Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Литейный цинковый сплав

Цинковые литейные сплавы: особенности и применение для литья под давлением

Цинковые сплавы делятся на антифрикционные, деформируемые и литейные. Характеристики и особенности видов, предназначенных для производства отливок, должны соответствовать ГОСТу 25140-93.

Марки цинковых сплавов

Сплавы с цинком маркируются буквой Ц. В маркировку также включают буквы и цифры, в которых зашифровано наименование легирующего элемента и его процентное содержание. Например, ЦА4 содержит 3,5–4,5% алюминия и 0,02–0,06 магния, остальное — цинковая составляющая.

Чаще всего литье цинковых сплавов под давлением подразумевает использование следующих марок: ЦА4, ЦА4о, ЦА4М3, ЦА4М1, ЦА4М1в, ЦА30М5.

Область применения

Сплавы на основе цинка находят широкое применение в литейном производстве. Так, цинковое литье под давлением используется для изготовления мелких деталей, используемых в автомобиле- и тракторостроении, электротехнической промышленности, бытовой технике, мебельной фурнитуре, замках и других предметах.

Особенности применения материала в зависимости от марки:

  • ЦА4о, ЦА4 используются для литья деталей приборов, для которых в приоритете стабильность размеров;
  • ЦА4М1 — для отливки изделий различного назначения (корпусных, арматурных, декоративных), для которых повышенная точность не важна;
  • ЦА4М1в — для литья неответственных деталей;
  • ЦА4М3 — для изготовления элементов, требующих высокой точности;
  • ЦА30М5 — для производства вкладышей подшипников, червячных шестерен, втулок балансирной подвески.

Свойства и особенности

К плюсам, которые имеет литье изделий из цинка под давлением, относятся: незначительное изменение линейных размеров, низкая температура плавления в сочетании с высокой жидкотекучестью. Благодаря таким свойствам из литейных сплавов можно изготавливать изделия с толщиной стенки до 0,5 мм.

Цинковые металлические соединения не контактируют с материалом, из которого выполнены формы и тигли, не прилипают к поверхности формы, что дает возможность отливать изделия сложной конфигурации и использовать на производстве машины, оборудованные горячей камерой.

Низкая t плавления (в пределах 380–385 °С) и возможность литья при невысоких давлениях обеспечивают устойчивость пресс-форм в течение 500 000 циклов и более.

Многие цинковые сплавы лучше алюминиевых по своим механическим и антифрикционным характеристикам. На отливки из них можно наносить защитные и декоративные покрытия без предварительной отделки. Их можно полировать, покрывать лаком и эмалью.

Примеси, добавляемые в цинк, оказывают разное влияние на структуру и свойства металла.

Алюминий повышает прочность и жидкотекучесть, уменьшая окисляемость металла.

Медь увеличивает прочность, стойкость к износу и жидкотекучесть, но может стать причиной изменения размеров отливок, поэтому этот элемент рекомендуется добавлять в количестве не более 1 %.

Магний вводят в материал преимущественно для повышения устойчивости против МКК (межкристаллитной коррозии). Он сводит на нет отрицательное воздействие вредных примесей, но его не должно быть более 0,1 % во избежание горячеломкости отлитых изделий.

Самыми вредными примесями в плане риска возникновения МКК в цинковых сплавах для литья считаются олово, кадмий и свинец.

Цинковый сплав: особые свойства и основные разновидности

Благодаря археологическим раскопкам было обнаружено, что изделия из цинка стали применять примерно с 7 века нашей эры. Этот металл был очень распространен за счет ряда полезных свойств. Цинковый сплав может изготавливаться из различных веществ, от чего зависят его характеристики. Такой материал применяется в различных отраслях, в том числе и в бижутерии.

Свойства и характеристики цинка и цинковых сплавов

Характеристики цинковых сплавов во многом обусловлены свойствами цинка. Это металл голубоватого цвета, не встречается в чистом виде, обычно содержит примеси, из-за которых меняются его свойства. Чистый металл получается в результате нескольких реакций.

