Wprowadzenie do produktów ze stopu cynku
Stop cynku to stop składający się z cynku jako podstawy z dodatkiem innych pierwiastków. Powszechnie dodawane pierwiastki stopowe obejmują niskotemperaturowe-elementy ze stopów cynku, takie jak aluminium, miedź, magnez, kadm, ołów i tytan.
Stop cynku ma niską temperaturę topnienia, dobrą płynność, jest łatwy do spawania, lutowania i poddawania obróbce plastycznej. Jest odporny na korozję-w atmosferze, a złom można łatwo poddać recyklingowi i przetopić. Ma jednak niską wytrzymałość na pełzanie i jest podatny na naturalne starzenie się, które może powodować zmiany wymiarowe. Jest przygotowywany przez topienie i formowany w procesie-odlewania ciśnieniowego lub obróbki ciśnieniowej.
Ze względu na proces produkcyjny można go podzielić na odlewane stopy cynku i stopy cynku do obróbki plastycznej. Główne pierwiastki dodawane do stopów cynku obejmują aluminium, miedź i magnez. Odlewane stopy cynku charakteryzują się dobrą płynnością i odpornością na korozję, dzięki czemu nadają się do-przyrządów do odlewania ciśnieniowego, części samochodowych, obudów itp.
Właściwości fizyczne
Cynk to niebieskawy-biały, błyszczący metal o właściwościach diamagnetycznych. Chociaż cynk dostępny w handlu jest zwykle przetwarzany, cechy te nie są już odrębne. Jego gęstość jest nieco mniejsza niż żelaza i ma sześciokątną strukturę kryształu.
W temperaturze pokojowej cynk jest twardy i kruchy, ale staje się plastyczny w temperaturze od 100 do 150 stopni. Gdy temperatura przekroczy 210 stopni, cynk ponownie staje się kruchy i może zostać zmiażdżony przez młotkowanie. Cynk ma umiarkowaną przewodność elektryczną. Spośród wszystkich metali jego temperatura topnienia (420 stopni) i temperatura wrzenia (900 stopni) są stosunkowo niskie. Z wyjątkiem rtęci i kadmu, jego temperatura topnienia jest najniższa spośród wszystkich metali przejściowych.
Charakterystyka
Niska temperatura topnienia: topi się w temperaturze 385 stopni, co ułatwia-odlanie.
Dobra wydajność odlewania: umożliwia odlewanie-skomplikowanych, precyzyjnych części o cienkich ściankach-o gładkiej powierzchni.
Odporny na korozję-w atmosferze.
Wysoka stabilność wymiarowa i precyzja gotowych wyrobów (do 0,03 mm).
Niski koszt produkcji: Długa żywotność formy.
01 Historia rozwoju stopów cynku
W 1930 roku, w przededniu II wojny światowej, Niemcy rozpoczęły poszukiwania alternatyw dla brązu cynowego, mosiądzu ołowiowego i metali Babbitta, aby zaradzić niedoborom zasobów miedzi i wysokim kosztom, rozpoczynając badania nad nową generacją stopów łożysk ślizgowych.
W 1935 roku, po prawie pięciu latach badań, Niemcy odkryły, że właściwości mechaniczne i właściwości-zmniejszające tarcie stopów odlewanych na bazie cynku-i stopów na bazie aluminium-mogą przewyższać właściwości stopów na bazie miedzi-i metali Babbitta.
W 1938 roku w Niemczech z powodzeniem zastąpiono brąz cynowy i brąz aluminiowy odlewniczymi stopami cynku oraz metale Babbitta stopami odlewniczymi na bazie-aluminium do produkcji tulei łożyskowych i podobnych produktów. Instalowano je w czołgach wojskowych i samochodach, uzyskując doskonałe wyniki.
W latach 1939–1943, podczas II wojny światowej, roczne zużycie odlewanych stopów cynku i stopów odlewanych na bazie aluminium-w Niemczech wzrosło z 7 800 ton do 49 000 ton. Zmiana ta przyciągnęła znaczną uwagę Międzynarodowej Organizacji Ołowiu i Cynku.
W 1959 roku jednostki członkowskie Międzynarodowej Organizacji Ołowiu i Cynku wspólnie rozpoczęły projekt badawczy o nazwie „LONG-S PLAN”. Jego celem było opracowanie nowej generacji stopów-redukujących tarcie, charakteryzujących się wyższą wydajnością i dłuższą żywotnością niż stopy na bazie miedzi-i metale Babbitta. Opracowywany stop był nazywany metalem Longa.
