Легиращите елементи играят решаваща роля за определяне на корозионната устойчивост на отливките с цинкова сплав. Като доставчик на отливки от цинкова сплав, аз съм свидетел от първа ръка как различните легиращи елементи могат значително да повлияят на производителността и издръжливостта на тези компоненти. В тази публикация в блога ще проуча различните легиращи елементи, които обикновено се използват в цинкови сплави и техните ефекти върху устойчивостта на корозия.
Разбиране на отливките с цинкова сплав
Отливките на цинковата сплав се използват широко в различни индустрии поради отличните си механични свойства, висока размерна точност и добра устойчивост на корозия. Те обикновено се използват в приложения като автомобилни части, аерокосмически компоненти и медицински изделия.Кастинги за матрици с цинкова сплав за медицински изделия,Кастинги за цинкова сплав за аерокосмически компонентииКастинги с цинкова сплав за автомобилни частиса някои от специфичните приложения, при които тези кастинги са високо ценени.
Общи легиращи елементи в цинкови сплави
- Алуминий (AL)
- Алуминият е един от най -често срещаните легиращи елементи в цинковите сплави. Той подобрява силата, твърдостта и плавността на сплавта по време на процеса на леене на матрица. По отношение на устойчивостта на корозия, алуминият образува защитен оксиден слой върху повърхността на цинковата сплав, което помага за предотвратяване на по -нататъшна корозия. Този оксиден слой действа като бариера, намалява скоростта на окисляване и защитава основния метал от факторите на околната среда.
- Въпреки това, прекомерните количества алуминий могат да доведат до образуването на интерметални съединения, което може да намали устойчивостта на корозия на сплавта. Следователно съдържанието на алуминий в цинкови сплави е внимателно контролирано, за да се постигне оптималният баланс между механичните свойства и устойчивостта на корозия.
- Мед (Cu)
- Медта е друг важен легиращ елемент в цинковите сплави. Той повишава силата, твърдостта и устойчивостта на износване на сплавта. Медта също подобрява устойчивостта на корозия на цинковите сплави, особено в кисела среда. Той образува стабилен слой, богат на мед на повърхността на сплавта, който осигурява допълнителна защита срещу корозия.
- Добавянето на мед може също да подобри хвърлянето на сплавта, което улеснява получаването на сложни форми с висока точност. Въпреки това, подобно на алуминия, прекомерните количества мед могат да имат отрицателно въздействие върху корозионната устойчивост на сплавта. Следователно съдържанието на мед обикновено е ограничено до определен диапазон, за да се гарантира най -доброто представяне.
- Магнезий (mg)
- Магнезият често се добавя към цинкови сплави в малки количества, за да се подобрят механичните свойства и устойчивостта на корозия. Той действа като рафинера на зърното, намалявайки размера на зърното на сплавта и подобрява здравината и пластичността си. Магнезият също образува защитен оксиден слой върху повърхността на сплавта, което помага за предотвратяване на корозия.
- В допълнение, магнезият може да подобри плавността на сплавта по време на процеса на леене на матрици, което улеснява пълненето на кухините на плесен. Въпреки това, магнезият е силно реактивен и може да реагира с други елементи в сплавта, като алуминий и мед, за да образува интерметални съединения. Тези съединения могат да намалят устойчивостта на корозия на сплавта, ако не са правилно контролирани.
- Никел (NI)
- Понякога никелът се добавя към цинкови сплави, за да се подобри тяхната корозионна устойчивост, особено в среди с висока температура и висока способност. Той образува стабилен богат на никел слой върху повърхността на сплавта, който осигурява отлична защита срещу корозия. Никел също засилва здравината и твърдостта на сплавта, което я прави по -подходящ за приложения, където се изискват високи механични свойства.
- Никелът обаче е сравнително скъп легиращ елемент и добавянето му може да увеличи цената на цинковата сплав. Следователно използването на никел в цинкови сплави обикновено е ограничено до специфични приложения, при които предимствата му надвишават разходите.
Въздействие на легиращите елементи върху устойчивостта на корозия
Корозионната устойчивост на отливките с цинкова сплав се влияе от няколко фактора, включително вида и количеството на легиращите елементи, микроструктурата на сплавта и условията на околната среда. По -долу са някои от ключовите начини, по които легиращите елементи влияят на корозионната устойчивост на цинковите сплави:
- Образуване на защитни слоеве
- Както бе споменато по-рано, легиращите елементи като алуминий, мед, магнезий и никел могат да образуват защитен оксид или богати на метали слоеве на повърхността на цинковата сплав. Тези слоеве действат като бариери, предотвратявайки проникването на кислород, влага и други корозивни агенти в основния метал. Съставът и дебелината на тези слоеве зависят от вида и количеството на легиращите елементи, както и от условията на околната среда.
- Например, в цинково-алуминиева сплав алуминият образува тънък, плътен оксиден слой, който осигурява отлична защита срещу корозия. Този слой се самолече, което означава, че ако е повреден, той може да се реформира при правилните условия, продължавайки да защитава метала.