Цинк обладает следующими химическими свойствами:

  • При нагревании реагирует с сероводородом и водой с выделением водорода.
  • Не реагирует с азотом и углеродом.
  • Со щелочами реагирует с образованием солей цинковой кислоты – цинкатов.

Цинк – это очень прочный материал. Его пластичность увеличивается при нагревании. Если его нагреть больше чем на 210 градусов, от этого может поменяться его форма. При низких температурах вещество плавится.

Как выглядит цинковый сплав

Количество примесей зависит от методов добычи металла, особенностей его обработки и пороты цинка. Чаще всего можно встретить примеси в виде никеля, хлора, фтора и свинца. Обычно при создании цинковых сплавов используют чистый цинк, так как наличие примесей ухудшает качество материала:

  • олово делает сплав слишком хрупким и ломким;
  • при присутствии кадмия снижается пластичность материала;
  • свинец повышает межкристальную коррозию материала, способствует его растворению в кислотах;
  • наличие железа повышает твердость сплавов, но снижают их пластичность;
  • из-за мышьяка сплав становится хрупким и непластичным.

Поэтому для улучшения характеристик цинковых сплавов цинк сначала очищают от примесей. А в дальнейшем используют чистый металл, который сплавляют с разными компонентами.

Плюсы и минусы

Большинство цинковых сплавов имеют следующие преимущества:

  • они очень прочные, не повреждаются при механических воздействиях;
  • устойчивы к коррозии;
  • имеют хорошие литейные качества, могут использоваться для создания даже мелких элементов;
  • со временем практически не подвергаются старению.

Однако примеси даже в незначительном количестве ухудшают характеристики сплава. Приводят к снижению жидкоплавкости, к набуханию, способствуют появлению трещин. Поэтому цинковые сплавы должны создаваться с соблюдением всех технологий, а количество примесей в них не должно превышать 0,005%.

Многие спрашивают, темнеют или нет цинковые сплавы? В этом еще один недостаток материала. Цинковые сплавы могут темнеть с течением времени. Притом потемнения обычно распространяются на всю поверхность материала. Это обуславливается образованием оксидной пленки на поверхности материала. Она формируется при комнатной температуре после контакта с воздухом или водой. Поэтому во избежание этого требуется нанесение гальванических покрытий.

Разновидности цинковых сплавов

Цинк могут сплавлять с различными веществами, отчего будут зависеть свойства полученного материала. Сплавление чистого цинка с медью, алюминием и оловом может улучшить его характеристики. Полученный состав будет более качественным, нежели чистое вещество.

Медь и цинк

Медно-цинковый сплав называется латунью. Такой сплав известен уже очень давно. Сначала его изготавливали посредством сплавления цинковой руды и меди. И только в 18 веке впервые был создан сплав из меди и металлического цинка.

Притом оба компонента могут брать в разных пропорциях. В результате этого отличают несколько разновидностей латуни:

  • Зеленая. Содержит 60% меди и 40% цинка.
  • Золотистая. В ее состав входит 75% меди и 25% цинка.
  • Желтая. Содержит 67% меди и 33% цинка.

Латунь – сплав меди и цинка

Латунь отлично поддается обработке давлением. Характеризуется высокими механическими свойствами, неплохой коррозионной устойчивостью. Но на воздухе, в соленой воде и углекислых растворах латунь неустойчива, быстро покрывается темной кислородной пленкой.

Внешне латунь выглядит красивее меди, характеризуется лучшей коррозионной стойкостью. Но с ростом температуры интенсивность коррозии также увеличивается. Ее могут спровоцировать повышенная влажность воздуха, наличие в нем аммиака или сернистого газа. Поэтому для предотвращения коррозии материал подвергают низкотемпературному обжигу.

Латуни не теряют своих свойств при понижении температуры. Это позволяет использовать их, как конструкционный материал. Но при высоких температурах (более 200 градусов) могут наблюдаться явления хрупкости латуни.

