Wie stellt man Schmuck aus niedrig schmelzenden Legierungen her und wie pflegt man den Schmuck?

Schmuck aus Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt wird aus Zinn, Blei und anderen Metallen hergestellt. Er ist erschwinglich, leicht zu formen und sicher zu tragen. Erfahren Sie mehr über die Herstellung, Pflege und den Verkauf dieser einzigartigen Stücke, die sich perfekt für Schmuckgeschäfte, Designer und E-Commerce-Anbieter eignen.

Was Schmuck aus Niedrigschmelzpunkt-Legierungen so einzigartig macht: Ein Leitfaden für Herstellung und Pflege

Entdecken Sie die Kunst des Handwerks: Einblicke in die Welt des Schmucks aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

Niedrigschmelzende oder schmelzbare Legierungen sind binäre, ternäre oder quaternäre Legierungen, die aus Metallelementen wie Blei, Zinn, Wismut und Cadmium bestehen. Sie zeichnen sich durch einen bläulich-grauen oder silberweißen kalten Farbton, einen niedrigen Schmelzpunkt, leichtes Schmelzen, einfaches Gießen, eine weiche Legierungsqualität und leichte Schnitzbarkeit aus und werden daher häufig für die Herstellung kunstvoll gestalteter Ornamente verwendet.

Aufgrund ihres relativ niedrigen Schmelzpunktes werden Zinklegierungen auch mit Schmelzlegierungen eingeführt. Schmuck aus Zinklegierungen ist eine weitere wichtige Art von beliebtem Schmuckmaterial, das aus Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt wird. Die wichtigsten Arten von Zinklegierungen, die für Schmuck verwendet werden, sind Zink-Aluminium-Legierungen, Zink-Aluminium-Magnesium-Legierungen und Zink-Aluminium-Kupfer-Legierungen.

Abschnitt I Zubehör für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt

1. Einführung in einige typische Metallelemente mit niedrigem Schmelzpunkt

(1) Zinn

Zinn ist das vierte seltene Metall nach Platin, Gold und Silber. Sein chemisches Symbol ist Sn, seine Ordnungszahl ist 50, sein Atomgewicht ist 119, seine Dichte ist 7,31 g/cm³und Schmelzpunkt ist 232℃. Zinn ist ein silbrig-weißes, duktiles Metall mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, sehr weich, und hat eine gute Plastizität und Duktilität. Die Dehnungsrate von gegossenem Zinn bei 17℃ beträgt 45%-60%, die Zugfestigkeit liegt bei 25-40MPa und die Streckgrenze bei 12-25MPa. Zinn wird an der Luft schnell durch Sauerstoff, Wasser und Kohlendioxid oxidiert und bildet einen Schutzfilm auf seiner Oberfläche. Da Zinn nicht anläuft, nicht oxidiert und ungiftig ist, eignet es sich sehr gut für den Kontakt mit dem menschlichen Körper. Angesichts der hohen Kosten von Gold und der Neigung von Silber, anzulaufen, hat Schmuck aus Zinn viele Vorteile. Zinn gilt als eines der besten Materialien für Schmuck außerhalb von Gold und Silber, das sowohl ein hochwertiges Aussehen als auch gute metallische Eigenschaften aufweist.

Bei handelsüblichem Reinzinn beträgt der Gesamtgehalt an Verunreinigungen nicht mehr als 0,25%, und die Norm ASTMB-339 schreibt für Zinnbarren der Güteklasse A einen Mindestzinngehalt von 99,8% vor. Zinn hat eine schlechte Schneidleistung und neigt dazu, an Werkzeugen zu haften, so dass sich Zinnprodukte nicht für die mechanische Verarbeitung und Formgebung eignen, wohl aber für die Druckumformung und das Gießen.

China verfügt über reiche Zinnvorkommen mit nachgewiesenen Reserven von über 3 Millionen Tonnen, was etwa einem Drittel der weltweiten Gesamtreserven entspricht.

