Цинковое литье под давлением: Техника, преимущества и промышленное применение

Литье под давлением с использованием цинка - распространенный метод производства, обычно применяемый в отраслях, где важны скорость, точность, прочность и доступность. Цинковые сплавы используются в автомобильной и аэрокосмической промышленности, в производстве бытовой электроники и т. д. благодаря своим высоким литейным свойствам, контролю размеров, прочности и универсальности. Из них можно изготавливать сложные формы с гладкими поверхностями, что делает их очень востребованными в массовом производстве. Голые цинковые поверхности легко подвергаются коррозии, потускнению и общему износу при воздействии неблагоприятной окружающей среды, что обуславливает необходимость нанесения защитного покрытия. Именно здесь нанесение покрытия становится одним из важнейших этапов, от которого зависит как удобство использования и срок службы изделий, так и привлекательность и профессиональный внешний вид продукции на рынке.

При решении таких задач, как обработка поверхности, покрытие цинковых литых деталей гарантирует повышенную устойчивость к старению в окружающей среде, внешний вид и долговечность. Наиболее распространенными процессами в обрабатывающей промышленности по всему миру являются хромирование, цинковое литье под давлением и никелирование цинкового литья под давлением. Помимо срока службы, гальваническое покрытие также создает коммерческую ценность, поскольку клиенты всегда хотят иметь прочные изделия, но при этом с блестящей высококачественной отделкой. Это делает гальваническое покрытие одним из основных видов деятельности в современных отраслях промышленности.

В этой статье я подробно изложу аргументы в пользу необходимости нанесения гальванического покрытия, расскажу о том, как происходит технический процесс, о трудностях и промышленных преимуществах, связанных с этим процессом.

Что такое литье под давлением с цинковым покрытием?

Литье под давлением с цинком это процесс, используемый для равномерного нанесения защитного и декоративного металлического покрытия на детали, отлитые методом литья под давлением из цинка. Учитывая, что цинковые сплавы прочны и экономичны, но подвержены коррозии и износу, гальваническое покрытие продлевает срок службы, внешний вид и эксплуатацию.

Проще говоря, литье под давлением цинка - это процесс, в результате которого получается настоящая деталь или компонент, в то время как гальваническое покрытие наносит дополнительный слой, который создает защитное покрытие на поверхности и обеспечивает необходимую отделку. Нанесение покрытия и цинковое покрытие литые изделия для достижения зеркальной отделки с помощью хромирования цинкового литья под давлением, или защитной, высокотехнологичной отделки с помощью никелирования, цинкового литья под давлением.

Благодаря такому составу цинковое литье под давлением с покрытием находит широкое применение в отделке автомобилей, электронных корпусов, бытового и промышленного оборудования, где потенциальными требованиями являются хороший внешний вид и прочность.

Что такое гальваническое покрытие?

Напыление - это нанесение тонкого слоя металла на поверхность другого материала либо гальваническим (с использованием электрического тока), либо химическим (без использования электрического тока) способом. Нанесение покрытия производится для повышения эстетичности, износостойкости, коррозионной стойкости, электропроводности и износостойкости подложки.

Например, мы используем никель или хром для покрытия цинковых литых деталей, чтобы придать защиту и блеск основному цинку, который обеспечивает прочность и форму. Глянцевая поверхность блестящей хромированной ручки автомобиля или ванной комнаты - прямой результат гальванического покрытия.

Вкратце, гальваническое покрытие - это аналогичный процесс придания изделию защитного и красивого покрытия, чтобы оно выглядело более долговечным и привлекательным.

Причина, по которой цинковое литье под давлением нуждается в покрытии

Несмотря на сильные стороны цинковых сплавов, которые могут применяться в различных областях, существуют некоторые ограничения при использовании их в необработанном виде. Непокрытый цинк подвержен потускнению или коррозионному воздействию влаги, химикатов и термических изменений. Во многих отраслях простой детали без покрытия недостаточно для долгосрочной надежности.