Pojawienie się nowego stopu metalu-Long-redukującego tarcie{1}}przyciągnęło duże zainteresowanie użytkowników na całym świecie. Wiele krajów uprzemysłowionych zainwestowało znaczne zasoby w badania i rozwój metalu Long-. W samych Stanach Zjednoczonych dziesiątki firm opracowało stopy Long-metalowe na bazie aluminium-, cynku-i inne stopy-redukujące tarcie.
Ze względu na doskonałe-właściwości zmniejszające tarcie i{1}}opłacalność, metal Long- szybko zyskał popularność w sektorze produkcyjnym i kompleksowo zastąpił tradycyjne stopy-redukujące tarcie, takie jak stopy na bazie miedzi-i metale Babbitt, wykazując się silną konkurencyjnością na rynku.
Rozwój stopów cynku w Chinach
Ponieważ do produkcji łożysk ślizgowych można było stosować zarówno nowy stop cynku Long-, jak i tradycyjne metale Babbitt, a koszt jego produkcji był znacznie niższy niż w przypadku metali Babbitt, metal Longa- był w transliteracji w Chinach określany jako „stop Longa”. Specjaliści z branży określali metal Longa jako nowy rodzaj-stopu zmniejszającego tarcie, a wielu zwyczajowo nazywało go nowym rodzajem stopu łożyskowego.
W 1982 r. Shenyang Foundry Research Institute, krajowy autorytet w dziedzinie technologii odlewnictwa, wprowadził stop cynku Long-metal ZA27 zgodny z amerykańską normą ASTM B791-1979. Po prawie dwóch latach badań i adaptacji opracowano nowy stop łożyskowy ZA27, wytwarzany w kraju-na bazie cynku, oznaczony krajowym kodem standardowym ZA27-2, co stanowiło początek rozwoju nowego stopu zmniejszającego tarcie w Chinach.
W 1985 roku, pod naciskiem pani Chen Shuzhi, ówczesnej zastępcy gubernatora prowincji Liaoning i przy silnym wsparciu odpowiednich liderów Instytutu Badań Odlewniczych w Shenyang, utworzono Instytut Badań nad Materiałami Łożyskowymi w Shenyang. Składała się z elit technicznych z Instytutu Badań Odlewniczych w Shenyang i specjalizowała się we wprowadzaniu zaawansowanych technologii metali zagranicznych firmy Long- w celu promowania rozwoju i popularyzacji krajowej technologii „stopu Longa”.
W 1991 roku Instytut Badań nad Materiałami Łożysk w Shenyang opracował po raz pierwszy stop ZA303 o wysokiej zawartości-aluminiowo-cynku-, oparty na ZA27-2, uwzględniający kruchość ZA27-2 w niskich temperaturach. W tym samym roku przeszedł ocenę osiągnięć naukowych i technologicznych Miejskiej Komisji Nauki i Technologii w Shenyang. Od tego czasu technologia „stopu Longa” została szeroko rozpowszechniona i wymieniana między głównymi krajowymi uniwersytetami i instytucjami badawczymi, promując szybki rozwój chińskiego „stopu Longa”.
Stopy mikrokrystaliczne na bazie cynku-mogą spełniać określone wymagania wydajnościowe w zakresie poszczególnych właściwości, odróżniając je od tradycyjnych, zwykłych stopów-redukujących tarcie. Zapewnia to zindywidualizowaną produkcję materiałów-redukujących tarcie dla przemysłu produkującego sprzęt, spełniając spersonalizowane potrzeby producentów sprzętu i oferując silne wsparcie w osiąganiu wysokiej wydajności, wysokiej precyzji, wysokiej niezawodności i niskich kosztów produkcji sprzętu.
Do 2010 roku produkty-redukujące tarcie, takie jak tuleje łożysk, łożyska, przekładnie ślimakowe, płytki ślizgowe i nakrętki wykonane ze stopów mikrokrystalicznych na bazie cynku-zostały z powodzeniem zastosowane w takich branżach, jak produkcja sprzętu do kucia, produkcja obrabiarek CNC, produkcja reduktorów prędkości, produkcja ciężkiego sprzętu górniczego i produkcja maszyn inżynieryjnych.
Produkty ze stopów mikrokrystalicznych na bazie cynku-z powodzeniem zastąpiły tradycyjne stopy-zmniejszające tarcie i nowe-stopy zmniejszające tarcie dzięki swojej wysokiej niezawodności i stabilności, przynosząc dobre korzyści społeczne i znaczne zyski ekonomiczne. Oznacza to wejście chińskiego rozwoju stopów cynku w erę „stopów mikrokrystalicznych”!