Олово и цинк

Сплав цинка с оловом характеризуется высокими защитными свойствами. Ржавеет или нет цинковый сплав с оловом? Такой материал получается очень устойчивым к коррозии. Самыми лучшими антикоррозионными свойствами обладает сплав с 20-25% цинка и 75-80% олова. Поэтому его можно применять в условиях высокой влажности, со временем его внешний вид не ухудшится. Чем выше содержание цинка в сплаве, тем ниже его коррозионная устойчивость. Если сплав содержит 50% и более цинка, его корозионная стойкость приближена к стойкости чистого цинка.

Читать еще:  Холодно твердеющие смеси в литейном производстве

Сплав олова с цинком обладает следующими преимуществами:

  • Он очень пластичен, хорошо подается пайке.
  • Полировка осадка сохраняется на протяжении долгого времени.
  • Имеет высокую коррозионную стойкость.

За счет наличия вышеперечисленных свойств сплав олова и цинка обычно применяют в электро- и радиопромышленности. Изделия из него получаются очень прочными и устойчивыми к внешним воздействиям.

Алюминий и цинк

Чаще всего создается сплав из цинка, алюминия и меди, который называют ЦАМ. Также в его состав входит небольшое количество магния.

Такой сплав имеет небольшую температуру плавления, хорошо подается литью. Изделия из него получаются очень прочными и устойчивыми к окружающей среде.

Есть несколько качественных сплавов цинка с алюминием, которые обозначаются через ЦАМ 4-1, ЦАМ 4-3, ЦАМ 10-5 и другие. Они содержат примерно одинаковое количество алюминия, но разное – магния, никеля и меди. Стоимость сплава алюминия с цинком ниже, чем олова с цинком. Поэтому изделия из него стоят в разы дешевле.

Сфера применения

Цинковые сплавы получили широкое применение. Их используют в таких отраслях:

  • В автомобилестроении. Из цинковых сплавов изготавливают дверные ручки, зеркала, создают детали для декора салона автомобиля.
  • При создании ювелирных украшений. Цинк сплавляют с золотом, за счет чего повышается его пластичность и ковкость. Это позволяет легко соединить мелкие детали друг с другом.
  • В медицине. Цинковые сплавы используются для изготовления медицинской мебели и приборов. А окись цинка является хорошим антисептическим средством, поэтому его добавляют в различные мази и лекарства.

Цинковый сплав используется в автомобилестроении

Таким образом, цинк и его соединения используются во многих областях. Но наибольшее применение вещество получило в автомобилестроении.

Виды цинковых сплавов по назначению

По назначению сплавы цинка могут быть нескольких видов:

  • Деформируемые.15% – алюминий, 5%- медь, более 1% – магний. Изготавливается в виде листов или прутьев. По свойствам схожи с латунью.
  • Литейные. Их изготавливают путем добавления в цинк 3-4% меди и алюминия, а также 0,05% магния. Имеют хорошую текучесть. Поэтому их изготавливают посредством литья под давлением или литья в формы.
  • Антифрикционные. В их состав входит 10% алюминия, 5% меди и 0,1% магния. Изготавливаются посредством литья под давлением. Имеют низкий коэффициент трения и используются в автомобилестроении.
  • Припои. Их используют для пайки алюминиевых деталей. Обычно включают в себя примеси – металлы. От этого повышается их прочность.
  • Типографические. В их состав входит 7,5% алюминия, 2% магния и примерно 4% меди. Такие сплавы очень прочные, отлично льются в формы.
  • Протекторные. В их состав входит не более 1% алюминия и мизерное количество кремния и магния. Устойчивы к коррозии даже во влажной среде. Поэтому такие сплавы применяются в качестве защитных материалов.

Цинковый сплав в бижутерии

Внешне цинковые сплавы напоминают благородные металлы. Поэтому их используют в бижутерии для создания недорогих украшений. Бижутерия из цинкового сплава выглядит дорого, но легко создается.

