Обработка цинка: выбор сплавов и процессов для оптимального производства деталей

Цинк (Символ: Zn) — утилитарный металл в производственной отрасли благодаря своим благоприятным материальным свойствам, таким как хорошая коррозионная стойкость, электрохимическая производительность и биосовместимость.

В этой статье мы обсуждаем качества цинка и его сплавов как материалов для ЧПУ обработки. Она также включает свойства цинка, различные типы цинковых сплавов, различные процессы обработки цинка и глубокий анализ механической обработки цинковых сплавов.

Свойства и характеристики цинка

Цинк в чистом виде — блестяще-серый, хрупкий химический элемент с ограниченными промышленными применениями. Как чистый металл, он полезен для оцинковки других металлов, таких как железо, для улучшения коррозионной стойкости.

Цинковые сплавы, однако, невероятно полезны, обладая рядом желательных качеств, которые ставят их высоко в списке распространенных материалов для обработки. Цинковые сплавы имеют хорошую предельную прочность, коррозионную стойкость и высокую вязкость. Более того, они экологически чисты благодаря своей перерабатываемости. Поверх этого, цинк — недорогой металл с обильным запасом.

Каждый цинковый сплав предлагает специфическую смесь материальных свойств. В этом разделе мы обсудим некоторые популярные цинковые сплавы. Некоторые из основных легирующих элементов для цинка — медь, олово, магний и алюминий.

Zamak 3

Семейство цинковых сплавов Zamak имеет самые распространенные марки цинковых сплавов, причем Zamak 3 является стандартом среди них. Zamak 3 содержит 96% высокочистого цинка с 4% алюминия. Кроме того, определенные варианты внутри Zamak 3 могут также содержать следы меди, магния и железа.

Он предлагает сочетание вязкости, прочности, отделки и размерной стабильности. Эти качества, усиленные его температурой плавления 384°C, делают его отлично литейным. Поэтому литье, пожалуй, его самое популярное промышленное применение.

Кроме того, Zamak 3 также имеет характерную коррозионную стойкость и электрическую проводимость цинковых сплавов.

Zamak 5

Zamak 5 — еще одна марка цинкового сплава из группы Zamak. Его состав содержит ~1% меди в дополнение к 4% алюминия, общему для всех марок Zamak.

Это добавление меди добавляет прочность и твердость цинковому сплаву. Однако эти свойства идут за счет сниженной вязкости и размерной точности. В целом, однако, Zamak 5 представляет отличный цинковый сплав с хорошей литейностью и механической обработкой.

ZA 8

ZA 8 — цинково-алюминиевый сплав с 8,4% содержанием алюминия. Его основные качества включают высокую прочность и твердость, а также ползучесть, что является уникальным свойством среди марок цинковых сплавов. Также он поддерживает различные процессы поверхностной отделки и является распространенным выбором для изготовления декоративных изделий.

Одно из его главных преимуществ — совместимость с методами литья под давлением, включая горячEEKAMЕРНОЕ литье под давлением. Его текучесть позволяет литье сложных геометрий с тонкими элементами.

EZAC

EZAC — инновационная марка цинкового сплава с содержанием алюминия и меди. Она обладает замечательной прочностью, твердостью и ползучестью, часто цитируемой как лучшая среди распространенных марок цинковых сплавов.

Она особенно подходит для литья под давлением благодаря своей температуре плавления и текучести. Ее низкая температура плавления означает совместимость с горячEEKAMЕРНЫМ литьем под давлением, увеличивая ее потенциальные применения в нескольких отраслях.

ZA 27

ZA 27 — еще один цинковый сплав с высоким содержанием алюминия, с около 28% алюминия и 2,5% меди. Он легкий, прочный, твердый и имеет хорошие ползучестные свойства. Кроме того, у него относительно высокая температура плавления среди цинковых сплавов, делая его подходящим для холоднEEKAMЕРНОГО литья под давлением.