Отделка поверхности с помощью гальванического покрытия не только служит косметическим целям, но и дает различные преимущества в технике. Производители усиливают меры предосторожности против коррозии, истирания и окисления, используя так называемую технику цинкового литья под давлением. Это гарантирует долговечность изделия как с точки зрения целостности его структуры, так и эстетической привлекательности в долгосрочной перспективе.

Кроме того, возможно нанесение специальных покрытий, таких как хромирование, цинковое литье под давлением, которое обеспечивает высокий блеск, наилучшим образом подходящий для компонентов потребительских товаров, а также никелирование цинкового литья под давлением, которое является как защитным, так и декоративным покрытием.

Процесс нанесения покрытия на цинковые отливки под давлением

Нанесение покрытия - сложный процесс, требующий тщательной подготовки и выполнения. В отличие от алюминия и стали, цинковые сплавы представляют собой необычные проблемы из-за реакционной способности цинка. Поэтому нанесение покрытия на цинк требует специальной обработки, чтобы гарантировать хорошую адгезию.

Наплавка 1: Подготовка поверхности

Первоначальным процессом является обезжиривание, в ходе которого из отливки удаляются масло, смазка и загрязнения. Без строгой очистки возникнет шелушение или отслаивание, что означает плохую адгезию при использовании цинковых литых деталей.

Шаг 2: Выбор

Отливки раскисляются и очищаются путем погружения в кислоту. Это делает поверхность чистой, активной и способной принимать слои покрытия.

Шаг 3: Нанесите слой обводки

Цинковые сплавы очень реактивны, поэтому для повышения адгезии перед финишной обработкой обычно используется тонкий слой меди или никеля. Это очень важный этап как для хромирования, так и для никелирования цинкового литья под давлением.

Шаг 4, последний слой покрытия

Поверхность покрывается гальваническим способом нестойкими металлами, хромом, никелем или другими сплавами. Долговечность и внешний вид готового изделия зависят от этого слоя, его толщины и качества.

Хромирование цинковых отливок

Наиболее распространенная технология отделки цинкового литья под давлением называется хромирование; этот вид отделки используется для повышения долговечности цинковой детали, ее функциональности и красоты. Под хромированием понимается нанесение очень тонкой пленки металлического хрома на поверхность цинковых литых изделий с помощью гальванического процесса.

В результате получается блестящее, зеркальное покрытие, которое не только улучшает эстетику, но и укрепляет деталь от коррозии, царапин и ежедневного износа. Было установлено, что хромированные предметы защищают необработанную цинковую поверхность, склонную к быстрому потускнению в более сложных условиях, а сами изделия отличаются долговечностью.

Важные преимущества хромирования цинковых отливок

• Улучшенная эстетика: Обеспечивает глянцевую, полированную отделку, которая лучше всего подходит для продуктов, продаваемых потребителю.
• Защита от коррозии: Защищает цинковую основу от ржавчины, потускнения и воздействия химических веществ.
• Долговечность: Повышает устойчивость к царапинам, истиранию и физическим повреждениям.
• Добавленная стоимость: Компонент кажется премиальным, и он лучше продается на рынке.

Общие области применения:

• Автомобильный сектор: Автомобильные решетки, автомобильная отделка, автомобильные ручки и декоративные детали.
• Предметы домашнего обихода: Наборы для организации, краны и товары для дома.
• Электроника:  Декоративные оболочки и компоненты, используемые там, где требуется долговременный блеск.

Иными словами, процесс хромирования цинка при литье под давлением позволяет превратить обычные цинковые материалы в высокопроизводительные и привлекательные сплавы, призванные с высочайшей эффективностью служить нуждам современных отраслей промышленности и их потребителей.