Вреден ли цинковый сплав? На самом деле, он никак не влияет на организм человека. Но, тем не менее, лучше приобретать бижутерию хорошего качества. Обычно для создания украшений используется особый сплав, который так и называется – бижутерный. Чаще всего применяется латунь или сплав с алюминием. Внешне такие изделия напоминают золотые и серебряные.

Вреден ли цинковый сплав в бижутерии? Нет, поэтому изделия из него можно смело покупать. Ведь если бы он негативно воздействовал, изготовление украшений из него было бы запрещенным.

Таким образом, цинк и цинковые сплавы широко распространены. Их используют в медицине, автомобилестроении и даже в бижутерии. Это качественные и устойчивые материалы, которые практически не меняются под воздействием условий окружающей среды.

Где допустимо применение цинковых сплавов и какие у них свойства

В 4 тысячелетии до н. э. человек впервые познакомился с самородками из металла. В дальнейшем он научился его обрабатывать и изготавливать инструменты для решения бытовых задач и оружие. С тех пор человек продолжает знакомиться и совершенствоваться в способах добычи и обработки металлов. Ключевую роль в истории сыграл цинк и цинковый сплав.

Свойства цинковых сплавов

Чтобы понимать какими свойствами должны обладать цинковые сплавы, необходимо знать характеристики цинка. Литейные качества, температура плавления, твердость и другие параметры напрямую зависят от химических и физических свойств цинка. Он представляет собой голубоватый металл. Это вещество не встречается в природных месторождениях в чистом виде. В процессе длительной обработки получается оксид цинка, из которого можно получить чистый металл.

Характеристики и свойства цинка

Перед описанием цинковых сплавов и их применения в различных направлениях производства требуется разобраться со свойствами цинка.

  • При длительном нагревании может вступать в реакции с Н2О и сероводородом. В ее процессе выделяется водород.
  • Не вступает в контакт с углеродом и азотом.
  • Смешивается с различными неметаллами — кислородом, фосфором и серой.
  • При соединении с щелочами, образуются цинкаты (это соли цинковой кислоты).
  • Если смешивать металл с серной кислотой, могут образовываться различные вещества. Все зависит от количества кислоты.
  • При очень высокой температуре металл может контактировать с различными газами (йод в газообразном состоянии, хлор и фтор).
  • Представляет собой прочный металл. При нагревании до 100–150°С он становится пластичным. При разогревании более 210 °С металл изменяет свою форму. В сравнении с другими металлами цинк плавится при низкой температуре.
  • Обладает хорошей теплопроводностью — 116 Вт/м К.
  • Кипение материала при температуре — 906°С.
  • Плотность — 7.133 гр./см куб.
  • Плавление материала — 419°С.
  • Максимальная прочность при растяжении — 200–250 МН/м2.
  • Удельная теплота испарения — 114.8 КДж/моль.

Количество примесей в составе металла напрямую зависит от способа добычи, обработки и изначальной породы материала. Часто встречающиеся примеси, содержащиеся в цинке — никель, фтор, хлор и свинец.

Свинец и цинк называют неразлучной парой. Хоть свинец и является примесью, содержащейся в цинке, в месторождениях они совместно встречаются не очень часто. Большое количество свинца, содержащееся в изначальном материале, ухудшает его свойства. Быстрее развивается межкристальная коррозия. Чтобы удалить примеси посторонних металлов, используется дистилляционный способ.

Как примеси изменяют свойства цинка

Посторонние примеси, содержащиеся в цинке, ухудшают характеристики этого металла (при большом содержании). Первостепенная задача производителей — снизить количество свинца, кадмия и олова в этом металле, чтобы избежать межкристаллической коррозии.