Томбак

Томбак — в основном латунный сплав с около 5-20% содержанием цинка. Он известен своей низкой стоимостью, ковкостью и блестящим внешним видом. В зависимости от состава других легирующих элементов (олово, медь, свинец и т.д.), он может принимать разные окраски.

Он популярный выбор для изготовления изделий декоративной ценности, таких как медали, декоративные детали и пуговицы, благодаря своему золотистому внешнему виду.

Механическая обработка цинковых сплавов

Цинковые сплавы обычно легко обрабатывать и не вызывают многих проблем. Однако, как и любой материал, они демонстрируют специфическое поведение, требующее определенных соображений и корректировок операторами для получения лучших результатов. Некоторые основные аспекты механической обработки цинка обсуждаются ниже.

Липкое поведение

Цинк быстро нагревается при обработке. Термическое размягчение, сопровождающее подъем температуры, может привести к «липкости» материала. Это означает, что цинковый сплав имеет тенденцию прилипать к режущему краю инструмента, усиливая износ инструмента и ухудшая режущую производительность.

Низкая температура плавления

Проблема, связанная с температурой, заключается в том, что термическое размягчение иногда может мешать операторам применять агрессивный подход к обработке. Например, очень высокие подачи могут быть невозможны из-за чрезмерного сдвига материала.

Хрупкость

Хотя изначально вязкие, хрупкое поведение некоторых высокоалюминиевых марок сплавов может создавать проблемы с сколами.

Опасности безопасности

Хотя обработка цинка производит короткие, управляемые стружки, тонкая обработка или шлифовальные приложения могут производить пыль, которую не следует вдыхать. Таким образом, рекомендуется иметь надлежащую вентиляцию при выполнении таких операций.

Различные процессы обработки для цинковых сплавов

Цинковые сплавы — распространенный материал в машиностроительных цехах. Они совместимы с рядом операций обработки, некоторые из которых кратко объяснены ниже.

Фрезерование

Фрезерование — наиболее широко известный процесс обработки для обработки цинка. С передовыми возможностями вроде 5-осевой ЧПУ обработки, это передовой процесс для производства неправильных, призматических форм.

Токарная обработка

Токарная обработка полезна для обработки цилиндрических объектов на токарных станках. Современные токарные станки предлагают многоосевые возможности с высокой точностью, включая фрезерово-токарные операции. Токарная обработка цинка, как и фрезерование, легкая, но может иметь некоторые проблемы с размягчением (липкостью) материала.

Сверление

Сверление — стандартный процесс изготовления отверстий, использующий сверла различных соотношений длины к радиусу с винтовидными канавками. Сверление цинковых сплавов лучше делать с флуд-охлаждением и заточенными сверлами для минимизации накопления тепла в зоне резания. Иначе цинковые сплавы можно обрабатывать с щедрыми режущими параметрами, позволяя высокую скорость удаления материала.

Литье под давлением

Литье под давлением — высокоэффективный и популярный производственный процесс для производства цинковых компонентов со сложными формами и тесными допусками. В отличие от традиционных процессов обработки, литье под давлением включает использование форм или матриц для создания желаемой детали.

Электроэрозионная обработка (ЭЭО)

ЭЭО не классическая операция обработки, но все еще очень полезный и регулярный метод для производства призматических деталей в машиностроительных цехах. Хорошая электрическая проводимость цинка делает его совместимым с ЭЭО.

Варианты поверхностной отделки для деталей из цинка

Цинковые сплавы совместимы с рядом методов поверхностной отделки, включая:

• Гальваническое напыление: Цинковые сплавы поддерживают гальваническое напыление материалами вроде никеля и кобальта для достижения специфических поверхностных отделок, свойств и усиленной коррозионной стойкости.
• Хроматическое пассивирование: Хроматическое пассивирование улучшает эстетический вид и коррозионную стойкость цинковых сплавов. Более того, оно доступно в разных цветах.
• Порошковое покрытие: Порошковое покрытие придает более грубый вид поверхности и делает ее устойчивой к абразивным действиям, таким как сколы и царапины.
• Анодирование: Анодирование создает тонкий защитный слой оксидов на поверхности цинкового сплава, улучшающий коррозионную стойкость.
• Покраска: Цинковые сплавы совместимы с красками, позволяя пользователям получить любой желаемый цвет.

