Перейти к содержимому 
Что такое литье под давлением? Распространенные материалы для литья под давлением
Литье под давлением — это процесс литья металла, при котором расплавленные металлы формируются с использованием многоразовых форм под высоким давлением. Из-за своей высокой стоимости этот процесс в основном используется для массового производства. Распространенные металлы, используемые в этом процессе, — это сплавы цинка, магния, алюминия и меди. В этом руководстве мы рассмотрим свойства и области применения каждого материала.
Что такое литье под давлением?
Литье под давлением — это точный метод производства металлических деталей. В этом процессе расплавленный металл под высоким давлением вводится в стальной mold или форму. После остывания деталь извлекается, и форма готова к следующему циклу.
Литье под давлением — это универсальный процесс, используемый для производства различных деталей. Он отлично подходит для мелких электронных компонентов, а также для крупных блоков двигателей или автозапчастей. Для массового производства литье под давлением является экономически эффективным.
Этот метод производства идеально подходит для производства больших объемов одинаковых деталей с отличной точностью размеров. Детали могут иметь тонкие стенки, сложные геометрии и гладкие поверхности, требующие минимальной отделки. Литье под давлением снижает потери материала и время обработки по сравнению с другими методами.
Типы литья под давлением
Вот типы литья под давлением:
Литье под давлением с горячей камерой
Машины для литья под давлением с горячей камерой включают в себя плавильную камеру, что означает, что металл не нужно плавить отдельно. Литье под давлением с горячей камерой обычно выполняется с металлами, которые имеют более низкую температуру плавления, такими как магний и цинк. Этот процесс быстрее и позволяет сокращать циклы производства.
Литье под давлением с холодной камерой
Литье под давлением с холодной камерой не включает камеру для нагрева. Вместо этого расплавленный металл должен быть перенесен в машину для литья с помощью ковшей. Поэтому цикл литья при методе с холодной камерой медленнее, чем у машин с горячей камерой. Этот метод используется для литья металлов с высокой температурой плавления, таких как алюминий.
Распространенные материалы для литья под давлением
Выбор правильного материала для вашего проекта критичен при литье под давлением. Каждый металл имеет уникальные характеристики, которые должны соответствовать вашим требованиям. Ниже приведен список металлов, которые часто используются для литья под давлением.
Цинковые сплавы
Цинковые сплавы являются самыми распространенными металлами для литья под давлением благодаря их относительно низкой температуре плавления (около 380–420 °C). Эти сплавы экономичны и просты в использовании для литья под давлением благодаря отличной текучести и способности заполнять маленькие или сложные конфигурации. Еще одним преимуществом является высокая пластичность и ударная прочность этих сплавов.
Благодаря отличным коррозионно-стойким свойствам и декоративной ценности, детали, отлитые из цинка, могут быть покрыты покрытиями, краской или хромированными отделками. Общие материалы, используемые для литья из цинка, это Zamak 3, Zamak 5 и ZA-8. Каждый сплав цинка для литья под давлением имеет разные свойства, которые обеспечивают баланс между прочностью и пластичностью; Zamak 3 предлагает оптимальный баланс свойств, Zamak 5 обеспечивает более высокую прочность на растяжение и твердость, а ZA-8 содержит увеличенное количество алюминия, что улучшает его характеристики при высоких температурах и сопротивление креепу.
Из-за способности отливать большие объемы при высокой скорости, литье под давлением с горячей камерой является идеальным методом для производства цинковых сплавов. Детали, отлитые из цинка, обладают отличными характеристиками отливки с четкими деталями, долгосрочной стабильностью размеров, тонкой стенкой по сравнению с алюминием и сниженным износом формы.