Воздействие примесей на цинк:

  • Свинец — усиливает растворимость металла в воде.
  • Медь — ухудшает показатель пластичности. Металл становится более уязвимым для коррозии, однако улучшается его прочность.
  • Мышьяк — ухудшает прочность и пластичность цинка даже при минимальном содержании.
  • Олово — увеличивает ломкость готовых отливок.
  • Кадмий — снижает пластичность металла.
  • Сурьма — в процессе прокатки при больших температурах, увеличивает прочность и ухудшает пластичность цинка.

Практически все примеси считаются вредными для готовых заготовок. Из-за этого производители в первую очередь проводят ряд процедур, чтобы содержание цинка в готовой отливке было наиболее высоким.

Читать еще:  Литейные свойства бронзы

Виды сплавов

В процессе развития технологий появились различные сплавы цинка. Соединение двух металлов может быть гораздо лучше по характеристикам, чем чистое сырье, очищенное и переплавленное в заготовки. Поговорим о самых известных сплавах цинка с другими металлами.

Медь и цинк

Производная смесь меди и цинка — латунь. Сплав известен с древних времен. Изначально он изготавливался в процессе сплавки цинковой руды и меди. В XVIII в. был впервые изготовлен сплав с добавлением металлического цинка. Существует 3 вида латуни:

  • Зеленая — 60% меди.
  • Золотистая — 75% меди.
  • Желтая — 67% меди.

Раньше латунь использовалась при производстве монет и украшений.

Сталь и цинк

Оцинкованную сталь знает каждый человек. Ее можно встретить в любой квартире или на производстве. Эту смесь неразумно называть сплавом. На лист стали наносится слой цинкового напыления. При температуре в 400°С, жидкий цинк наносится на стальную поверхность. При такой температуре атомы двух металлов плотно связываются между друг другом и образуют железоцинковый сплав. Оцинкованные поверхности не ржавеют.

Олово и цинк

Сплав олова и цинка популярен в электропромышленности. Благодаря высокому показателю теплоемкости этот сплав использовался при изготовлении сосудов для хранения жидкости. Напитки длительное время оставались теплыми.

Алюминий и цинк

Сплавы алюминия и цинка с добавлением других металлов используются в литейном производстве. Получаемая смесь обладает хорошими литейными параметрами благодаря низкой температуре плавления.

Вреден ли цинковый сплав

С современным оборудованием производители добились снижения количества свинца и никеля в составе сплавов до минимума. Эти металлы несли в себе ключевую опасность для человеческого организма. Благодаря их уменьшению в составе готовый изделий бижутерия из цинковых сплавов считается безопасной для здоровья.

Применение

В нынешнее время применение сплавов цинка с другими металлами можно увидеть в различных отраслях производства.

Для защиты металлов от коррозии

Чтобы защитить другие металлы от развития коррозии, используется чистый материал, которым покрывается уязвимая поверхность. Процесс покрытия называется металлизация.

В автомобильной отрасли

Цинк и сплавы с его добавлением получили большую популярность в автомобильной отрасли. Смеси металлов используют для декоративного покрытия отдельных элементов автомобиля (ручки, бампера, решетки, зеркала). Зубчатые механизмы, рычажные механизмы, покрышки, аккумуляторах — содержат это вещество.

В производстве ювелирных украшений

Бижутерия и украшения из цинковых сплавов известны уже длительное время. Цинк часто смешивается с золотом. Для изготовления белого золота также используют этот металл. Он осветляет готовое изделие.

В строительстве

В строительстве широкое применение получили сплавы из цинка и других металлов. Например, их используют при производстве кровли. Из оцинковки изготавливается не только кровельное покрытие, но и различные трубы, желоба, ветровые планки, подшивка для свесов крыши.

В медицине

Если говорить о медицине, окись цинка часто используется в качестве антисептического средства. Также ее добавляют в составы использующиеся для ускорения регенерации.

Как происходит изготовление сплавов

Перед тем как разбираться с изготовлением сплавов, требуется понять, как получают чистый металл.

