Sinkkivalu vs. alumiinin painevalu: Casting Casting: Hyödyt ja haitat

Myös painevalu on ollut käyttökelpoinen ja monipuolinen prosessi valmistusteollisuudessa, kun on kyse korkean tarkkuuden metallituotteiden valmistuksesta. Alumiini ja sinkki ovat yleisimpiä painevaluseoksia. Olettaen, että olet mukana tuotteen valmistuksessa, suunnittelussa tai ainesosien paikallistamisessa, sinun on ymmärrettävä ero sinkkivalun ja alumiinin painevalun välillä.

Opas auttaa valmistajia valitsemaan sopivimman metalliseoksen omaan projektiinsa, olipa kyse autonosista, elektroniikasta tai kulutustavaroista. Muottiinvalu on prosessi, jossa kuumaa sulaa metallia kaadetaan muottiin korkeassa paineessa, jolloin saadaan aikaan monimutkaisia muotoja, joissa on korkeatasoinen pintakäsittely. Sekä sinkki- että alumiinin painevalu on omat hyvät ja huonot puolensa.

Tarjoamme myös perusteellisia vertailuja, taulukkomuotoisen, nopeutetun näkymän ja ammattimaisia kommentteja, jotka auttavat sinua tekemään tietoon perustuvan päätöksen. Lopulta ymmärrät selvästi eron seuraavien välillä sinkkivalu ja alumiinin painevalu, ja milloin kumpaakin niistä on käytettävä. Tutustutaan avaintekijöihin.

Mitä on painevalu? Nopea yleiskatsaus

On erittäin tärkeää ymmärtää painevaluprosessi ennen sinkkivalun ja alumiinivalun vertailua. Muottiinvalu on prosessi, jossa sula metalli pakotetaan muotin onteloon korkeassa paineessa (1 000-20 000 psi). Karkaistusta teräksestä valmistetusta muotista tai muotista voidaan tyypillisesti valmistaa tuhansia samanlaisia osia, joissa on tiukat toleranssit.

Die Casting tyypit

Kuuma kammio Die Casting

 Sitä käytetään matalan sulamispisteen metalleissa, kuten sinkissä. Ruiskutusjärjestelmä kastetaan sulaan metalliin.

Kylmäkammion painevalu

Se on parasta silloin, kun metallilla, kuten alumiinilla, on korkeampi sulamislämpötila. Sulan metallin lastaaminen kammioon tehdään koneen vaurioitumisen estämiseksi.

Sitä suositaan sen nopeuden, tarkkuuden ja kyvyn luoda monimutkaisia malleja ilman laajaa jälkikäsittelyä. Tässä vaiheessa vertaamme kahta tähtiseosta: sinkkiä ja alumiinia.

Sinkin ja alumiinin painevalun ensisijaiset ominaisuudet

Päätös sinkki- ja alumiinin painevalun välillä tehdään usein materiaalin ominaisuuksien perusteella. Sinkki (ja se on yleisesti seostettu Zamak) ja alumiinilla (kuten ADC12 tai A380) ei ole samoja lujuuksia, painoa, korroosionkestävyyttä jne.

Lujuus ja kestävyys

Sinkkiseokset on raportoitu olevan erittäin iskunkestäviä ja sitkeitä. Ne kestävät huomattavaa rasitusta murtumatta, joten ne soveltuvat komponentteihin, joita on taivutettava tai muotoiltava valun jälkeen. Alumiiniseokset, ovat sen sijaan vetolujuudeltaan ja kovuudeltaan parempia, erityisesti rakenteissa.

Paino ja tiheys

Alumiini on kevyempi (d = 2,7 g/cm 3) kuin sinkki, jonka tiheys on 6,6 g/cm 3. Tämän vuoksi alumiinia käytetään teollisuudenaloilla, jotka vaativat pientä painoa, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuudessa.

Sulamispiste ja valettavuus

Sinkki sulaa noin 380-390 °C:n lämpötilassa, jolloin kuumakammiokoneet voivat toimia nopeammin. Pelkkä alumiini sulaa 660 °C:ssa, mikä tarkoittaa kylmäkammioprosesseja, jotka saattavat hidastaa tuotantoa mutta mahdollistavat ohuempien seinämien valmistuksen.

Korroosionkestävyys

Molemmat kestävät hyvin, mutta alumiini toimii paremmin ankarissa olosuhteissa, koska se muodostaa luonnostaan suojaavan oksidipinnoitteen. Sinkin ulkokäyttö edellyttää pinnoitusta.

