wassertransferdruck usw.;
4. Es zieht beim Schmelzen und Druckgießen kein Eisen an, korrodiert die Form nicht und klebt nicht an der Form;
5. Es verfügt über gute mechanische Eigenschaften und Verschleißfestigkeit bei Raumtemperatur;
6. Es hat einen niedrigen Schmelzpunkt und schmilzt bei 385 Grad, wodurch es leicht im Druckgussverfahren hergestellt werden kann.

Probleme, auf die bei der Verwendung von Zinklegierungen geachtet werden muss

• 1. Schlechte Korrosionsbeständigkeit. Wenn die Verunreinigungselemente Blei, Cadmium und Zinn in der Legierungszusammensetzung die Standards überschreiten, altern und verformen sich die Gussteile, was sich in einer Volumenausdehnung, einer deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Plastizität, und sogar einem Bruch mit der Zeit äußert. Die Löslichkeit von Blei, Zinn und Cadmium in Zinklegierungen ist sehr gering, sodass sie sich an den Korngrenzen konzentrieren und zur Kathode werden. Die aluminiumreiche feste Lösung wird zur Anode, die in Gegenwart von Wasserdampf (Elektrolyt) die interkristalline elektrochemische Korrosion fördert. Druckgussteile altern durch interkristalline Korrosion.
• 2. Aktualitätseffekt. Die Struktur der Zinklegierung besteht hauptsächlich aus einer zinkreichen festen Lösung, die Al und Cu enthält, und einer Al-reichen festen Lösung, die Zn enthält. Ihre Löslichkeit nimmt mit sinkender Temperatur ab. Aufgrund der extrem schnellen Erstarrungsgeschwindigkeit von Druckgussteilen ist die Löslichkeit der festen Lösung jedoch bei Raumtemperatur stark gesättigt. Nach einer gewissen Zeit lässt dieses Übersättigungsphänomen allmählich nach, wodurch sich Form und Größe des Gussstücks leicht verändern.
• 3. Druckgussteile aus Zinklegierungen sollten nicht in Arbeitsumgebungen mit hohen und niedrigen Temperaturen (unter 0 Grad) verwendet werden. Zinklegierungen haben bei Raumtemperatur gute mechanische Eigenschaften. Allerdings nehmen die Zugfestigkeit bei hohen Temperaturen und die Schlageigenschaften bei niedrigen Temperaturen deutlich ab.
• Arten von Zinklegierungen
• Zamak 3: Gute Fließ- und mechanische Eigenschaften. Es wird in Gussteilen verwendet, die keine hohe mechanische Festigkeit erfordern, wie z. B. Spielzeug, Lampen, Dekorationen und einige elektrische Komponenten.
• Zamak 5: Guter Verlauf und gute mechanische Eigenschaften. Es wird in Gussteilen verwendet, die bestimmte Anforderungen an die mechanische Festigkeit stellen, wie z. B. Autoteile, elektromechanische Teile, mechanische Teile und elektrische Komponenten.
• Zamak 2: Wird für mechanische Teile verwendet, die besondere Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, hohe Härteanforderungen und allgemeine Maßhaltigkeitsanforderungen stellen.
• ZA8: Gute Fließfähigkeit und Dimensionsstabilität, aber schlechte Fließfähigkeit. Es wird beim Druckguss von Werkstücken mit geringer Größe und hohen Anforderungen an Präzision und mechanische Festigkeit, beispielsweise elektrische Komponenten, eingesetzt.
• Superloy: weist die beste Fließfähigkeit auf und wird zum Druckgießen dünnwandiger, großer, hochpräziser und komplex geformter Werkstücke wie elektrische Komponenten und deren Gehäuse verwendet.
• Unterschiedliche Zinklegierungen haben unterschiedliche physikalische und mechanische Eigenschaften, die Optionen für die Druckgusskonstruktion bieten.

Auswahl der Zinklegierung

Welche Zinklegierung gewählt werden soll, sollte vor allem unter drei Aspekten berücksichtigt werden:

1. Der Zweck des Druckgusses selbst muss den Leistungsanforderungen entsprechen.

• Mechanische Eigenschaften, Zugfestigkeit, sind die maximale Widerstandsfähigkeit des Materials, wenn es bricht; Die Dehnung ist ein Maß für die Sprödigkeit und Plastizität des Materials. Härte ist der Widerstand der Materialoberfläche gegenüber plastischer Verformung, die durch das Eindringen oder die Reibung harter Gegenstände verursacht wird. .
• Status der Arbeitsumgebung: Arbeitstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Medium, das mit dem Werkstück in Kontakt kommt, und Anforderungen an die Luftdichtheit.
• Genauigkeitsanforderungen: erreichbare Genauigkeit und Maßhaltigkeit.