Основные характеристики
- Отличная текучесть и литейные свойства
- Высокая пластичность и ударная прочность
- Коррозионная стойкость с покрытиями, краской или хромированием
- Может заполнять сложные формы и тонкие стенки
- Подходит для литья под давлением с горячей камерой
Применение
Цинковые отливки под давлением используются в различных автомобильных приложениях, включая крепежи, корпуса замков и дверные ручки, а также в потребительской электронике, требующей компактных корпусов и соединителей. Другие применения включают игрушки, фурнитуру и декоративные отделки. Использование цинковых сплавов для литья под давлением находит широкое применение для мелких и средних деталей.
Магниевые сплавы
Магниевые сплавы — самые легкие структурные металлы, используемые в литье под давлением, они весят примерно на 35% меньше, чем алюминий, и на 75% меньше, чем цинк, что делает их крайне привлекательными для приложений, чувствительных к весу. Они обладают отличной обрабатываемостью, высокой эффективностью защиты от электромагнитных помех, эффективным теплоотведением и хорошей размерной стабильностью в процессе эксплуатации. Магний дороже, чем цинк или алюминий, и с ним нужно обращаться осторожно из-за его реактивных свойств.
Распространенные сплавы для литья под давлением включают AZ91D, известный своей высокой прочностью и стойкостью к коррозии, и AM60B, ценимый за более высокую пластичность и лучшее поглощение энергии в приложениях, подверженных ударам.
Основные характеристики
- Низкая плотность среди металлов для литья под давлением
- Отличное соотношение жесткости и веса
- Хорошие свойства экранирования от электромагнитных и радиочастотных помех (EMI/RFI)
- Эффективное подавление вибраций
- Требуется литье под давлением с холодной камерой
Применение
Магниевые отливки под давлением широко используются в портативной электронике, такой как корпуса ноутбуков и планшетов, а также в автомобильных компонентах, таких как сердцевины рулевых колес, корпуса трансмиссий и конструкции приборных панелей. Применения в аэрокосмической отрасли также используют магний для крепежей и легких корпусов, в то время как электрические инструменты выигрывают от снижения веса без потери жесткости.
Алюминиевые сплавы
Алюминиевые сплавы часто используются для изготовления деталей, так как они обеспечивают отличное сочетание веса, прочности и стойкости к ржавчине/коррозии. По сравнению с цинком, алюминий намного легче, но при использовании в качестве материала для литья под давлением два металла имеют относительно схожие механические характеристики. Алюминий также более устойчив к высоким рабочим температурам, чем цинк или магний. Он естественно сопротивляется коррозии, особенно при воздействии наружных условий и/или условий на море. Алюминий хорошо проводит тепло, что делает его полезным для управления температурой.
Наиболее распространенный алюминиевый сплав для литья под давлением — это A380; он обладает хорошей текучестью для заполнения формы и достаточной механической прочностью для выдерживания эксплуатационных нагрузок. ADC12 обладает схожими характеристиками (и может встречаться чаще в производстве в Азии). A383 обладает лучшими способностями к заполнению и обычно рекомендуется для высоко сложных и/или тонкостенных геометрий литья под давлением. Алюминиевые сплавы должны производиться с использованием метода литья под давлением с холодной камерой для достижения оптимальных результатов.
Основные характеристики
- Умеренная плотность с высокой прочностью на единицу веса
- Отличная теплопроводность и электропроводность
- Естественная стойкость к коррозии
- Подходит для сложных геометрий и тонких стенок
Применение
Большинство алюминиевых сплавов для литья под давлением, предназначенных для автомобильной промышленности, используются для производства блоков двигателей, корпусов трансмиссий, колес и других конструктивных компонентов. Помимо автомобильной промышленности, многие производители электронной техники используют алюминий для производства корпусов и радиаторов. Другие применения включают бытовую технику, электроинструменты, телекоммуникационное оборудование и морскую фурнитуру, требующую долговечности в эксплуатации.