Самым известным способом считается дистилляционный. В первую очередь, концентрированный состав обжигается. Затем он разогревается до тех пор, пока не получится зернистая структура. После этого концентрированное вещество восстанавливается с помощью угля при нагревании до 1300°С. Пары, получаемые в этом процессе, конденсируют и разливают по формам. Далее жидкий металл отстаивается при температуре в 500°С. Из него выходит свинец и железо. После процесса дистилляции получается материал чистотой в 98–99%.

Также существует более сложный и дорогой способ обработки — ректификация. Во время этого процесса происходит теплообмен между жидкостью и паром. Теплообмен разделяет смеси и исключает примеси. На выходе получается материал чистотой в — 99–99.9%.

Есть еще один метод изготовления чистого материала — электролитический. После обжига концентрата его обрабатывают серной кислотой. Получившееся вещество подвергается очистке от примесей и проходит процесс электролиза (производится в свинцовых ваннах). В ваннах остается металл, который переплавляют с помощью индукционных печей. На выходе получается материал чистотой в 99.95%.

После получения чистого материала его расплавляют. В жидкий металл добавляют другие вещества для улучшения его технических характеристик. Чем лучше будет разогрет металл, тем лучше он будет заполнять литейные формы.

Цинковые сплавы используются в различных отраслях производства, изготовлении украшений и медицине (оксид). Оцинкованные листы и изготовленные из них материалы популярны в строительстве. При покупке сплава важно уточнить о содержании свинца и никеля в его составе. Эти 2 вещества вредны для здоровья человека.

Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт все о металлах .

Литье из цинка

Цинк занимает тридцатое место в периодической таблице Менделеева. Это металл, который в обыкновенных условиях отличается хрупкостью. На воздухе он относительно быстро тускнеет и покрывается своего рода защитной пленкой.

Эта пленка состоит из оксида этого металла. К главным свойствам цинка можно отнести амфотерность. То есть и сам цинк, и его соединения могут показывать как кислотные, так и щелочные свойства.

Цинковые литейные сплавы

Чистый или технический цинк хорошо обрабатывается прокатом, на штампах и другими методами обработки металла. Его можно обрабатывать как в холодном, так и в подогретом до 170 градусов, состоянии. Плотность цинка равна 7,13 кг на кубический дециметр. Кроме того, цинк обладает низкой температурой плавления – 420 градусов Цельсия. Металлургическая промышленность выпускает несколько сортов цинка, которые отличаются друг от друга набором примесей. Для маркировки цинковых сплавов применяют следующий набор букв и цифр. Буква Ц, обозначающую принадлежность материала к цинку. Затем указывают буквы А, М или другие, которые обозначают названия примесей А – алюминий, М – медь и пр. на третьем стоят цифры, указывающие на процентное содержание примеси.

Цинковые литейные сплавы

Для литья из цинка применяют сплавы ЦА4, ЦАМ4-1 их применяют для литья под давлением и многие другие. Состав и механические параметры антифрикционных сплавов определены в ГОСТ 21437-95.

К особенностям применения цинковых сплавов можно то, что вторичная плавка этого материала приводит к потере ими жидкотекучести.

Виды сплавов

В промышленности применяют следующие цинковые сплавы для литья:

  1. Система Zn-Al – ЦА4, ЦА15 и пр.;
  2. Система Zn-Cu – ЦМ 1, ЦАМО и пр.;
  3. Система Zn-Al-Cu – ЦАМ 4-1, ЦАМ 10-4;
  4. Система Zn-Al-Me – ЦП2, ЦП3 и пр.

Приведенные сплавы применяют для выполнения литья под давлением. Из них производят отливки сложной формы, при этом толщина стенки может составлять 0,6 мм. Эти же сплавы могут быть использованы для литья в кокиль или песчаные формы.
Цинковые литейные сплавы должны отвечать следующему требованию – минимальное количество примесей, а именно в сплавах, должно быть, сведено к минимуму содержания свинца, железа и некоторых других.