2. Gute Prozessleistung

(1) Gießtechnik (2) Mechanische Bearbeitungstechnik (3) Oberflächentechnik

3. Gute Wirtschaft

Die Kosten für Rohstoffe und Anforderungen an Produktionsausrüstung (einschließlich Schmelzausrüstung, Druckgussmaschinen, Formen usw.) sowie Produktionskosten. Zinklegierungskomponenten steuern die Rolle jedes Elements in der Legierung. Zu den Legierungsbestandteilen zählen wirksame Legierungselemente: Aluminium, Kupfer, Magnesium; schädliche Verunreinigungselemente: Blei, Cadmium, Zinn, Eisen.

(1) Funktion von Aluminium

A. Verbessern Sie die Gießleistung der Legierung, erhöhen Sie die Fließfähigkeit der Legierung, verfeinern Sie die Körner, bewirken Sie eine Festigung der festen Lösung und verbessern Sie die mechanischen Eigenschaften.

B. Reduzieren Sie die Reaktionsfähigkeit von Zink zu Eisen und verringern Sie die Korrosion von Eisenmaterialien wie Schwanenhälsen, Formen und Tiegeln. Der Aluminiumgehalt wird auf 3,8 bis 4,3 % kontrolliert. Vor allem unter Berücksichtigung der erforderlichen Festigkeit und Fließfähigkeit ist eine gute Fließfähigkeit eine notwendige Voraussetzung für die Erzielung eines vollständigen Gussstücks mit exakter Größe und glatter Oberfläche.

(2) Kupferrolle

A. Erhöhen Sie die Härte und Festigkeit der Legierung;

B. Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Legierung;

C. Reduzieren Sie interkristalline Korrosion.

D. Wenn der Kupfergehalt 1,25 % übersteigt, ändern sich die Größe und die mechanische Festigkeit des Druckgussteils aufgrund von Fehlern; die Duktilität der Legierung wird verringert.

(3) Die Rolle von Magnesium

A. Reduzieren Sie interkristalline Korrosion

B. Verfeinern Sie die Legierungsstruktur und erhöhen Sie dadurch die Festigkeit der Legierung

C. Verbessern Sie die Verschleißfestigkeit der Legierung

D. Nachteile: Wenn der Magnesiumgehalt > 0,08 % beträgt, führt dies zu thermischer Sprödigkeit, verringerter Zähigkeit und verringerter Fließfähigkeit; Es kann leicht oxidiert werden und im geschmolzenen Zustand der Legierung verloren gehen.

(4) Verunreinigungselemente

Blei, Cadmium und Zinn machen Zinklegierungen sehr empfindlich gegenüber interkristalliner Korrosion, beschleunigen ihre eigene interkristalline Korrosion in warmen und feuchten Umgebungen, verschlechtern die mechanischen Eigenschaften und verursachen Dimensionsänderungen bei Gussteilen. Wenn der Gehalt der Verunreinigungselemente Blei und Cadmium in der Zinklegierung zu hoch ist und das Werkstück gerade druckgegossen wurde, ist die Oberflächenqualität normal. Nach längerer Lagerung bei Raumtemperatur (acht Wochen bis mehrere Monate) bilden sich jedoch Blasen auf der Oberfläche.

A. Eisen reagiert mit Aluminium unter Bildung intermetallischer Al5Fe2-Verbindungen, was zum Verlust von Aluminiumelementen und zur Bildung von Schlacke führt.

