مقارنة بين تقنية الصب بالزنك والقالب المصبوب بالزنك والقالب المصبوب بالألومنيوم

في الصناعة التحويلية الحديثة في ظل موجة التطور القوي، فإن تكنولوجيا الصب بالقالب بكفاءتها العالية وخصائصها عالية الدقة، في السيارات والإلكترونيات والفضاء والعديد من المجالات الأخرى المستخدمة على نطاق واسع. صب الزنك يموت الصب يموت والألومنيوم يموت الصب كتيار رئيسي لعملية الصب بالقالب ، مثل لؤلؤتين ساطعتين في الصناعة التحويلية ، كل منهما ينضح بضوء فريد من نوعه ، وله مزايا مختلفة ومشهد قابل للتطبيق. بالنسبة للمهندسين ، في تصميم المنتج وإنتاجه ، يعد الاختيار الدقيق لتكنولوجيا الصب بالقالب أمرًا بالغ الأهمية ، والذي يرتبط مباشرة بأداء المنتج ممتاز ، والتحكم في التكلفة معقول ، وكفاءة الإنتاج يمكن أن تلبي التوقعات. ستكون هذه المقالة عبارة عن تحليل متعمق لتكنولوجيا الصب بالقالب من الزنك وتكنولوجيا الصب بالقالب من الألومنيوم، من خصائص المواد، ومعلمات العملية، وتكوين التكلفة والأبعاد الأخرى للمقارنة، للمهندسين لتوفير مرجع شامل ومفصل لاتخاذ قرارات الاختيار.

المبادئ الفنية

(ط) مبدأ الصب بالقالب الزنك

يتم تسخين سبيكة الزنك إلى حالة سائلة ويتم حقنها بسرعة في تجويف القالب الدقيق باستخدام الضغط العالي، ثم يتم تبريدها بسرعة وتصلبها تحت ضغط عالٍ للحصول على مصبوبات قوالب سبائك الزنك. وبسبب نقطة الانصهار المنخفضة نسبيًا لسبائك الزنك، فمن الأسهل تحقيق التدفق السائل وملء القالب أثناء عملية الصب بالقالب.

(ب) مبادئ الصب بالقالب من الألومنيوم

الألومنيومبعد التسخين والذوبان في الحالة السائلة، يتم تطبيق الضغط العالي من خلال آلة الصب بالقالب لجعلها تملأ تجويف القالب بسرعة عالية، وتبرد وتتبلور تحت الضغط لتشكيل قالب صب سبائك الألومنيوم المطلوب. تحتاج سبائك الألومنيوم نظرًا لخصائصها الخاصة، في صب القوالب إلى الانتباه للتحكم في معلمات درجة الحرارة والضغط لضمان جودة المسبوكات.

جدول مقارنة المعلمات الأساسية

بُعد المقارنة	صب الزنك بالقالب	صب الألومنيوم بالقالب
الكثافة (جم/سم مكعب)	6.6-7.1	2.6-2.8
نقطة الانصهار (℃)	380-420	580-660
قوة الشد (ميجا باسكال)	220-420	160-310
التوصيل الحراري (وات/م كلفن)	110-130	90-150
عمر العفن (أوقات القالب)	1,000,000+	100,000-200,000
خشونة السطح Ra (ميكرومتر)	0.4-0.8	0.8-1.6
تكلفة الوحدة	عالية	منخفضة نسبيًا
الحد الأدنى لسُمك الجدار (مم)	0.5	1.0
زمن الدورة (بالثواني)	5-15	15-30

---

تحليل الاختلافات التقنية الرئيسية

1 - مقارنة الخصائص الفيزيائية

• ميزة سبائك الزنك
  الكثافة قريبة من كثافة الفولاذ الكربوني (7.1 جم/سم مكعب) وقوة الصدم 2.5 ضعف قوة سبائك الألومنيوم. وقد زاد عمر إجهاد مفصل توجيه السيارة بمقدار 40% بعد اعتماد سبيكة ZA-8.
• ميزة سبائك الألومنيوم
  مع قوة محددة تبلغ 120-150، لا يمكن الاستغناء عنها في السيناريوهات خفيفة الوزن مثل صواني بطاريات الطاقة الجديدة.