Свойства цинковых сплавов

Изделия из цинковых сплавов используют в разных отраслях промышленности и быту. Например, при сборке автомобильной техники цинковые сплавы используют при изготовлении некоторых корпусных деталей, фильтров и множестве других. Электротехническая промышленность применяет цинк для производства щеткодержателей. Сплавы из этого материала обладают высокой пластичностью. И это свойство позволяет его применять для получения отливок сложной формы с тонкими стенками. Цинковые литьевые сплавы не вступают в химическую реакцию с металлом формы и не прилипают к ее поверхности. Параметры этих материалов позволяют изготавливать детали с резьбой.

Читать еще:  Что такое литейные свойства

Свойства цинковых сплавов

Между тем механические свойства цинка и сплавов из него характеризует то, что предел прочности лежит в диапазоне 20 – 38 кгс на метр квадратный, а твердость по Бринеллю составляет 65 – 110 единиц. Отливки из цинковых сплавов обладают низкой шероховатостью поверхности, точностью размеров. Заготовки, полученные литьем под давлением хорошо, обрабатываются давлением и резанием.
Между тем цинковые сплавы, обладают высокой плотностью – 7 кг на дециметр, а это сопоставимо со сталью. Они имеют не очень высокую стойкость к воздействию коррозии. Наличие в составе сплава таких веществ, как – свинец, кадмий и некоторых других приводит к тому что ускоряются процессы старения. Он сопровождается снижением механических параметров и изменением объема отливки. Ко всему прочему сплавы из этих материалов отличаются повышенной пористостью.

Для улучшения прочностных свойств и приданию цинковым сплавам хорошей коррозионной стойкости, в их состав вводят магний, его концентрация не должна превышать 0,1%. Кроме этого, способа применяют и довольно традиционные методы – никелирование, кадмирование и пр.
Свойства сплава определяется наличием тех или иных веществ в составе сплава.

Цинковые антифрикционные сплавы

Максимальное распространение имеют антифрикционные материалы. Они применяют как отливки, а также после механической обработки. Эти материалы отличают антифрикционные параметры и довольно высокая прочность. Их применяют для замены бронзы, детали из которой работают при температуре не более 100 градусов Цельсия.

Микроструктура цинковых антифрикционных сплавов

Если температура выше означенной то сплав приобретает излишнюю мягкость и постепенной верхний слой цинковой детали окажется на поверхности вала.
Сплавы этого класса используют для получения цельнометаллические или биметаллические материалы.
Из сплавов на основе цинка наиболее широкое распространение получили такие сплавы, как ЦАМ1, ЦАМ 4-1, в их составе содержится до 4% алюминия и 1% меди. Кроме, них для получения отливок применяют такие марки, как ЦАМ 10, состоящий на 5% из алюминия и 10% меди. Его отличают высокие механические и антифрикционные свойства. Этот материал широко используется для деталей мотоциклетной техники. Его технические свойства позволяют применять его и в производстве подшипников скольжения.
Особняком стоит сплав ЦАМ 4-1. Этот материал используют для получения деталей различной конфигурации и назначения в автомобильной промышленности. Состав этого материала нормирован ГОСТ 19424-97. В соответствии с его требованиями в состав этого сплава, кроме алюминия и меди, могут входить:

  • кремний, не более 0,13%;
  • магний, не более 0,06%;
  • железо, не более 0,005%;
  • свинец, не более 0,01%;
  • олово, не более 0,012%;
  • кадмий, не более 0,004%.

Применение цинковых антифрикционнх сплавов

Свойства и характеристики сплава отличаются от множества других сплавов, так, ЦАМ 4-1, имеет плотность, превышающую 7,1 кг на 1 дм, предел текучести лежит в пределах 100 КГс и рядом других.
Для получения деталей из цинка ЦАМ 4-1, последний поступает в чушках, весом по 25 кг каждая, допустимо и применение материала – сырца в чушках по 500 кг.