Никелирование цинкового литья под давлением

Другой широко используемый метод отделки, в основном на цинковом литье под давлением, называется никелированием, и его основная цель - обеспечить функциональную защиту, а также придать декоративную ценность. Никелирование - это процесс, при котором тонкий слой никелевого металла осаждается на поверхности цинкового литья под давлением с помощью гальванического или электролитическое покрытие.

По сравнению с хромом, который выбирают в основном из-за красивого блеска, никелирование более предпочтительно благодаря балансу между стойкостью и долговечностью и универсальностью эстетической привлекательности. В зависимости от промышленных потребностей оно может обеспечивать яркую, отражающую, матовую или сатиновую отделку.

Важные преимущества никелирования цинковых отливок:

• Отличная коррозионная стойкость: Никелевое покрытие служит защитой от окисления цинковых деталей, влаги и других химических веществ.
• Высокая износостойкость: Помогает продлить срок службы деталей, которые находятся в контакте и нуждаются в многократном использовании.
• Высокопроизводительная гибкость: Может использоваться для получения глянцевых, матовых или сатиновых результатов в различных областях применения.
• Адгезионный слой: Чаще всего адгезионные слои наносятся перед хромированием для улучшения сцепления и создания прочного слоя, который можно полировать.

Общие области применения:

• Автозапчасти и аксессуары: Детали двигателя, аксессуары для отделки и защитные кожухи.
• Потребительские товары: Электрические разъемы и аппаратные инструменты, а также украшения.
• Промышленное оборудование: Детали машин, для которых важны прочность и износостойкость.

В буквальном смысле слова, никелирование цинкового литья под давлением не только увеличивает долговечность и полезность цинковых отливок, но и придает им профессиональную, изысканную отделку, которая может применяться во многих отраслях промышленности.

Техническое сравнение покрытия цинкового литья под давлением

Здесь приведены часто используемые покрытия для цинкового литья под давлением, а также сравнительная таблица технических свойств цинкового покрытия для литья под давлением (включены все данные, такие как температура, плотность, давление, твердость и т.д.).

Сплавы, используемые при литье под давлением цинка

Литье под давлением с использованием цинка во многом зависит от применения специальных сплавов, способных обеспечить сочетание прочности, удлинения, коррозии и точности размеров. Наиболее популярными являются сплавы цинка, входящие в семейство Zamak, а также некоторые современные сплавы:

Замак 2

Самый прочный из стандартных цинковых сплавов, Zamak 2, отличается высокой прочностью и хорошими износостойкими свойствами. Он применяется в механических и автомобильных деталях, где важны такие качества, как прочность и долговечность. Тем не менее, процесс нанесения покрытия не такой гладкий, как у Zamak 3 и 5, из-за повышенной доли меди.

Замак 3

Zamak 3 является наиболее распространенным сплавом для литья под давлением из цинкового сплава благодаря балансу литейных свойств, прочности и пластичности. Он подходит для широкого применения и сложных конструкций. В плане покрытия Zamak 3 является наиболее стабильным и легче всего поддается никелированию или хромированию.

Замак 5

Zamak 5 прочнее и износостойче, чем Zamak 3, поскольку в нем больше меди. Он находит широкое применение в аппаратной, автомобильной и механической промышленности. Присутствие меди является более проводящим, а концентрация меди немного больше подвержена коррозии, поэтому подготовка поверхности перед нанесением покрытия должна быть точной.

Замак 7

Zamak 7 - почти такой же сплав, как и Zamak 3, но с меньшим содержанием магния, обеспечивающим улучшенную текучесть в тонкостенных или детализированных отливках. Он особенно распространен в электронике, потребительских товарах и украшениях. На сплав Zamak 7 также можно наносить гальваническое покрытие, что позволяет использовать его в некоторых операциях эстетической отделки.

Сплавы ZA: (ZA-8, ZA-12, ZA-27)

Сплавы содержат повышенное количество алюминия, который придает дополнительную твердость, износостойкость и механическую прочность. Они находят применение в сложных задачах, таких как шестерни, подшипники и промышленное оборудование. Нанесение покрытия на эти сплавы не так просто из-за содержания алюминия, поэтому очень важна предварительная обработка.