- Модификация на микроструктурата
- Легиращите елементи също могат да повлияят на микроструктурата на цинковата сплав, което от своя страна влияе върху нейната корозионна устойчивост. Например, добавянето на алуминий може да усъвършенства размера на зърното на сплавта, намалявайки броя на границите на зърното. Границите на зърното често са по -податливи на корозия от насипния метал, така че намаляването на техния брой може да подобри устойчивостта на корозия на сплавта.
- По същия начин, образуването на интерметални съединения поради наличието на легиращи елементи също може да повлияе на корозионното поведение на сплавта. Някои интерметални съединения могат да действат като катоди или аноди, насърчавайки галванична корозия. Следователно, микроструктурата на сплавта трябва да бъде внимателно контролирана, за да се сведе до минимум отрицателното въздействие на интерметалните съединения върху устойчивостта на корозия.
- Състав на сплав и чувствителност към pH
- Съставът на цинковата сплав, включително вида и количеството на легиращите елементи, също може да повлияе на неговата чувствителност към различни pH среди. Например, цинковите сплави с високо съдържание на мед обикновено са по -устойчиви на корозия в кисела среда, докато тези с високо съдържание на алуминий са по -устойчиви на корозия в алкална среда.
- Разбирането на чувствителността към рН на цинковата сплав е важно за избора на подходяща сплав за конкретно приложение. Например, в приложения, при които цинковата сплав ще бъде изложена на кисели химикали, богата на мед сплав може да бъде по-подходяща.
Практически съображения за доставчиците
Като доставчик на отливки с цинкова сплав е важно да се вземе предвид въздействието на легиращите елементи върху устойчивостта на корозия при избора на подходяща сплав за приложението на клиента. По -долу са някои практически съображения:
- Изисквания за приложение
- Първата стъпка е да се разберат специфичните изисквания на приложението, включително условията на околната среда, необходимите механични свойства и очаквания експлоатационен живот на компонента. Въз основа на тези изисквания могат да бъдат избрани подходящите легиращи елементи и техните количества за постигане на желаната устойчивост на корозия и механични свойства.
- Например, ако компонентът ще се използва в морска среда, където той ще бъде изложен на солена вода и висока влажност, сплав с високо съдържание на алуминий и магнезий може да бъде по -подходящ. От друга страна, ако компонентът ще се използва в автомобилен двигател, където той ще бъде изложен на високи температури и кисели газове, може да се предпочете сплав с високо съдържание на мед и никел.
- Контрол на качеството
- Осигуряването на качеството на отливките с цинкова сплав е от съществено значение за постигане на желаната устойчивост на корозия. Това включва контролиране на състава на сплавта, параметрите на процеса на леене на матрица и лечението след обработка.
- Например, съставът на сплав трябва да бъде внимателно наблюдаван, за да се гарантира, че той отговаря на определените изисквания. Параметрите на процеса на леене на матрица, като температура, налягане и скорост на охлаждане, също могат да повлияят на микроструктурата и устойчивостта на корозия на сплавта. Следователно, тези параметри трябва да бъдат оптимизирани, за да се получат висококачествени отливки.
- Повърхностна обработка
- В допълнение към избора на подходяща сплав и контролиране на процеса на леене на матрици, повърхностната обработка може да се използва и за подобряване на корозионната устойчивост на отливките с цинкова сплав. Общите повърхностни обработки включват покритие, боядисване и пасивация.
- Платката може да осигури защитен слой метал върху повърхността на цинковата сплав, като хром, никел или цинк. Боядисването може да осигури физическа бариера между метала и околната среда, предотвратявайки проникването на корозивни агенти. Пасивацията може да подобри устойчивостта на корозия на сплавта чрез образуване на тънък, пасивен филм на повърхността.
Заключение
В заключение, легиращите елементи играят жизненоважна роля за определяне на корозионната устойчивост на отливките на цинковата сплав. Чрез внимателно избор на вида и количеството на легиращите елементи, доставчиците могат да произвеждат отливки с цинкова сплав с отлична устойчивост на корозия и механични свойства, подходящи за широк спектър от приложения. Разбирането на въздействието на легиращите елементи върху устойчивостта на корозия е от съществено значение за осигуряване на качеството и работата на тези компоненти.
Ако се интересувате от закупуване на висококачествени кастинги за матрици с цинкова сплав за вашето конкретно приложение, моля не се колебайте да се свържете с нас за повече информация и да обсъдите вашите изисквания. Ние се ангажираме да ви предоставим най -добрите решения и продукти, за да отговорим на вашите нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- Дейвис, младши (съст.). (2001). Цинк и цинкови сплави. ASM International.
- Schaeffler, AL (1949). Конституционна диаграма за заваръчни метали от неръждаема стомана. Списание за заваряване, 28 (10), 601S-608s.
- Uhlig, HH, & Revie, RW (1985). Контрол на корозия и корозия: Въведение в науката и инженерството на корозията. Wiley-Interscience.