2 - الاختلافات في نظم العمليات

• طريقة الذوبان
  سبائك الزنك باستخدام الصب بالقالب بالغرفة الساخنة (تكامل الفرن)، استهلاك الطاقة أقل بمقدار 351 تيرابايت 3 تيرابايت من عملية الصب بالغرفة الباردة للألومنيوم.
• اقتصاد القوالب
  يبلغ عمر قالب الصب بالقالب الزنك أكثر من مليون مرة، وقد تم استخدام قالب قفل الباب بشكل مستمر لمدة 5 سنوات دون إصلاح. عادة ما يكون قالب سبائك الألومنيوم 100,000 مرة بعد الحاجة إلى إصلاح المعالجة TD.

3 - خصائص المعالجة السطحية

• صب الزنك بالقالب الزنك
  يصل السطح المصبوب إلى Ra0.4، ويزيد معدل تمرير الطلاء المباشر عن 98%. يعمل مغزل المنتج 3C على التخلص من عملية الطحن، ويزيد معدل النجاح بمقدار 12%.
• مصبوبات الألومنيوم المصبوبة بالقالب
  يجب التعامل مع العيوب السطحية عن طريق الأكسدة بالقوس الدقيق، وقد ارتفعت تكلفة إضافة الأكسدة بأكسدة مكونات السيارات بمقدار 181 تيرابايت 3 تيرابايت.

---

سيناريوهات التطبيق النموذجية

مجال الصب بالقالب الزنك المفضل:

1. مكونات هيكلية رقيقة للغاية:: مبيت منفذ USB-C (سمك الجدار 0.5 مم)
2. البيئات شديدة التآكل:: الأجهزة البحرية (اجتازت اختبار رش الملح لمدة 2000 ساعة)
3. إنتاج عالي التردد:: إنتاج سنوي يزيد عن 500,000 من تجهيزات الحمامات
4. التدريع الكهرومغناطيسي:: مبيت مرشح المحطة الأساسية 5G 5G

سيناريوهات الصب بالقالب الألومنيوم القالب القابل للتطبيق:

1. يجب أن يكون خفيف الوزن فقط:: مبيت المحرك الكهربائي للمركبة الكهربائية (تخفيض الوزن 40%)
2. أجزاء الخدمة ذات درجة الحرارة العالية:: حوامل المحرك (مقاومة للحرارة 150 درجة مئوية فأكثر)
3. المشتتات الحرارية المعقدة:: هيكل أسنان المشتت الحراري لحامل المصباح LED
4. الأجزاء الوظيفية الموصلة:: العلب العاكسة الضوئية

---

تحليل التكاليف والفوائد (200,000 وحدة في السنة)

عنصر التكلفة	برنامج صب الزنك بالقالب الزنك	برنامج الصب بالقالب الألومنيوم
الاستثمار في القوالب	¥800,000	1.2 مليون ين
تكلفة المواد لكل وحدة	¥6.2	¥4.8
تكاليف إعادة المعالجة	¥0.5	¥1.2
إجمالي التكلفة السنوية	1.34 مليون ين	1.44 مليون ين
دورة عائد الاستثمار	9 أشهر	13 شهراً

---

المخطط الانسيابي لقرار الاختيار

الرسم البياني TD
    أ [تحليل المتطلبات] --> ب{سُمك الجدار ≤0.8 مم؟}
    
    
    
    
    و --> نعم |-ج
    F --> لا ||E

---

توضيح المفاهيم التقنية الخاطئة

س: هل سبائك الزنك مقاومة للتآكل بالكامل؟
ج: تتفوق بالفعل على الألومنيوم في البيئات ذات الأس الهيدروجيني 4-10، ولكن يوصى باستخدام سبائك التيتانيوم في البيئات الحمضية القوية (الأس الهيدروجيني <3)

س: هل يمكن تحويل سبائك الألومنيوم إلى أجزاء رقيقة للغاية؟
ج: تحقق تركيبة AlSi10MnMg الجديدة سمك جدار يبلغ 0.8 مم، ولكن تزيد تكلفة القالب بمقدار 35%