(2) Blei

Blei ist eines der ältesten vom Menschen verwendeten Metalle mit dem chemischen Symbol Pb, einem Atomgewicht von 207 und einer Ordnungszahl von 82 und hat damit die höchste Ordnungszahl aller stabilen chemischen Elemente. Die Dichte beträgt 11,33 g/cm³, und der Schmelzpunkt liegt bei 327℃. Blei ist ein blau gefärbtes, silbrig-weißes Schwermetall, weich, von geringer Zugfestigkeit und ein duktiles Hauptgruppenmetall. Blei hat in der Natur vier stabile Isotope: Blei-204, Blei-206, Blei-207 und Blei-208 sowie mehr als 20 radioaktive Isotope. Metallisches Blei wird an der Luft schnell durch Sauerstoff, Wasser und Kohlendioxid oxidiert und bildet dabei einen Schutzfilm auf seiner Oberfläche; beim Erhitzen kann Blei schnell mit Sauerstoff, Schwefel und Halogenen reagieren; Blei ist fast inert gegenüber kalter Salzsäure und kalter Schwefelsäure, kann aber mit heißer oder konzentrierter Salzsäure und Schwefelsäure reagieren; Blei reagiert mit verdünnter Salpetersäure, aber nicht mit konzentrierter Salpetersäure; Blei kann sich langsam in stark alkalischen Lösungen auflösen. Blei und seine Verbindungen sind hochgiftig für den menschlichen Körper und können sich im Körper anreichern.

(3) Antimon

Antimon ist ein spröder, silberweiß glänzender Feststoff mit dem chemischen Symbol Sb, der Ordnungszahl 51, dem Atomgewicht 121,76, einem Schmelzpunkt von 631℃ und einer Dichte von 6,65 g/cm³. Antimon wurde in der Antike entdeckt, mit einem Gehalt von 1×10^-6 in der Erdkruste, und sein Vorkommen in der Erdkruste besteht hauptsächlich in Form des Elements selbst oder von Stibnit und Valentinit. Antimon hat zwei Allotrope: Die gelbe Variante ist nur bei -90℃ stabil; die metallische Variante ist die stabile Form des Antimons. Antimon reagiert mit Wasser nur bei Rotglut unter Freisetzung von Wasserstoffgas; bei hohen Temperaturen kann es mit Sauerstoff unter Bildung von Antimontrioxid reagieren, einem amphoteren Oxid, das schwer wasserlöslich, aber löslich in Säuren und Basen ist; es kann mit konzentrierter Salpetersäure reagieren.

(4) Wismut

Bismut ist ein silbrig-weißes Metall, das spröde und leicht zu zerbrechen ist, mit dem chemischen Symbol Bi, der Ordnungszahl 83, dem Atomgewicht 209, dem Schmelzpunkt von 271℃ und der Dichte von 9,81 g/cm³. Der Bismutgehalt in der Erdkruste beträgt 20×10^-6und kommt in der Natur hauptsächlich in Form von Elementen oder Verbindungen vor, wobei es zwei Allotrope, aber nur ein stabiles Isotop gibt. Es reagiert mit Luft, wenn es rotglühend ist; Bismut kann direkt mit Schwefel und Halogenen reagieren; es ist unlöslich in nicht oxidierenden Säuren, aber löslich in Salpetersäure und heißer konzentrierter Schwefelsäure. Ein typisches Merkmal von Wismut ist die Volumenvergrößerung beim Übergang vom flüssigen zum festen Zustand, d. h. es dehnt sich beim Erstarren aus.

(5) Kadmium

Cadmium ist ein glänzendes, weiches Metall von silberweißer oder bleigrauer Farbe, das duktil ist, das chemische Elementsymbol ist Cd, die Ordnungszahl ist 48, das Atomgewicht ist 112 und die Dichte ist 8,64 g/cm³Der Schmelzpunkt liegt bei 321℃. Cadmium hat 8 natürliche stabile Isotope und 11 instabile künstliche radioaktive Isotope. Es verliert an der Luft schnell seinen Glanz und wird mit einer Oxidschicht überzogen, die eine weitere Oxidation verhindert. Es ist unlöslich in Wasser und löslich in den meisten Säuren.