Медные сплавы
Медные сплавы обладают лучшей электрической и теплопроводностью, чем почти любой другой материал, что делает их идеальными для многих применений, требующих хорошей работы в суровых условиях с повышенными температурами или высокой износостойкости. Они сохраняют прочность при экстремальных условиях и обладают высокой стойкостью к коррозии. Однако их высокая температура плавления (900–1000 °C) делает их более трудными для литья под давлением. Латунь (медь-цинк) и бронза (медь-олово) являются основными медными материалами для литья под давлением. Оба требуют более прочных инструментов и создают более высокие тепловые нагрузки на формы по сравнению с цинком, магнием или алюминием.
Основные характеристики
- Высокая электрическая и теплопроводность
- Отличная износостойкость
- Сохраняет прочность при высоких температурах
- Высокая стойкость к коррозии
Применение
Медные отливки под давлением часто используются в электрических компонентах, таких как соединители, клеммы и устройства для переключения. Латунь используется в сантехнических принадлежностях и клапанах благодаря своей стойкости к коррозии и легкости обработки. Бронза часто используется в морской фурнитуре благодаря отличной стойкости к коррозии от соленой воды. Другие применения включают замки, шестерни, втулки, декоративные архитектурные элементы и некоторые компоненты музыкальных инструментов.
Факторы, которые следует учитывать при выборе материалов для литья под давлением
Выбор подходящего сплава для литья под давлением необходим для обеспечения сбалансированных технических характеристик и производственных соображений на протяжении всего жизненного цикла детали.
- Объем производства является критическим фактором при определении подходящего сплава; цинк обеспечивает самые быстрые циклы и наибольший срок службы формы, что делает его подходящим для чрезвычайно крупных серий. Алюминий и магний требуют более тщательного обслуживания форм, в то время как медные сплавы изнашивают инструменты быстрее всего.
- Размерная точность — еще один важный фактор, при этом цинк обеспечивает стабильные точные допуски на протяжении длительных производственных серий; поэтому требуется меньше послеремонтной обработки. Цинк хорошо заполняет сложные формы, тонкие стенки и мелкие детали.
- Послеобработка также влияет на выбор материала: цинк подходит для покрытия, алюминий — для анодирования, а магний может потребовать защитных покрытий.
- Экологическое воздействие, требования по весу и общая стоимость также должны направлять выбор сплава. Магний предлагает лучшее соотношение прочности и веса, алюминий сочетает прочность и вес, а алюминий обладает лучшей естественной стойкостью к коррозии.
- Экологическое воздействие, требования по весу и общая стоимость также должны направлять выбор сплава. Магний предлагает лучшее соотношение прочности и веса, алюминий сочетает прочность и вес, а алюминий обладает лучшей естественной стойкостью к коррозии.
Заключение
Успешные проекты литья под давлением начинаются с обоснованного выбора материала. Ваш выбор влияет на характеристики детали, производственные расходы, сроки выполнения и долговечность продукции. Цинк, алюминий, магний и медные сплавы обладают различными свойствами, подходящими для различных применений. Правильный выбор материала на ранней стадии предотвращает дорогие исправления в будущем.
Вопросы и ответы
Используется ли алюминий 6061 для литья под давлением?
Нет, потому что ему не хватает текучести, необходимой для литья под давлением, и он подвержен горячим трещинам, что делает его более подходящим для экструзии и ковки.
Какой металл для литья под давлением самый прочный?
Медные сплавы являются самыми прочными благодаря самой высокой прочности на растяжение на единицу веса. Алюминий и магний — это сильные и легкие варианты.
Какие материалы лучше всего подходят для автомобильных конструктивных компонентов?
Алюминий часто используется для точек крепления двигателей, блоков, корпусов трансмиссий и других участков с тяжелыми нагрузками. Цинк используется для экономически эффективного массового производства мелких деталей.
Как выбираются материалы для литья под давлением в аэрокосмических приложениях?
Магний используется для легких конструктивных элементов, а алюминий выбирается для приложений, требующих более высокой абсолютной прочности. Учитываются вес, тепловые характеристики, стойкость к коррозии и соблюдение нормативных требований.
Russian 
English 
German 
Spanish 
French 
Portuguese