Sissejuhatus tsingisulamist toodetesse
Tsingisulam on sulam, mis koosneb alusena tsingist ja millele on lisatud muid elemente. Tavaliselt lisatavate legeerivate elementide hulka kuuluvad madalatemperatuurilised-tsingisulamielemendid, nagu alumiinium, vask, magneesium, kaadmium, plii ja titaan.
Tsingisulam on madala sulamistemperatuuriga, hea voolavusega, seda on lihtne keevitada, jootma ja plasti töödelda. See on atmosfääris-korrosioonikindel ning jääke on lihtne ringlusse võtta ja ümber sulatada. Sellel on aga madal roometugevus ja see on kalduvus loomulikule vananemisele, mis võib põhjustada mõõtmete muutusi. See valmistatakse sulatamise teel ja vormitakse survevalamise-või survetöötluse teel.
Tootmisprotsessi põhjal võib selle jagada valatud tsingisulamiteks ja sepistatud tsingisulamiteks. Peamised tsingisulamitesse lisatavad elemendid on alumiinium, vask ja magneesium. Valatud tsingisulamitel on hea voolavus ja korrosioonikindlus, mistõttu need sobivad survevaluinstrumentide, autoosade, korpuste jms jaoks.
Füüsikalised omadused
Tsink on sinakas{0}}valge, läikiv metall, millel on diamagnetilised omadused. Kuigi kaubanduslikku tsinki tavaliselt töödeldakse, ei ole need omadused enam eristatavad. Selle tihedus on veidi madalam kui raual ja sellel on kuusnurkne kristallstruktuur.
Toatemperatuuril on tsink kõva ja rabe, kuid muutub elastseks vahemikus 100–150 kraadi. Kui temperatuur ületab 210 kraadi, muutub tsink uuesti rabedaks ja seda saab haamriga purustada. Tsingil on mõõdukas elektrijuhtivus. Kõigi metallide hulgas on selle sulamistemperatuur (420 kraadi) ja keemistemperatuur (900 kraadi) suhteliselt madal. Välja arvatud elavhõbe ja kaadmium, on selle sulamistemperatuur kõigist siirdemetallidest madalaim.
Omadused
Madal sulamistemperatuur: see sulab 385 kraadi juures, mistõttu on seda lihtne survevalu{1}}valuda.
Hea valamistõhusus: see suudab survevaluga-vala keerulisi õhukeseseinalisi ja sileda pinnaga täppisosi.
Korrosioonikindel-atmosfääris.
Valmistoodete kõrge mõõtmete stabiilsus ja täpsus (kuni 0,03 mm).
Madalad tootmiskulud: pikk hallituse eluiga.
01 Tsingisulamite arengulugu
1930. aastal, Teise maailmasõja eelõhtul, hakkas Saksamaa otsima alternatiive tinapronksile, plii messingile ja Babbitti metallidele, et lahendada vaseressursside nappus ja kõrged kulud, alustades uuringuid uue põlvkonna liuglaagrisulamite kohta.
1935. aastal avastas Saksamaa pärast peaaegu viis aastat kestnud uurimistööd, et valatud tsingi-põhiste sulamite ja valualumiiniumi-põhiste sulamite mehaanilised omadused ja hõõrdumist-vähendavad omadused võivad ületada vase-põhiste sulamite ja Babbitti metallide omad.
1938. aastal asendas Saksamaa edukalt tinapronksi ja alumiiniumpronksi valatud tsingisulamitega ning Babbitti metallid valatud alumiiniumi{1}}põhiste sulamitega, et toota laagripukse ja sarnaseid tooteid. Need paigaldati sõjaväe tankidesse ja autodesse, saavutades suurepäraseid tulemusi.
Aastatel 1939–1943, II maailmasõja ajal, kasvas tsingivalatud sulamite ja valatud alumiiniumi-põhiste sulamite aastane kasutus Saksamaal 7800 tonnilt 49 000 tonnile. See muudatus äratas Rahvusvahelise Plii- ja Tsingiorganisatsiooni märkimisväärset tähelepanu.
1959. aastal käivitasid Rahvusvahelise Plii- ja Tsingiorganisatsiooni liikmesüksused ühiselt uurimisprojekti nimega "LONG-S PLAN". Selle eesmärk oli välja töötada uue põlvkonna hõõrdumist{3}}vähendavad sulamid, millel on suurem jõudlus ja pikem kasutusiga kui vase-põhised sulamid ja Babbitti metallid. Arendatavat sulamit nimetati Long{6}s metalliks.
Uue Long{0}s metalli hõõrdumist-vähendava sulami ilmumine pälvis kasutajate tähelepanu kogu maailmas. Paljud tööstusriigid investeerisid märkimisväärseid ressursse Long-metalli uurimis- ja arendustegevusse. Ainuüksi Ameerika Ühendriikides on kümned ettevõtted välja töötanud Long{5}s metallist alumiiniumist-, tsingi-põhiseid ja muid hõõrdumist{8}}vähendavaid sulameid.
Tänu oma suurepärastele hõõrdumist-vähendavatele omadustele ja kulu-tõhususele propageeriti Long-s metalli kiiresti tootmissektoris ja see asendas põhjalikult traditsioonilised hõõrdumist-vähendavad sulamid, nagu vase-põhised sulamid ja Babbitti metallid, näidates tugevat turukonkurentsivõimet.
Tsingisulamite arendamine Hiinas
Kuna nii uut Long{0}s metalli tsingisulamit kui ka traditsioonilisi Babbitti metalle sai kasutada liuglaagrite valmistamiseks ja selle tootmiskulud olid oluliselt madalamad kui Babbitti metallidel, translitereeriti Long{1}} metall Hiinas kui "Longi sulam". Tööstuse spetsialistid viitasid Long-metallile kui uut tüüpi hõõrdumist-vähendavale sulamile ja paljud nimetasid seda tavaliselt uut tüüpi laagrisulamiks.
1982. aastal tutvustas Shenyangi valukodade uurimisinstituut, riiklik valutehnoloogiaamet, Long-s metalli ZA27 tsingisulami USA standardi ASTM B791-1979 alusel. Pärast peaaegu kaks aastat kestnud uurimistööd ja kohandamist töötasid nad välja kodumaal toodetud tsink-põhise uue laagrisulami ZA27 riikliku standardi koodiga ZA27-2, mis tähistab Hiina uue hõõrdumist vähendava sulami väljatöötamise algust.
1985. aastal loodi Liaoningi provintsi asekuberneri pr Chen Shuzhi eestkostel ja Shenyangi valukoja uurimisinstituudi asjaomaste juhtide tugeval toetusel Shenyangi laagrimaterjalide uurimisinstituut. See koosnes Shenyangi valukoja uurimisinstituudi tehnilisest eliidist ja oli spetsialiseerunud välismaise kõrgtasemelise Long{3}} metallitehnoloogia kasutuselevõtule, et edendada kodumaise Longi sulami tehnoloogia arendamist ja populariseerimist.
1991. aastal töötas Shenyangi laagrimaterjalide uurimisinstituut esmakordselt välja ZA27-2 baasil suure -alumiiniumtsingi-põhise ZA303 sulami materjali, mis käsitleb ZA27-2 haprust madalal temperatuuril. Sel aastal läbis see Shenyangi linna teadus- ja tehnoloogiakomisjoni teaduslike ja tehnoloogiliste saavutuste hindamise. Sellest ajast alates on "Longi sulami" tehnoloogiat laialdaselt levitatud ja vahetatud suuremate kodumaiste ülikoolide ja teadusasutuste vahel, edendades Hiina "Long'i sulami" kiiret arengut.
Tsingil-põhinevad mikrokristallilised sulamid vastavad üksikute omaduste spetsiifilistele jõudlusnõuetele, eristades neid tavapärastest hõõrdumist-vähendavatest sulamitest. See pakub hõõrdumist -vähendavate materjalide kohandatud tootmist seadmete tootmise tööstuse jaoks, mis vastab seadmete tootmise isikupärastatud vajadustele ja pakub tugevat tuge seadmete tootmise kõrge efektiivsuse, suure täpsuse, suure töökindluse ja madalate kuludega.
2010. aastaks hakati hõõrdumist{1}}vähendavaid tooteid, nagu laagripuksid, laagrid, tiguülekanded, liugplaadid ja mutrid, mis on valmistatud tsingi-põhistest mikrokristallilistest sulamitest, edukalt rakendatud sellistes tööstusharudes nagu sepistamisseadmete tootmine, CNC-tööpinkide tootmine, raskete masinaehitusseadmete tootmine ja kiiruse vähendamise seadmete tootmine.
Tsingi-põhised mikrokristallilised sulamitooted on edukalt asendanud traditsioonilised hõõrdumist-vähendavad sulamid ja uued hõõrdumist-vähendavad sulamitooted oma suure töökindluse ja stabiilsusega, saavutades häid sotsiaalseid eeliseid ja märkimisväärset majanduslikku tulu. See tähistab Hiina tsingisulamite arendamise sisenemist "mikrokristalliliste sulamite" ajastusse!