(6) Zink

Zink ist ein bläulich-weißes Metall mit einer Dichte von 7,14 g/cm³ und einem Schmelzpunkt von 419,5℃. Es ist bei 100-150℃ relativ spröde, wird weicher und bei mehr als 200℃ wieder spröde.

Zink hat aktive chemische Eigenschaften. An der Luft bildet sich bei Raumtemperatur eine dünne und dichte Schicht aus basischem Zinkcarbonat auf der Oberfläche, die eine weitere Oxidation verhindert. Da sich auf der Oberfläche von Zink bei Raumtemperatur leicht ein Schutzfilm bildet, wird es vor allem in der Verzinkungsindustrie verwendet. Wenn die Temperatur 225℃ erreicht, oxidiert Zink stark. Wenn es verbrannt wird, gibt es eine blau-grüne Flamme ab. Zink ist leicht in Säure löslich und kann Gold, Silber, Kupfer usw. leicht aus der Lösung verdrängen.

Zink hat stark reduzierende Eigenschaften und kann bei Kontakt mit Wasser, Säuren oder Alkalimetallhydroxiden entflammbares Wasserstoffgas freisetzen. Reaktionen mit Oxidationsmitteln oder Schwefel können Verbrennungen oder Explosionen verursachen. Zinkpulver kann mit Luft explosive Gemische bilden, die leicht durch eine offene Flamme entzündet werden können, was zu Explosionen führt, und feuchter Staub kann sich leicht selbst erhitzen und in der Luft entzünden.

Die oben genannten typischen Legierungselemente mit niedrigem Schmelzpunkt sind in Tabelle 4-1 aufgeführt.

Tabelle 4-1 Mehrere typische niedrigschmelzende Legierungselemente

Name des Elements	Element-Symbol	Ordnungszahl	Atommasse	Dichte /g - cm^-3	Schmelzpunkt/℃
Antimon	Sb	51	121. 76	6.65	631
Bismut	Bi	83	209	9.81	271
Kadmium	Cd	48	112	8.64	321
Blei	Pb	82	207	11. 33	327
Zinn	Sn	50	119	7.31	232
Zink	Zn	30	65	7. 14	419. 5

2. Typische Niedrigschmelzpunkt-Legierungen

2.1 Zinnlegierung

Zinn hat drei Allotrope: weißes Zinn, graues Zinn und brüchiges Zinn. Am häufigsten ist weißes Zinn, das silberweiß ist, aber unterhalb von 13℃ verwandelt es sich in pulverförmiges graues Zinn, ein Phänomen, das als "Zinnpest" bekannt ist. Um diese Situation zu vermeiden, können dem Zinn Legierungselemente wie Antimon, Wismut, Blei und Kadmium zugesetzt werden, um das Auftreten von "Zinnpest" zu verhindern. Darüber hinaus können durch den Zusatz von Legierungselementen die mechanischen Eigenschaften von Zinn und die Gießleistung verbessert werden.

(1) Der Einfluss von Legierungselementen auf die Eigenschaften von Zinnlegierungen

① Blei. Zinn und Blei bilden eine typische binäre eutektische Legierung, wie im Phasendiagramm in Abbildung 4-1 dargestellt, mit einer eutektischen Temperatur von 183℃ und einem eutektischen Punkt von 38,1℃Pb. Es senkt den Schmelzpunkt, verbessert die Gießbarkeit von Zinnlegierungen, hat eine gute Fließfähigkeit, verringert die Porosität, verfeinert die Körner und verringert die spezifische Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit von Zinnlegierungen. Blei erhöht die Härte des Zinns, während die Duktilität der Legierung erhalten bleibt. Blei ist ein giftiges Element, und ein hoher Bleigehalt kann den Glanz der Oberfläche der Legierung beeinträchtigen.