Сплав EZAC

К новым высокоэффективным сплавам цинк-алюминий-медь относится сплав EZAC, обеспечивающий высокую стойкость к ползучести, высокую твердость и долговечность. Он все чаще применяется для изготовления деталей автомобилей и тяжелых грузовиков. Нанесение покрытия на Ezac может быть сложным, но это возможно с помощью современных процессов.

Цинковое литье с покрытием Используемые материалы

Материал, выбранный для нанесения покрытия, очень важен для определения производительности, долговечности и внешнего вида литых под давлением цинковых деталей. Различные металлы для нанесения покрытия выбираются в зависимости от предполагаемых характеристик, будь то коррозионная стойкость, эстетическая привлекательность, электропроводность или износостойкость.

1. Никель

Отливки из цинка часто подвергаются никелированию. Никелирование цинкового литья под давлением очень полезно для защиты от коррозии, износа и придает ему красивый внешний вид - матовый или блестящий. Оно также используется для повышения адгезии других покрытий.

2. Хром (Chromium)

Хромирование цинкового литья под давлением обеспечивает зеркальную поверхность, устойчивость к царапинам и сияющий блеск. Его можно использовать для покрытия никеля, чтобы повысить долговечность и красоту объекта, особенно в домах и автомобилях.

3. Медь

Медь может широко использоваться в качестве промежуточного ударного слоя. Медь также улучшает адгезию между поверхностью литья под давлением и окончательным покрытием на поверхности, поскольку цинк является реактивным веществом.

4. Золото и серебро (специальное использование)

Золотое и серебряное покрытие может быть нанесено на роскошные или электронные компоненты. Они токопроводят, устойчивы к коррозии и являются высококачественным декоративным продуктом.

5. Покрытия для преобразования цинка

Для обеспечения базовой защиты от коррозии перед окончательной плакировкой цинковые отливки иногда пассивируют и/или покрывают слоем хромата.

Проблемы, связанные с нанесением покрытия на цинковые отливки

Хотя использование цинковых литых деталей с покрытием имеет ряд преимуществ, оно также связано с техническими трудностями. Цинк - чувствительный металл, поверхности которого характеризуются особыми свойствами, требующими особого внимания в процессе нанесения покрытия. Из-за неправильной подготовки и регулирования слой покрытия может разрушаться, что приводит к плохому сцеплению или низкой прочности.

Ключевые вызовы

Реактивность поверхности

Цинк легко вступает в реакцию с воздухом, образуя тонкий слой оксида. Неправильное удаление этого слоя может привести к затруднению высокой адгезии слоя покрытия, особенно в таких процессах, как хромирование цинкового литья под давлением.

Пористость отливок

В отливках из цинка регулярно образуются микроскопические поры. Микроцарапины, образованные этими порами, могут заполняться химическими веществами, газами или примесями, что впоследствии приводит к образованию пузырей, волдырей или даже отслаиванию покрытия.

Проблемы с адгезией

Цинк мягче других металлов, поэтому прямое покрытие может плохо скрепляться. Поэтому перед последним слоем используется несколько ударных слоев, обычно никель или медь. Когда речь идет о цинковом литье под давлением, обеспечение надлежащей адгезии имеет первостепенное значение при никелировании.

Контроль толщины

При нанесении толщины покрытия на сложные формы трудно добиться последовательности. Несоответствие толщины покрытия может привести к образованию слабых слоев, которые снижают коррозионную стойкость и делают покрытие некачественным.

Экологические нормы

Некоторые химические вещества, в первую очередь те, которые используются при хромировании и литье под давлением цинка, представляют опасность для окружающей среды и здоровья. Промышленность предъявляет жесткие требования и вынуждена инвестировать в экологически чистые технологии.