02 Proces produkcji stopu cynku
Tradycyjny proces-odlewania ciśnieniowego składa się głównie z czterech etapów: przygotowania formy, napełniania, wtryskiwania i wytrząsania (powszechnie znanego jako separacja bramowa).
Podczas procesu przygotowania do wnęki formy wtryskiwany jest smar. Smar nie tylko pomaga kontrolować temperaturę formy, ale także pomaga w wyrzucaniu odlewu. Następnie formę zamyka się i do formy wtryskuje się roztopiony metal pod wysokim ciśnieniem, zwykle w zakresie od około 10 do 175 megapaskali.
Gdy roztopiony metal wypełni formę, ciśnienie utrzymuje się do momentu zestalenia odlewu. Następnie wypychacze wypychają wszystkie odlewy. Ponieważ forma może mieć wiele gniazd, w każdym cyklu można wyprodukować kilka odlewów.
Proces wytrząsania obejmuje oddzielanie pozostałości, w tym bramy formy, wlewów, wlewu i wypływki. Zwykle osiąga się to poprzez zaciśnięcie odlewu za pomocą specjalnego uchwytu. Jeśli brama jest krucha, odlew można bezpośrednio zrzucić, oszczędzając siłę roboczą. Nadmiar materiału wlewu formy można stopić i ponownie wykorzystać. Typowa wydajność wynosi około 67%.
Wtrysk pod wysokim-ciśnieniem umożliwia bardzo szybkie wypełnienie formy, dzięki czemu stopiony metal może wypełnić całą formę, zanim jakakolwiek część ulegnie zestaleniu. Dzięki tej metodzie nawet sekcje o cienkich-ściankach i trudne-wypełnianiu-nie będą powodowały nieciągłości powierzchni.
Może to jednak również prowadzić do uwięzienia powietrza, ponieważ podczas szybkiego napełniania formy powietrze ma trudności z ujściem. Problem ten można złagodzić, umieszczając otwory wentylacyjne wzdłuż linii podziału, ale nawet przy bardzo precyzyjnych procesach w środku odlewu może pozostać pewna porowatość. Większość odlewów ciśnieniowych można ulepszyć poprzez obróbkę wtórną, aby uzyskać funkcje niemożliwe do uzyskania przy samym odlewaniu, takie jak wiercenie, gwintowanie lub polerowanie.
Sprzęt
Maszyny do odlewania ciśnieniowego- dzielą się głównie na dwa typy: maszyny do odlewania-komorowego-i maszyny do odlewania-komorowego-zimnego. Maszyny do odlewania ciśnieniowego-komorowego-są zwykle używane do odlewania ciśnieniowego-stopów cynku, natomiast maszyny do odlewania ciśnieniowego-komorowego-komorowego są zwykle używane do odlewania aluminium, magnezu, miedzi i stopów cynku o dużej zawartości aluminium. Dlatego nie będę się zbytnio rozwodzić nad odlewaniem-komorowym-w matrycy.
Pokrywa 2. Gęsia szyja 3. Cylinder napędowy 4. Gniazdo dyszy 5. Tłok 6. Korpus cylindra 7. Tygiel 8. Stopiony metal 9. Dysza 10. Strefa grzewcza 11. Wlot ciekłego metalu 12. Komora spalania
Odlewanie-komorowe-na gorąco, czasami nazywane odlewaniem z gęsią szyją-odlewaniem, obejmuje basen stopionego lub pół{3}}stopionego metalu, który wypełnia formę pod ciśnieniem.
Na początku cyklu tłok maszyny jest cofany, umożliwiając roztopionemu metalowi wypełnienie gęsiej szyi. Następnie ciśnienie pneumatyczne lub hydrauliczne popycha tłok, ściskając metal i wtryskując go do formy. Maszyny do odlewania ciśnieniowego- mają ciężar od 10 do 400 ton, przy czym najczęściej używane to 88 ton, 138 ton, 168 ton i 200 ton.
Zalety tego systemu obejmują krótkie czasy cykli, łatwość automatyzacji i wygodne topienie metalu.
Wady obejmują niemożność-odlewania metali o wyższych temperaturach topnienia, takich jak aluminium, ponieważ aluminium wchłaniałoby żelazo z jeziorka.
Dlatego do stopów cynku, cyny i ołowiu zwykle stosuje się maszyny do odlewania-komorowego-. Ponadto odlewanie-komorowe-na gorąco jest generalnie nieodpowiednie w przypadku dużych odlewów; proces ten jest zwykle stosowany w przypadku małych odlewów.