② Antimon. Antimon erhöht die Festigkeit und Härte von Zinnlegierungen, verringert die Duktilität, dehnt sich bei der Erstarrung aus, hilft bei der Oberflächenreplikation und sorgt für scharfe und klare Buchstaben. Allerdings bringt es auch das Problem der Verfärbung der Oberflächenbeschichtung mit sich. Die Feststofflöslichkeit von Antimon in Zinn erreicht bei 246°C ein Maximum von 10,4%. Die Feststofflöslichkeit von Antimon bei Raumtemperatur beträgt etwa 2%. Ein Antimongehalt von 20% oder weniger, wenn die Legierung duktil ist, kann verarbeitet werden, verliert aber nicht ihren schönen Glanz. Daher kann durch Zugabe einer angemessenen Menge Zinn zur Legierung eine gewisse Härte erreicht werden, die sie bearbeitbar macht, ohne dass sie ihre Form verliert.

③ Wismut. Es ist ein sprödes, blassrotes Metall mit hohem Glanz und dehnt sich bei der Erstarrung aus, was stärker ausgeprägt ist als bei anderen Metallen. Wismut trägt zur Verringerung der Erstarrungsschrumpfung von Legierungen bei und verbessert die Leistung der Oberflächenreplikation. Allerdings kann Wismut die Sprödigkeit von Legierungen erhöhen, weshalb sein Gehalt kontrolliert werden sollte.

④ Kupfer. Kupfer erhöht die Härte von Legierungen und verbessert die Zugfestigkeit, was häufig in Zinn-Blei-Antimon-Legierungen verwendet wird.

⑤ Cadmium. Kadmium ist ein bläulich-weißes, weiches, duktiles Metall, das giftig ist. Kadmium senkt den Schmelzpunkt von Legierungen, so dass sie bei niedrigeren Temperaturen gegossen werden können. Außerdem verbessert es die Duktilität und verringert die Erstarrungsschrumpfung, was beim Gießen großer, flacher Teile von Vorteil ist.

(2) Zinn-Legierungskategorien

Die wichtigsten Kategorien von Zinnlegierungen, die für handwerklichen Schmuck verwendet werden, sind folgende.

① Weißes Wachs. Weißes Zinn" ist eine gängige Bezeichnung für Zinn-Blei-Legierungen, die seit der Römerzeit für Gebrauchsgegenstände wie Zinntische, -becher, -teller, -kerzenständer oder -kleidung verwendet werden. Traditionelles weißes Wachs hat einen hohen Bleigehalt, ist giftig und beeinträchtigt den Oberflächenglanz. Heutiges weißes Wachs ist eine hochzinnhaltige Legierung mit etwa 6% Antimon und 1%-2% Kupfer. Bei weißem Wachs, das zum Zeichnen bestimmt ist, wird der Antimongehalt in der Regel auf unter 4% begrenzt, aber gegossenes weißes Wachs kann bis zu 8% Antimon und 2% Kupfer enthalten. Bei Bedarf können auch geringe Mengen Wismut oder Silber zugesetzt werden, um die Härtungseigenschaften des weißen Wachses zu verbessern.

Derzeit gibt es in Europa eine spezielle Norm für Zinn, EN611-1996, die auch die Norm für Lötzinn (EN29453) enthält, das für die Verbindung von Armaturen mit Zinnerzeugnissen verwendet wird. Das International Tin Research Institute hat einen Leitfaden für Zinnprodukte weltweit veröffentlicht. Je nach Legierungszusammensetzung liegt der Schmelzpunkt von Zinn bei 240-295℃, und diese Legierungen können mit verschiedenen Techniken gegossen werden, darunter Kokillenguss und Schleuderguss. Obwohl Zinnprodukte traditionell gegossen wurden, haben moderne Fertigungstechniken die hervorragenden Eigenschaften des Zinns beim Stanzen, Strecken und Drehen genutzt, um aus gewalzten Blechen zu produzieren. Die zeitgenössischen Hersteller von Zinnprodukten haben begonnen, sich von traditionellen Gegenständen wie Bechern, Teedosen und Kaffeekannen abzuwenden, um den Anforderungen des modernen Lebens gerecht zu werden, und es gibt jetzt Zinnfeuerzeuge, Aschenbecher, Lampen und Uhren.