Соображения по поводу стоимости

Качественное гальваническое покрытие включает в себя несколько процессов: очистку, травление, нанесение ударного покрытия и финишную обработку, и эти процессы повышают себестоимость продукции. Производители должны найти равновесие между ценой, долговечностью и эффективностью.

Можно сделать вывод, что покрытие цинком литья под давлением является необходимостью с точки зрения долговечности и эстетики, и чтобы преодолеть трудности, оно должно быть выполнено с опытом, с использованием передовых технологий и тщательным контролем качества для получения надежных результатов.

Сравнение типов покрытий при литье под давлением с использованием цинка

Промышленное применение литья под давлением с цинковым покрытием

1. Автомобильная промышленность

Одним из крупнейших потребителей компонентов с цинковым покрытием является автомобильный сектор. Решетки, накладки и дверные ручки - вот примеры компонентов, которые покрываются хромом с помощью цинкового литья под давлением, чтобы сочетать красоту и долговечность в суровых условиях.

2. Потребительская электроника

Процесс нанесения покрытия на цинковое литье заключается в нанесении никелевого или хромового покрытия на литье и используется в ноутбуках, мобильных телефонах и электронных держателях для борьбы с причинами внешнего вида и защиты.

3. Бытовая техника

Сантехника, кухонные ручки и декоративные элементы обычно проходят через процессы, известные как гальванизация, литье под давлением цинка, чтобы придать им большую долговечность и блеск.

4. Промышленное оборудование

Инструменты и механические компоненты покрываются никелем и хромом, чтобы обеспечить им защиту от износа. Цинковое покрытие важно, когда производители стремятся изготовить детали промышленного назначения с никелевым покрытием.

Вопросы охраны окружающей среды и нормативно-правового регулирования

Современная промышленность находится под давлением необходимости перехода на экологически чистые технологии. В традиционных процессах литья под давлением и хромирования цинка обычно используется шестивалентный хром, который является токсичным веществом. Сегодня большинство компаний переходят на использование трехвалентного хрома и экологически чистых альтернатив.

Кроме того, бизнес по нанесению покрытий инвестирует в переработку сточных вод, сокращение использования химикатов и применение более безопасных электролитов. Инвестируя в экологичные, устойчивые процессы нанесения цинкового покрытия, производители не только соблюдают нормы, установленные мировыми правительствами, но и повышают доверие потребителей.

Тенденции будущего покрытия цинкового литья под давлением

В связи с изменениями в промышленности для компонентов, изготовленных из цинка, возросла потребность в более тонкой отделке, которая отличается повышенной прочностью и долговечностью, а также устойчивостью к внешним воздействиям. Традиционные технологии цинкового литья под давлением подвергаются усовершенствованиям, чтобы соответствовать более строгим условиям окружающей среды, стать эффективными и достичь более длительного износа.

Важные тенденции будущего

Экологически чистые альтернативы хрому

В связи с ужесточением контроля над шестивалентным хромом многие производители перешли на трехвалентное хромирование. Такой переход позволит гарантировать, что хромирование цинкового литья под давлением останется экологически чистым, но при этом будет иметь солидность и блеск.

Нанотехнологические покрытия

Наноструктурированные гальванические слои. Использование наноструктурированных гальванических слоев становится все более популярным методом получения сверхтонких, но высокозащищенных покрытий. В значительной степени такие покрытия могут повысить износостойкость и коррозионную стойкость без дополнительного веса.

Гибридные системы нанесения покрытия

Также наблюдается рост сочетания технологий, таких как никелирование цинкового литья под давлением и, наконец, хромирование. Эти гибридные слои обеспечивают деталям повышенную адгезию, защиту и декоративный эффект.

Интеллектуальное покрытие и автоматизация

Управляемые искусственным интеллектом системы нанесения покрытий и передовые роботизированные системы гарантируют высококачественное и стабильное нанесение покрытий, снижение количества отходов и повышение скорости производства. Эта тенденция позволит снизить количество ошибок, связанных с человеческим фактором, а также оптимизировать использование ресурсов.