Основные методы литья цинка

В цветной металлургии применяют несколько технологий получения отливок, и это несколько затрудняет работу технолога в части определения того, каким образом будет изготовлена деталь. Перед тем как сделать окончательный выбор в пользу той или иной технологии необходимо понять следующее:

Метод центробежного литья

  1. Выбранный метод отливки должен гарантировать то, что полученные детали будут полностью отвечать требованиям нормативно-технической и рабочей документации. Все, параметры, заложенные в деталь будут соблюдены, а припуски на механическую обработку не должны превышать норм, определенных в соответствующих стандартах.
  2. Техпроцесс должен обладать соответствующей производительностью и экономичностью.
  3. Использование избранного процесса, должно основываться на эксплуатации существующего оборудования и оснастки.

Метод литья цинка в песчаные формы

Для получения отливок из цинковых сплавов используют следующие основные разновидности литья, при этом надо учитывать их особенности. Например, литье в песчаные или металлические формы – это самый распространенный и, наверное, экономичный вид получения необходимых заготовок. Но необходимо учитывать то, что после литья в песок потребуется проведение дополнительной обработки поверхности, так как ее качество оставляет желать лучшего.
В условиях производства небольших партий деталей имеет смысл подумать о литье в кокиль. Но в этом случае препятствием может стать высокая стоимость оснастки.

Центробежное литье

Результатом постоянного совершенствования литейных технологий стало появление машин для выполнения центробежного литья. Принцип этого способа получения отливок прост – расплав подается в формы, вращающиеся вокруг своей оси, под воздействием центробежной силы его «размазывает» по форме и через заранее определенное время будет сформирована готовое изделие. Такая технология позволяет выплавлять изделия без пузырьков воздуха.

Существуют машины горизонтального и вертикального действия. Их применяют для получения отливок с большими размерами. Использование оборудования такого класса оправдано с точки зрения экономики при организации массового производства.

Эта технология позволяет получать пустотелые отливки, при этом нет необходимости в использовании дополнительных приспособлений, например, стержней. Отливка, полученная по такой технологии, имеет плотную и мелкозернистую структуру материала.
Вместе с тем оборудование для выполнения работ по этой технологии стоит довольно дорого. Кроме того, в силу ряда причин, в частности, из-за малой податливости формы, возможно, появление дефектов в виде трещин.

Литье под давлением

Литье под давлением цинковых сплавов основано на следующем принципе – расплав подается в форму под воздействием давления от 7 до 700 МПа.

Его уровень зависит от состава сплава и характеристик будущей детали. На существующем оборудовании, возможно, изготовление деталей весом от нескольких грамм до десятков килограмм.
Достоинства и недостатки технологии литья
Из множества литьевых технологий для работы с цинковым сплавами применяют следующие

Литье в кокиль

Гарантирует получение заготовок с высоким качеством поверхности, как правило, такие детали не нуждаются в операциях по механической обработке. Но, кокиль, обладает высокой ценой ввиду высокой трудоемкости его получения.

Высокая скорость охлаждения приводит к тому, что снижается текучесть расплава и это может привести к появлению разного рода дефектов. Практическое отсутствие газопроницаемости формы приводит к тому, что газы, образующиеся в процессе литья, остаются в заготовке.
Литье цинковых сплавов под давлением позволяет получать сложные изделия с минимизированными размерами стенок. Качество получаемой продукции позволяет избежать дальнейшей мехобработки. Такое литье отличает уровень производительности.Вместе с тем для его обеспечения требуется дорогое оснащение. Кроме этого, существуют ограничения на габаритные размеры отливаемых деталей.

Применение цинковых сплавов

Порядка 30% от мирового объема производства цинка и его сплава применяют для нужд полиграфии и производства антифрикционных сплавов. Кроме того, цинк применяют для легирования сплавов из некоторых цветных металлов.

Одна из главных статьей расхода цинка и его сплавов – это нанесение защитного покрытия на металлы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector