Цинк пен алюминий құю: автомобиль өнеркәсібіндегі маңызды шешім

ҚЫСҚАША

Автомобильдерді құю үшін мырыш пен алюминий қорытпаларын таңдау маңызды компромиссті қажет етеді. Мырыш қорытпалары күрделі бөлшектер үшін жоғары беріктік, қаттылық және дәлдік қамтамасыз етеді және әлдеқайда ұзақ құрал құрылғы қызмет ету мерзіміне ие болады, ол көптеген өндіріс үшін шығындарды төмендетеді. Ал алюминий қорытпалары салмаққа шаққанда жақсы беріктік, жақсы коррозияға төзімділік және жоғары температурада жақсы жұмыс істеу сипаттамаларын ұсынады, ол салмағы жеңіл конструкциялық бөлшектер мен мотор бөлігіндегі қатаң жағдайларға ұшырайтын бөлшектер үшін идеалды таңдау болып табылады.

Негізгі айырмашылықтар: Салыстыру кестесі

Автокөлік саласындағы инженерлер мен дизайнерлер үшін материал қасиеттерінің жоғары деңгейдегі шолуы тез және негізделген шешімдер қабылдау үшін маңызды. Бұл кесте пластикалық құю контекстіндегі цинк пен алюминий қорытпаларының негізгі айырмашылықтарын жинақтайды және бастапқы материалды таңдау үшін нақты анықтама береді.

Механикалық қасиеттерге терең түсу: Беріктік, Қаттылық және Тұрақтылық

Цинк пен алюминий қорытпаларын бағалай отырып, «беріктік» деген термин түсінікті болуы керек. Бір материал абсолюттік тұрғыдан басқасына қарағанда берік болуы мүмкін, алайда нақты қолдану саласының қажеттіліктері үшін екіншісі жақсырақ болуы мүмкін, әсіресе салмағы маңызды автомобиль өнеркәсібінде. Zamak сериясындағы цинк қорытпалары әдеттегі алюминий қорытпаларына қарағанда әдетте қаттырақ, берігірек және пластичтігі жоғарырақ. Цинктің осы табиғи беріктігі оны қозғалтқыштың ішкі жағындағы белдеу ретракторлары, доңғалақтар мен басқа да жоғары жүктемелі бөлшектер сияқты үлкен соққы мен кернеуге шыдай алатын бөлшектер үшін өте жақсы таңдауға айналдырады.

Алайда А380 секілді алюминий қорытпаларының ерекшелігі - олардың салмаққа қатысты ерекше беріктігі. Алюминийдің тығыздығы мырыш тығыздығының шамамен үштен бір бөлігіне тең, яғни салмақ бірлігіне көбірек құрылымдық беріктік береді. Бұл ерекшелік қазіргі автомобиль дизайнында өте маңызды, онда көліктің массасын азайту отын тиімділігін және басқаруды жақсартудың негізгі мақсаты болып табылады. Сондықтан алюминий трансмиссия корпустары, қозғалтқыш блоктары және шасси қаңқасы сияқты ірі құрылымдық компоненттер үшін материал болып табылады. Компромисс анық: белгілі бір өлшемдегі бөлшектің үшін мырыш әдетте мықтырақ, ал белгілі бір салмақтың бөлігі үшін алюминий мықтырақ болады.

Әрбір материалдың беріктігі оның нақты механикалық қасиеттеріне де байланысты. Цинктың жоғары тығыздығы мен қаттылығы соққыға төзімділігін және тозуға қарсы төзімділігін арттырады, сондықтан қайталанатын пайдалану кезінде функционалды бөлшектер үшін қолайлы. Алюминий жұмсақ болса да, оның механикалық қасиеттерін арттыру үшін қоспалармен балқыту және жылумен өңдеу мүмкін. Температураның жоғары деңгейінде беріктікті сақтау қабілеті қатаң жағдайларда оның беріктігін одан әрі арттырады, бұл тақырыпты кейінірек толығырақ қарастырамыз.

Өндіріс пен өндіру талдауы: Құрал-жабдықтар, дәлдік және цикл уақыты

Цинк пен алюминийдің құю процесі арасындағы технологиялық айырмашылықтар елеулі және маңызды экономикалық әсерге ие. Бұл айырмашылықтардың негізгі себебі - балқу температурасы. Цинктың шамамен 385°C құрайтын төменгі балқу нүктесі оны ыстық камералы процесс бұл әдісте инъекциялық механизм балқытылған металға батырылады, бұл мырышқа қарағанда әлдеқайда тезірек және тиімдірек инъекция циклдерін қамтамасыз етеді. Нәтижесінде өндіріс уақыты алюминийге қарағанда әлдеқайда қысқарады.