Sinkkivalun edut

Sinkkivalun monipuolisuus on tehnyt siitä luotettavan vaihtoehdon jo yli sadan vuoden ajan. Siksi valmistajat pitävät siitä:

Erinomainen mittatarkkuus

Sinkki säilyy ehjänä 0,05 mm:n tai alle 0,05 mm:n tarkkuudella, joten jälkityöstöä ei tarvita. Valmistaja voi saavuttaa äärimmäisen mittatarkkuuden seuraavilla tavoilla sinkkivalumuotit.

Korkea viimeistely

Itse raaka-aine on viimeistelty laadukkaasti. Osat ovat puhtaita, eivätkä ne useinkaan vaadi lisähiontaa ennen pinnoittamista tai maalaamista.

Pidennetty työkalun käyttöikä

Sinkki sulaa helposti, joten muotit kuluvat vähemmän, mikä alentaa pitkän aikavälin työkalukustannuksia. Tuotteet ovat korroosion- ja kulutuksenkestäviä, mikä pidentää niiden käyttöikää.

Nopea tuotannon nopeus

Sula materiaali jähmettyy 15-30 sekunnissa. Sen ansiosta sinkkivalu soveltuu suuriin tuotantomääriin. Suurteollisuus käyttää sitä tuotannon parantamiseen ja lisäämiseen.

Edullinen pienille komponenteille

Sinkki soveltuu erinomaisesti monimutkaisten pienten osien, kuten lukkojen, hammaspyörien ja laitteistojen valmistukseen. Painoherkät sovellukset voivat kuitenkin tehdä sinkistä vähemmän toivottavaa sen suuremman tiheyden vuoksi. Esimerkkejä standardiseoksista ovat Zamak 3 (yleiskäyttöinen) ja Zamak 5 (korkeampi lujuus).

Sovellukset

Muilla teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa, sinkkiä käytetään ovenkahvoissa ja kiinnikkeissä. Elektroniikassa sitä käytetään mieluiten liitoksissa, koska se voi suojata sähkömagneettiselta häiriöltä.

Alumiinin painevalun edut

Suuremmissa ja rakenteellisissa osissa alumiinin painevalu on johtava. Sen etuja ovat mm:

Kevyt ja vahva

Alumiinikomponentit voivat vähentää tuotteen kokonaispainoa 50 prosenttia verrattuna teräkseen tai sinkkiin. Alumiini on kevyttä mutta vahvaa. Tämän vuoksi alumiinin painevalu sopii erinomaisesti sellaisten tuotteiden valmistukseen, jotka soveltuvat lujateknisiin sovelluksiin.  

Erinomainen korroosionkestävyys

Sitä ei useimmissa tapauksissa tarvitse enää pinnoittaa, mikä säästää aikaa ja rahaa. Alumiinista painevalulla valmistettujen tuotteiden käyttöikä on pidempi ja ne pysyvät ehjinä.

Hyvä lämmön- ja sähkönjohtavuus

Alumiinin kyky johtaa sähköä ja lämpöä tekee siitä ihanteellisen moniin erilaisiin sovelluksiin. Se soveltuu erinomaisesti jäähdytyslevyihin, moottorilohkoihin ja sähkökoteloihin.

Kierrätettävyys

Alumiinin painevaluprosessi on paras, koska se on erittäin kierrätettävää - 100 prosenttia alumiinista kierrätetään, mikä vastaa kestävän kehityksen mukaisia tuotantotrendejä.

Ohutseinäisyys

Alumiinin painevalulla voidaan valmistaa jopa 0,5 mm:n ohuita seinämiä, mikä mahdollistaa monimutkaisen muotoilun.

Haitat

• Alumiini on kustannustehottomampi ja haastavampi työstää.
• Valettavuus ja lujuuden tasapaino ovat avainasemassa A380:n kaltaisissa seoksissa.
• Alumiinia käytetään ilmailu- ja avaruusteollisuuden kehyksissä ja liitososissa.
• Sitä käytetään kevyeen kestävyyteen kannettavan tietokoneen kotelossa kulutuselektroniikassa.

Ristiriidat ja haitat

Mikään materiaali ei ole täydellinen. Sinkkivalun ja alumiinin painevalun tapauksessa nämä ovat haittapuolet:

Sinkkivalun rajoitukset

• Sinkki on raskaampaa ja sen sulamispiste on alhaisempi.
• Sitä ei siis voi käyttää korkeissa lämpötiloissa.
• Se viruu tai muodonmuutos jatkuvan kuormituksen alaisena.

Alumiini Die Casting rajoitukset

• Huokoisuus on vaarallista; se on haurasta ja monimutkaisempaa sulattaa.
• Siksi sen tuottamiseen tarvitaan enemmän energiaa, mikä tekee siitä kalliimpaa.
• Ympäristötekijät vaikuttavat niihin.
• Sinkin louhinta voi olla intensiivistä, ja alumiinin tuotanto tuottaa enemmän hiilidioksidipäästöjä, mutta kierrätys poistaa nämä päästöt.

Kustannusten vertailu: Sinkkivalu vs. Alumiinivalu: Sinkkivalu vs. alumiinivalu

Merkittävä tekijä sinkin kuolee vs. alumiinin painevalu on kustannukset. Raaka-aineet ovat yleensä halvempia, kuten sinkki (2-3/kg) verrattuna alumiiniin (2-4/kg), mutta työkalut ja valmistus ovat erilaisia.

Työkalujen kustannukset

Sinkkipuristimet ovat pitkäikäisempiä (jopa 1 miljoona laukausta), ja ne maksavat $5 000-50 000. Samanlaisia, mutta nopeammin kuluvia ovat alumiiniset muotit (100 000-500 000 laukausta).

Tuotantokustannukset

Sinkillä on lyhyemmät syklit ja se minimoi komponenttikohtaiset kustannukset suurilla volyymeillä. Alumiinin hinta voi nousta 20-30 prosenttia korkeampien energiakustannusten vuoksi.

Säästöt yhteensä

Sinkkiä käytetään pääasiassa pienissä erissä (alle 10 000 osaa). Alumiinin kestävyys näkyy suurissa, kevyissä osissa.

Sovellukset: Missä kukin loistaa

Valinta sinkkivalun ja alumiinin painevalun välillä riippuu loppukäytöstä.

Sinkkivalun sovellukset

Käyttämällä sinkkivalu eri toimialoilla on seuraava:

• Autoteollisuudessa sinkkivalua käytetään kaasuttimien runkojen ja polttoainepumppujen valmistukseen.
• Sinkkivalua käytetään sähköteollisuudessa asennus- ja kytkentäsovelluksissa.
• Rautavalmistajat käyttävät sitä lukkojen ja saranoiden valmistukseen.
• Sinkkivaletun tuotteen pintakäsittely parantaa sen esteettistä ulkonäköä. Näitä tuotteita voidaan käyttää koristetuotteissa.

Sovellukset alumiini Die Casting

Eri teollisuudenalat käyttävät alumiinin painevalu ensisijaisena valmistusprosessina tuotteiden tuottamiseksi.

• Alumiininen painevalu soveltuu erinomaisesti vaihteistokoteloiden ja moottorilohkojen valmistukseen autoteollisuudessa.
• Ilmailu- ja avaruusteollisuuden eri komponentit valmistetaan alumiinin painevalusta.
• LED-kotelot ja elektroniikan tietokonekomponentit valmistetaan alumiinin painevalulla.
• Tässä prosessissa valmistetaan pumppuja ja venttiileitä.
• Alumiinin lujuus on sopiva kantavuuteen.
• Sähköajoneuvojen akkukotelot valmistetaan alumiinista painon säästämiseksi, ja pienikokoiset liittimet valmistetaan sinkistä.

Erot valmistusprosessissa

Sinkkivalu vs. alumiinin painevalun valmistus prosessit ovat hieman erilaisia:

• Valmistelu: Molemmat alkavat seoksen sulattamisella.
• Injektio: Kylmä kammio käytetään alumiinissa.
• Jäähdytys ja ulosheitto: Sinkki jäähtyy nopeammin.
• Molemmat voidaan kuitenkin viimeistellä koneistamalla, ja sinkki on helpompaa.

Laadunvalvontaan kuuluu huokoisuuden (kaasun sulkeutuminen) ja supistumisen tutkiminen. Monimutkaiset prosessit, kuten tyhjiövalu, minimoivat alumiinin virheet.

Pintojen jälkikäsittely ja viimeistely

Toiminnallisuutta ja tyyliä parannetaan jälkikäsittelyllä.