Советы и трюки для обработки цинкового сплава

В предыдущих разделах мы установили, что механическая обработка цинковых сплавов высока. Они не так сложны для обращения, как другие материалы, например обработка титана. Однако есть также несколько экспертных решений для оптимизации процессов обработки цинковых сплавов.

Предпочитайте механически обрабатываемые цинковые сплавы

Хотя это и так понятно, это также легко упустить. Когда у вас есть выбор между несколькими цинковыми сплавами, выбирайте тот, который ваши операторы находят легче управлять, такой как Zamak 3 или Zamak 5. Это окупится в плане размерной точности и экономии времени.

Острые режущие инструменты

Для борьбы с липкостью цинковых сплавов и минимизации прогрессии износа инструмента предпочтительнее более острые режущие инструменты. Они прилагают сконцентрированные режущие усилия и минимизируют эффект выпRESSования. Таким образом, производя короткие стружки, которые улетают, а не прилипают к инструменту.

Будьте щедры с охлаждающей жидкостью

Термическое размягчение — главная проблема в обработке цинка. Следовательно, обильное снабжение охлаждающей жидкостью помогает минимизировать трение и держать температуры под контролем, что в свою очередь улучшает качество поверхности и образование стружки. Более того, водная охлаждающая жидкость должна быть вашим предпочтительным выбором.

Умеренные-высокие скорости резания

Если цинковый сплав быстро нагревается, слегка увеличьте скорость резания для снижения температур резания. Это уменьшает длительность контакта инструмент-материал и приводит к более высокому рассеянию тепла через стружку.

Инструменты из твердого сплава / HSS

Цинковые сплавы могут вызывать чрезмерный износ инструмента или термические деформации. Таким образом, твердый сплав — хороший выбор благодаря своей хорошей износостойкости и термической стабильности. Для более легких работ HSS также работает довольно хорошо с марками цинковых сплавов.

Применение деталей из цинка

Теперь, когда мы понимаем аспекты механической обработки цинковых сплавов, пришло время обсудить некоторые применения механически обработанных деталей из цинка. Короткий список деталей из цинковых сплавов приведен ниже.

• Автомобильные компоненты: Автомобильные компании используют цинковые сплавы для производства компонентов блоков цилиндров, кронштейнов, декоративных изделий и т.д.
• Электронные корпуса: Хорошая электрическая и тепловая проводимость цинковых сплавов делает их идеальными для производства корпусов и радиаторов для электронных устройств.
• Медицинские инструменты: Биосовместимость цинковых сплавов делает их благоприятным материалом для некоторых медицинских инструментов.
• Оборудование: Цинковые сплавы — популярный выбор для крепежей вроде винтов, гайок и болтов для низкоударных приложений, таких как бытовые приборы и арматура. Они обеспечивают достаточную прочность, коррозионную стойкость и эстетичные варианты поверхностной отделки для таких приложений.
• Потребительские товары: Цинковые сплавы также популярный выбор для потребительских изделий вроде молний, петель и ювелирных изделий благодаря их низкой стоимости и декоративному внешнему виду.

Начните обработку цинка в WayKen

WayKen — компания быстрого производства, предлагающая профессиональные услуги металлообработки, включая обработку цинка. Наш современный производственный цех и профессиональная команда хорошо оборудованы для производства деталей из цинковых сплавов с высокой точностью и стандартами допусков.

В WayKen мы привержены предоставлению вам полноцикловых услуг и исключительных результатов. Позвольте нам оживить ваши производственные проекты. Ваше удовлетворение — наш приоритет, и мы здесь, чтобы обеспечить качество нашими экономичными и эффективными решениями.

Заключение

Цинковые сплавы безусловно среди самых важных групп материалов в индустрии обработки, с разнообразным спектром марок, процессов и применений. Их благоприятные качества, наряду с их высокой механической обработкой, делают их идеальными для сред машиностроительных цехов.