B. Es bilden sich harte Stellen in Druckgussteilen, die die Nachbearbeitung und das Polieren beeinträchtigen.
C. Erhöhen Sie die Sprödigkeit der Legierung. Die Löslichkeit von Eisen in der Zinkflüssigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu. Jede Änderung der Temperatur der Zinkflüssigkeit im Ofen führt dazu, dass das Eisenelement übersättigt (bei sinkender Temperatur) oder ungesättigt (bei steigender Temperatur) ist. Wenn das Eisenelement übersättigt ist, reagiert das übersättigte Eisen mit dem Aluminium in der Legierung, was zu einem Anstieg der Krätzemenge führt. Wenn das Eisenelement ungesättigt ist, nimmt die Korrosion der Zinktopf- und Schwanenhalsmaterialien durch die Legierung zu und kehrt in den gesättigten Zustand zurück. Eine gemeinsame Folge beider Temperaturänderungen ist der letztendliche Verbrauch von Aluminium und die Bildung von mehr Schlacke.

Probleme, die bei der Herstellung von Zinklegierungen beachtet werden müssen

1. Die Kontrolle der Legierungszusammensetzung beginnt mit dem Kauf von Legierungsbarren. Die Legierungsbarren müssen auf ultrahochreinem Zink sowie ultrahochreinem Aluminium, Magnesium und Kupfer basieren. Der Lieferant hat strenge Zusammensetzungsstandards. Hochwertige Zinklegierungsmaterialien sind der Garant für die Herstellung hochwertiger Gussteile.
2. Die gekauften Legierungsbarren müssen in einem sauberen und trockenen Lagerbereich gelagert werden, um Weißrost durch langfristige Einwirkung von Feuchtigkeit oder Kontamination durch Fabrikschmutz zu vermeiden, der die Schlackenproduktion und den Metallverlust erhöht. Eine saubere Fabrikumgebung ist sehr effektiv für die wirksame Kontrolle der Legierungszusammensetzung.
3. Der Anteil an Neumaterialien und recycelten Materialien wie Düsen sollte 50 % nicht überschreiten. Im Allgemeinen neue Materialien: alte Materialien=70:30. Durch aufeinanderfolgendes Umschmelzen der Legierung wird der Anteil an Aluminium und Magnesium schrittweise reduziert.
4. Beim Umschmelzen des Düsenmaterials muss die Umschmelztemperatur streng kontrolliert werden und darf 430 Grad nicht überschreiten, um den Verlust von Aluminium und Magnesium zu vermeiden.
5. Druckgussanlagen, die über die entsprechenden Voraussetzungen verfügen, verwenden am besten zentrale Öfen zum Schmelzen von Zinklegierungen, damit Legierungsbarren und recycelte Materialien gleichmäßig aufeinander abgestimmt sind. Das Flussmittel kann effektiver eingesetzt werden, um die Legierungszusammensetzung und die Temperatur gleichmäßig und stabil zu halten. Galvanikschrott und Feinspäne sollten in getrennten Öfen geschmolzen werden.

Umgang mit häufigen Mängeln an Druckgussteilen aus Zinklegierungen

Da jeder Fehler durch viele verschiedene Einflussfaktoren verursacht wird, ist es notwendig, das Problem in der tatsächlichen Produktion zu lösen. Ist es angesichts vieler Gründe richtig, zuerst die Maschine einzustellen? Oder erst das Material wechseln? Oder zuerst die Form modifizieren? Es wird empfohlen, das Problem in der Reihenfolge des Schwierigkeitsgrads zu lösen, zuerst einfach und dann komplex, und zwar in dieser Reihenfolge:

1. Reinigen Sie die Trennfläche, reinigen Sie den Formhohlraum, reinigen Sie den Auswerfer; Verbesserung des Beschichtungs- und Sprühprozesses; Erhöhen Sie die Klemmkraft und erhöhen Sie die Menge des zu gießenden Metalls. Das sind einfache Maßnahmen, die umgesetzt werden können.
2. Passen Sie Prozessparameter, Einspritzkraft, Einspritzgeschwindigkeit, Füllzeit, Formöffnungszeit, Gießtemperatur, Formtemperatur usw. an.
3. Ändern Sie Materialien, wählen Sie hochwertige Aluminiumlegierungsbarren aus, ändern Sie das Verhältnis von neuen Materialien und recycelten Materialien und verbessern Sie den Schmelzprozess.
4. Modifizieren Sie die Form, modifizieren Sie das Gießsystem, fügen Sie interne Anschnitte hinzu, fügen Sie Überlaufrillen, Auslassrillen usw. hinzu.

Zu den Gründen für Grate in Druckgussteilen gehören beispielsweise:

1. Problem an der Druckgussmaschine: Die Schließkraft ist falsch eingestellt.
2. Prozessproblem: Die Einspritzgeschwindigkeit ist zu hoch, was zu einer zu hohen Druckstoßspitze führt.
3. Formprobleme: Verformung, Ablagerungen auf der Trennfläche, abgenutzte und unebene Einsätze und Schieber sowie unzureichende Festigkeit der Schablone.
4. Die Reihenfolge der Maßnahmen zur Lösung des Grats: Trennfläche reinigen → Schließkraft erhöhen → Prozessparameter anpassen → verschlissene Teile der Form reparieren → Steifigkeit der Form verbessern. Von einfach bis schwierig: Testen Sie bei jeder Verbesserung zunächst die Wirkung, und wenn sie nicht funktioniert, fahren Sie mit dem zweiten Schritt fort.

Schmelzen von Zinklegierungen

Physikalische und chemische Phänomene des Schmelzprozesses. Das Schmelzen von Legierungen ist ein wichtiger Teil des Druckgussprozesses. Beim Schmelzprozess geht es nicht nur darum, geschmolzenes Metall zu erhalten, sondern vor allem darum, eine chemische Zusammensetzung zu erhalten, die den Vorschriften entspricht, sodass die Druckgussteile eine gute Kristallstruktur und gasförmiges, flüssiges Metall mit sehr kleinen Einschlüssen erhalten können. Während des Schmelzprozesses kommt es durch die Wechselwirkung zwischen Metall und Gas sowie die Wechselwirkung zwischen geschmolzenem Metall und Tiegel zu einer Veränderung der Bestandteile, wodurch Einschlüsse und Ausgasungen entstehen. Daher ist die Formulierung korrekter Schmelzprozessvorschriften und deren strikte Umsetzung ein wichtiger Garant für die Erzielung qualitativ hochwertiger Gussteile.

1. Wechselwirkung zwischen Metall und Gas Während des Schmelzprozesses treten folgende Gase auf: Wasserstoff (H2), Sauerstoff (O2), Wasserdampf (H2O), Stickstoff (N2), CO2, CO usw. Diese Gase können in der Metallflüssigkeit gelöst sein oder chemisch damit reagieren.
2. Gasquelle Gas kann aus Ofengas, Ofenauskleidung, Rohmaterialien, Flussmitteln, Werkzeugen usw. in die Legierungsflüssigkeit gelangen.
3. Wechselwirkung zwischen Metall und Tiegel. Wenn die Schmelztemperatur zu hoch ist, wird die Reaktion zwischen dem Eisentiegel und der Zinkflüssigkeit beschleunigt und die Oxidationsreaktion von Eisen findet auf der Oberfläche des Tiegels statt, um Oxide wie Fe2O3 zu bilden; Darüber hinaus reagiert das Eisenelement auch mit der Zinkflüssigkeit unter Bildung von FeZn13-Verbindungen (Zinkschlacke), die in der Zinkflüssigkeit gelöst werden. Die Wandstärke des Eisentiegels nimmt bis zur Verschrottung immer weiter ab.

Regelung der Schmelztemperatur einer Zinklegierung

1. Druckgusstemperatur

Der Schmelzpunkt einer Zinklegierung für den Druckguss liegt bei 382 bis 386 Grad. Eine angemessene Temperaturkontrolle ist ein wichtiger Faktor bei der Kontrolle der Zusammensetzung einer Zinklegierung. Um eine gute Fließfähigkeit der den Hohlraum füllenden Legierungsflüssigkeit zu gewährleisten, beträgt die Temperatur des geschmolzenen Metalls im Zinktopf der Druckgussmaschine 415 bis 430 Grad. Die Obergrenze der Druckgusstemperatur für dünnwandige Teile und komplexe Teile ist einstellbar; Die Obergrenze der Druckgusstemperatur für dickwandige Teile und einfache Teile kann gesenkt werden. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls im zentralen Schmelzofen beträgt 430 bis 450 Grad. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls, das in den Schwanenhals eintritt, entspricht grundsätzlich der Temperatur im Zinktopf.

Durch die Kontrolle der Temperatur des geschmolzenen Metalls im Zinktopf kann die Gießtemperatur genau gesteuert werden. Und stellen Sie sicher, dass: ① Das geschmolzene Metall eine saubere Flüssigkeit ohne Oxide ist; ② Die Gießtemperatur schwankt nicht.

Nachteile zu hoher Temperaturen: ① Verbrennungsverlust von Aluminium- und Magnesiumelementen. ② Die Metalloxidationsgeschwindigkeit beschleunigt sich, der Verbrennungsverlust nimmt zu und die Zinkschlacke nimmt zu. ③ Durch die Wärmeausdehnung bleibt der Hammerkopf hängen. ④ Im Gusseisentiegel werden mehr Eisenelemente in die Legierung eingeschmolzen und die Reaktion zwischen Zink und Eisen wird bei hohen Temperaturen beschleunigt. Es bilden sich harte Partikel intermetallischer Eisen-Aluminium-Verbindungen, die zu übermäßigem Verschleiß des Hammerkopfes und des Schwanenhalses führen. ⑤ Der Kraftstoffverbrauch steigt entsprechend.

Die Temperatur ist zu niedrig: Die Legierung hat eine schlechte Fließfähigkeit, was die Umformung nicht begünstigt und die Oberflächenqualität von Druckgussteilen beeinträchtigt.

Heutige Schmelztiegel oder Öfen von Druckgussmaschinen sind mit Temperaturmess- und -steuerungssystemen ausgestattet. Die tägliche Arbeit besteht hauptsächlich aus regelmäßigen Inspektionen, um die Genauigkeit der Temperaturmessgeräte sicherzustellen. Messen Sie regelmäßig die tatsächliche Temperatur des Ofens mit einem tragbaren Thermometer (Thermometer) und nehmen Sie Korrekturen vor. Erfahrene Druckgießer können die Schmelze mit bloßem Auge beobachten. Wenn die Schmelze nach dem Schaben nicht zu viskos und klar ist und die Verschlackung nicht sehr schnell erfolgt, bedeutet dies, dass die Temperatur angemessen ist; Wenn die Schmelze zu viskos ist, bedeutet dies, dass die Temperatur niedrig ist. Schaben Nach dem Entfernen der Schlacke bildet sich schnell eine weiße Reifschicht auf der Flüssigkeitsoberfläche. Steigt die Schlacke zu schnell an, deutet dies darauf hin, dass die Temperatur zu hoch ist und rechtzeitig angepasst werden sollte.

2. So halten Sie die Temperatur stabil

Eine der besten Methoden: Verwenden Sie einen zentralen Schmelzofen und einen Druckgussmaschinenofen als Warmhalteofen, um große Temperaturschwankungen zu vermeiden, wenn Zinkbarren zum Schmelzen direkt in den Zinktopf gegeben werden. Zentralisiertes Schmelzen kann die Stabilität der Legierungszusammensetzung gewährleisten.

Die zweitbeste Methode: Verwenden Sie ein fortschrittliches automatisches Zufuhrsystem für geschmolzenes Metall, das eine stabile Zufuhrgeschwindigkeit, Temperatur der Legierungsflüssigkeit und Flüssigkeitsstandhöhe des Zinktopfs aufrechterhalten kann.

Wenn die aktuellen Produktionsbedingungen die direkte Zugabe von Materialien in den Zinktopf vorsehen, wird empfohlen, den gesamten Legierungsbarren auf einmal hinzuzufügen, anstatt kleine Legierungsbarren mehrmals hinzuzufügen, was die durch die Zugabe verursachte Temperaturänderung verringern kann.

Entstehung und Kontrolle von Zinkschlacke

Das Schmelzen von Legierungen vom festen in den flüssigen Zustand ist ein komplexer physikalischer und chemischer Prozess. Zwischen dem Gas und der Metallschmelze kommt es zu einer chemischen Reaktion, wobei die Reaktion des Sauerstoffs am stärksten ist. Die Oberfläche der Legierung oxidiert und es entsteht eine gewisse Menge Krätze. Die Schlacke enthält Oxide und intermetallische Verbindungen von Eisen, Zink und Aluminium. Die von der Schmelzoberfläche abgekratzte Schlacke enthält normalerweise etwa 90 % Zinklegierung. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Zinkschlackebildung nimmt mit steigender Schmelztemperatur exponentiell zu. Unter normalen Umständen beträgt die Produktion von ursprünglichen Zinklegierungsbarren weniger als 1 % und liegt im Bereich von 0,3 ~ 0,5 %; während die Schlackenproduktion von Umschmelzdüsen, Abfallwerkstücken usw. normalerweise zwischen 2 und 5 % liegt.

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