• Osoitteessa sinkkivalun viimeistely, peilin (kromi, nikkeli) erinomainen viimeistely saadaan aikaan galvanoimalla. Jauhemaalaus on vakiovaruste.
• Kun alumiinin painevalu, väri ja suojaus saavutetaan anodisoinnilla, esteettisyys maalaamalla.

Kestävä kehitys ja ympäristöasioiden hallinta

Nykyisessä teollisuudessa kestävyydellä on merkittävä rooli. Sinkkivalun ja alumiinin painevalun ympäristövaikutukset eroavat toisistaan.

• Sinkkivalu: Se ei ole ainoastaan täysin kierrätettävissä, vaan se myös uutetaan käyttämällä raskasmetalleja. Sulattamiseen kuluva energia on vähäisempää.
• Alumiinivalu: Kierrätys kuluttaa kuitenkin 95 prosenttia energiasta. Se on loputtomasti kierrätettävissä.
• Nämä kaksi ovat RoHS-standardien mukaisia. Käytä toimittajia, joilla on ISO 14001 -sertifikaatti ympäristöystävällisistä käytännöistä.

Kumpi on parempi: Sinkki vai alumiini? Päätöksentekokehys

Jos haluat tehdä päätöksen sinkkivalusta tai alumiinivalusta, kysy:

• Onko paino etusijalla? Valmistajan on käytettävä alumiinia.
• Vaaditaan suurta lujuutta pienissä osissa? Sinkkivalu on paras ratkaisu.
• Budjettirajoitukset? Valmistaja voi käyttää sinkkivalua, jolloin alkukustannukset ovat alhaisemmat.
• Kun tarvitaan korkeita lämpötilatoleransseja, alumiinivaletut tuotteet ovat ihanteellisia.

The painevalun valmistajat täytyy:

• Määritä osan tarpeet (koko ja lujuus)
• Arvioi tuotantomäärät
• Ota huomioon ympäristötekijät
• Hanki näytteitä valmistajilta
• Vertaa tarjouksia

Kun ostaja on arvioinut kaikki nämä tekijät, hän voi tehdä tietoon perustuvan päätöksen. Sinkkivalun tai alumiinin painevalun käyttäminen on täysin sovelluskohtainen päätös. Tuotteen käyttö riippuu molempien materiaalien valinnasta.

Parhaat sinkin ja alumiinin painevalun valmistajat

Kiina johtaa painevalussa. Huippuyrityksiä ovat mm:

• GC Precision Mold Co., Ltd..: Seokset ovat erikoistuneet sekä.
• Die Castings Kiina: Tarjoaa sinkkiä ja alumiinia.
• TheDiecasting.com: Erikoistunut tilaustöihin.

Tarkista IATF 16949 -laatusertifikaatti autoalalla.

Tulevaisuuden suuntaukset painevalussa

Alalla on tapahtunut muutos:

• Alloy Innovations: Sinkki-alumiiniseokset.
• Robotisointi: Robotisointi: Tekoäly vikojen havaitsemisessa.
• Kestävyys: Biopohjaisista tuotteista valmistetut voiteluaineet.
• Sähköautot voivat lisätä alumiinin kysyntää 20 prosenttia vuoteen 2030 mennessä.

Päätelmä

Sinkkivalu ja alumiinin painevalulla on molemmilla selkeät hyvät ja huonot puolensa. Sinkkiä käytetään parhaiten pieniin, monimutkaisiin osiin, jotka ovat erittäin tarkkoja, joiden viimeistely on herkkää ja jotka voidaan valmistaa nopeasti ja edullisesti. Se on tehokas merkittävissä tuotantomäärissä, joissa tiiveys on ensiarvoisen tärkeää.

Alumiini puolestaan soveltuu paremmin kevyisiin ja rakenteellisiin sovelluksiin sekä korkean lämpötilan sovelluksiin. Sen paino-lujuus-suhde, korroosionkestävyys ja kierrätettävyys ovat tehneet siitä suosittua materiaalia auto-, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa sekä elektroniikkateollisuudessa.

Oikea valinta riippuu kappaleen koosta, kuormituksesta, työolosuhteista, tuotantotuloksesta ja budjetista. Näiden parametrien kriittisen arvioinnin avulla teollisuusyritykset voivat valita seoksen, joka tarjoaa ihanteellisen suorituskyvyn, kustannukset ja luotettavuuden pitkällä aikavälillä.