Шамамен 570°C жоғары балқу температурасына ие алюминийдің пайдалануын қажет етеді суық камера үдерісі . Бұл әдісте балқытылған алюминий бөлек пештен "суық" цилиндрге құйылады да, кейін матрицаға енгізіледі. Бұл қосымша кезең циклдық уақытты қатты баяулатады. Жоғары температура сонымен қатар болат матрицаларға үлкен жылулық кернеу тудырады. Нәтижесінде алюминий үшін матрица 100 000-ден 150 000 данаға дейін шыдайды, ал мырыш үшін матрица бір миллион данадан аса, кейде тіпті екі миллионға дейін шыдай алады. Құрал-жабдықтардың қызмет ету мерзімінің он есе артуы жоғары көлемді автомобиль бөлшектерінің бір бөлшекке келетін ұзақ мерзімді құнын әлдеқайда төмендетеді.

Бұл ұзартылған құралдардың қызмет ету мерзімі кішігірім, күрделі бөлшектердің үлкен тиражда өндірілуі үшін цинкпен құюды ерекше тиімді етеді. Сонымен қатар, цинктің өте жақсы ағу қабілеті оны күрделі формалардың қуыстарын өте дәл толтыруға мүмкіндік береді, алuminiumге қарағанда жұқа қабырғалары (0,5 мм-ге дейін) және тесіктері аз бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді. Бұл дәлдік жиі екінші ретті өңдеу операцияларының қажеттілігін азайтады немесе толығымен жояды, бұл шығындарды одан әрі төмендетеді. Құю күрделі пішіндер үшін дәлдікті ұсынса да, максималды беріктік пен шаршауға төзімділікті талап ететін бөлшектер үшін ыстықтан бұқтау сияқты басқа процестер де автомобиль өнеркәсібінде маңызды рөл атқарады. Мысалы, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology жоғары өнімділіктегі бұқталған бөлшектер мамандары IATF16949 сертификатымен расталған мықты компоненттерге назар аудару арқылы өнеркәсіптегі материалдарды өңдеудің әртүрлі талаптарын көрсетеді.

Физикалық қасиеттер мен экологиялық өнімділік: Салмақ, коррозияға және жылуға төзімділік

Механикалық беріктіктен тыс, мырыш пен алюминийдің физикалық қасиеттері олардың әртүрлі автомобиль орталарында қолданылуын анықтайды. Ең маңызды айырмашылық — салмағы. Алюминийдің төменгі тығыздығы (2,7 г/см³) отын шығынын және көлік динамикасын жақсарту мақсатында жеңілдетуге ұмтылатын автомобиль өнеркәсібінде маңызды артықшылық болып табылады. Мырыштың тығыздығы шамамен үш есе жоғары (6,7 г/см³) болғандықтан, салмақ негізгі мәселе болып табылатын үлкен бөлшектер үшін ол азырақ қолайлы.

Коррозияға төзімділік — алюминий жақсы көрсеткіш беретін тағы бір сала. Алюминий бетінде тотығудан қорғайтын пассивті, өзін-өзі түзететін тотық қабатын табиғи түрде түзеді. Бұл мотор қаңқасының астындағы бөлшектер немесе сыртқы безендіру сияқты элементтерге немесе коррозияға әкелетін сұйықтарға ұшырайтын бөлшектер үшін оны өте ұзақ қылады. Мырыш та коррозияға төзімді болса да, оның қорғаныш қабаты азырақ берік және уақыт өте келе бұзылуы мүмкін, сондықтан ол қорғаныш қаптама алмаса, ішкі немесе қорғалған қолданыстар үшін қолайлырақ.

Соңғысы, жылу өткізгіштігі автомобиль бөлшектері үшін, әсіресе қозғалтқыш пен шығару жүйесіне жақын орналасқан бөлшектер үшін маңызды мәселе болып табылады. Алюминийдің балқу температурасының жоғары болуы оны жоғары температураға төзімді қолданыстарда айқын таңдауға айналдырады, әйтсе де цинк қорытпаларының жылу өткізгіштігі өте жақсы. Ол жылуды тиімді таратуға қабілетті, сондықтан оны жиі жылу шашқыштар, қозғалтқыш бөлшектері мен электрондық модульдердің корпусы үшін қолданады. Цинк қорытпаларының төмен балқу нүктесі оларды тұрақты жоғары жылудағы орталарда өлшемді тұрақтылық пен беріктікті жоғалтуы мүмкін болғандықтан ұсынылмайды.