02 Tsingisulamite tootmisprotsess
Traditsiooniline survevaluprotsess{0}} koosneb peamiselt neljast etapist: vormi ettevalmistamine, täitmine, süstimine ja raputamine (üldtuntud kui värava eraldamine).
Ettevalmistusprotsessi käigus pihustatakse määrdeainet vormiõõnde. Määrdeaine mitte ainult ei aita kontrollida vormi temperatuuri, vaid aitab ka valandit väljutada. Pärast seda vorm suletakse ja sulametall süstitakse vormi kõrge rõhu all, tavaliselt vahemikus 10 kuni 175 megapaskalit.
Kui sulametall täidab vormi, hoitakse rõhku seni, kuni valas tahkub. Seejärel suruvad väljavisketihvtid kõik valandid välja. Kuna vormil võib olla mitu õõnsust, saab iga tsükli jooksul valmistada mitu valandit.
Raputusprotsess hõlmab jääkide eraldamist, sealhulgas vormivärav, jooksjad, voolik ja välk. See saavutatakse tavaliselt valandi kinnitamisega spetsiaalse kinnitusvahendiga. Kui värav on rabe, saab valu otse maha lüüa, säästes tööjõudu. Üleliigse vormivärava materjali saab sulatada ja uuesti kasutada. Tüüpiline saagis on ligikaudu 67%.
Kõrgsurvega süstimise tulemuseks on väga kiire vormi täitmine, mis võimaldab sulametallil täita kogu vormi enne, kui mõni osa tahkub. See meetod tagab, et isegi õhukeseseinalised-raskesti-täidetavad-osad väldivad pinna katkestusi.
Kuid see võib põhjustada ka õhu kinnijäämist, kuna õhul on raske vormi kiire täitmise ajal põgeneda. Seda probleemi saab leevendada ventilatsiooniavade paigutamisega piki eraldusjoont, kuid isegi väga täpsete protsesside korral võib valu keskele jääda poorsus. Enamikku survevalusid saab täiustada sekundaarse töötlemisega, et saavutada funktsioone, mis pole ainuüksi valamisel võimalikud, nagu puurimine, koputamine või poleerimine.
Varustus
Survevalu-masinad jagunevad peamiselt kahte tüüpi: kuum-kamber-valumasinad ja külm-kambriga survevalumasinad-. Kuum-kambriga surve-valumasinaid kasutatakse tavaliselt tsingisulami-survevalu jaoks, külm-kambriga-survevalumasinaid aga suure alumiiniumisisaldusega alumiiniumi-, magneesiumi-, vase- ja tsingisulamite jaoks. Seetõttu ei hakka ma külm{12}}survevalamise{13}}teemasid palju käsitlema.
Katteplaat 2. Hanekael 3. Jõusilinder 4. Düüsipesa 5. Kolb 6. Silindri korpus 7. Tiigel 8. Sulametall 9. Otsik 10. Küttetsoon 11. Vedelmetalli sisselaskeava 12. Põlemiskamber
Kuum-kambriga surve-valu, mida mõnikord nimetatakse hanekaelvalu-, hõlmab sula- või pool{3}}sulametalli kogumit, mis täidab surve all oleva vormi.
Tsükli alguses tõmmatakse masina kolb sisse, võimaldades sulametallil hanekaela täita. Pneumaatiline või hüdrauliline rõhk surub seejärel kolvi, surudes metalli kokku ja süstides selle vormi. Survevalumasinad- on vahemikus 10 tonni kuni 400 tonni, kõige sagedamini kasutatavad on 88 tonni, 138 tonni, 168 tonni ja 200 tonni.
Selle süsteemi eeliste hulka kuuluvad kiired tsükliajad, automatiseerimise lihtsus ja mugav metallisulatus.
Puuduste hulka kuulub võimetus survestada-kõrgema sulamistemperatuuriga metalle, näiteks alumiiniumi, kuna alumiinium tõmbab sulamisbasseinist rauda.
Seetõttu kasutatakse tsingi-, tina- ja pliisulamite jaoks tavaliselt kuum-kambriga survevalu-masinaid. Lisaks ei sobi kuuma-kambriga surve-valu üldiselt suurte valandite jaoks; seda protsessi kasutatakse tavaliselt väikeste valandite puhul.