Функциональная отделка

Помимо красоты, в будущем с помощью гальванического покрытия будут выполняться и более специализированные функции, в том числе антимикробное покрытие медицинского оборудования или токопроводящее покрытие электронных устройств.

Устойчивое развитие и переработка отходов

В настоящее время используются замкнутые системы нанесения покрытия, позволяющие повторно использовать воду, минимизировать химические отходы и энергопотребление. В ближайшие несколько десятилетий в мире будут преобладать устойчивые процессы литья под давлением с использованием цинка.

Будущее цинкового литья под давлением - за инновациями, устойчивостью и передовыми технологиями. Благодаря "зеленым" инициативам и гибридизации, а также интеллектуальным технологиям, промышленные предприятия смогут убедиться, что покрытие цинком литья под давлением никогда не устареет в современном процессе производства.

Заключение

Одним из методов, который стал абсолютной необходимостью в современном производстве, является нанесение покрытия на цинковые отливки. Именно этот процесс способствует увеличению прочности, функциональности, красоты и элегантности изделий. Хотя цинковое литье под давлением обладает такими качествами, как точность, универсальность и доступность, незащищенные поверхности цинкового сплава подвержены коррозии, потускнению и износу в целом. Ограничения выбора, описанные выше, устраняются с помощью таких методов покрытия, как хромирование, цинковое литье под давлением и никелирование цинкового литья под давлением, что приводит к увеличению прочности, продлению срока службы и эстетической отделки изделия.

Помимо защиты изделий от разрушающего воздействия окружающей среды, гальваническое покрытие может также повысить коммерческую ценность изделий благодаря придаваемой им отделке. Технология гальванопокрытий позволила преодолеть проблемы пористости, высокой реактивности поверхности и нормативных ограничений. Такие тенденции, как экологически чистый хром, нанопокрытия, гибридная отделка и автоматизация, показывают, как отрасль погружается в экологические и технологические тренды.

В конечном итоге процесс нанесения покрытия на цинковые литые детали гарантирует производство компонентов, сочетающих функциональность с высокой эстетикой в таких отраслях, как автомобилестроение и электроника, производство бытовой техники и промышленного оборудования. С развитием технологий системы гальванического покрытия будут продолжать играть центральную роль в удовлетворении требований к качеству, устойчивости и эстетическому виду литых под давлением цинковых изделий по всему миру.

Вопросы и ответы

Q1. Что такое цинковое покрытие литья под давлением?

 Гальваническое покрытие описывает процесс нанесения тонкого металлического слоя на цинковые литые детали, например, хрома или никеля, для придания прочности, предотвращения коррозии и улучшения привлекательного внешнего вида.

Q2. Почему цинковые отливки под давлением должны быть покрыты гальваническим покрытием?

 Цинк легко подвергается коррозии и является износостойким. Покрытие обеспечивает защиту изделий от коррозии, увеличивая срок их хранения, а также придавая им умеренную красоту.

Q3. Каковы преимущества хромирования цинкового литья под давлением?

 Хромированный литой цинк идеально подходит для получения яркой зеркальной поверхности, хорошей коррозионной стойкости и защиты от царапин; он подходит для отделки автомобилей и декоративных элементов.

Q4. В чем разница между никелевым и хромовым покрытием?

 Однослойное покрытие: Никелевое покрытие на цинковом литье обеспечивает высокую коррозионную/износостойкость, а также матовую и глянцевую поверхность.

Q5. Каковы современные тенденции в нанесении покрытия на цинковые отливки?

 Ожидается, что в будущем будут рассмотрены такие вопросы, как экологически чистый трехвалентный хром, нанотехнологическое покрытие, гибридный никелевый хром, автоматизация и вопросы устойчивого развития, связанные с переработкой процессов нанесения покрытия.