② Druckgusslegierungen auf Zinnbasis. Zinnbasislegierungen werden für den Druckguss bevorzugt, da ihr niedriger Schmelzpunkt und ihr einzigartiges Fließverhalten dazu beitragen, starke Gussteile mit komplexen Strukturen oder Formen ohne besondere Anforderungen oder Schäden an den Formen herzustellen. Im Allgemeinen haben Zinnbasislegierungen für die meisten Anwendungen eine gute Korrosionsbeständigkeit und können bei Bedarf galvanisch beschichtet werden.

③ Niedrigschmelzende Legierungen auf Zinnbasis. Wismut, Zinn, Blei, Cadmium und Indium sind allesamt niedrigschmelzende Metalle. Kombiniert man diese Metalle in unterschiedlichen Anteilen (binäre, ternäre oder quaternäre Legierungen), erhält man Legierungen mit noch niedrigeren Schmelzpunkten, die gemeinhin als "niedrigschmelzende Legierungen" bezeichnet werden. Darüber hinaus haben diese Legierungen einige wertvolle Eigenschaften, wie z. B. einen niedrigen Dampfdruck, eine gute Wärmeleitfähigkeit, eine einfache Verarbeitung, eine hohe Fließfähigkeit, die sich für Gussformen eignet, kontrollierbare Abmessungen während der Erstarrung, feine Detailwiedergabe beim Gießen und Wiederverwendbarkeit.

2.2 Bleilegierung

Bleilegierung ist eine Legierung, die aus Blei als Basis und anderen Elementen besteht. Die Oberfläche der Bleilegierung bildet während des Korrosionsprozesses Oxide, Sulfide oder andere komplexe Salze, die dazu beitragen, Oxidation, Schwefelung, Auflösung oder Verflüchtigung zu verhindern und so eine gute Korrosionsbeständigkeit in Luft, Schwefelsäure, Süß- und Meerwasser zu gewährleisten. Wenn Bleilegierungen Verunreinigungen wie Wismut, Magnesium oder Zink enthalten, die im Blei nicht löslich sind oder eine zweite Phase bilden, sinkt ihre Korrosionsbeständigkeit; durch Zugabe von Tellur und Selen können die schädlichen Auswirkungen von Wismut auf die Korrosionsbeständigkeit beseitigt werden. Das Hinzufügen von Antimon und Tellur zu Blei-Legierungen, die Wismut enthalten, kann die Kornstruktur verfeinern, die Festigkeit erhöhen, die schädlichen Auswirkungen von Wismut unterdrücken und die Korrosionsbeständigkeit verbessern.

Bleilegierungen haben einen geringen Verformungswiderstand, und gegossene Barren können durch Verfahren wie Walzen und Strangpressen ohne Erhitzen oder Zwischenglühen zu Blechen, Streifen, Rohren, Stangen und Drähten verarbeitet werden. Die Zugfestigkeit von Bleilegierungen liegt bei 0,3-0,7 MPa und ist damit wesentlich geringer als die der meisten anderen Metalllegierungen. Antimon ist ein wichtiges Element, das die Matrix stärkt; es ist nur teilweise in Blei löslich und kann zur Mischkristallbildung und Alterungsbeständigkeit verwendet werden. Ist der Gehalt jedoch zu hoch, können sich die Zähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit der Bleilegierung verschlechtern.

Blei, Zinn und Antimon können eutektische Legierungen bilden. Die für kunsthandwerkliche Ornamente verwendeten Bleilegierungen nehmen in der Regel die ternäre Pb-Sn-Sb-Legierung nahe dem eutektischen Punkt an, die eine gute Fließfähigkeit, fast keine Erstarrungsschrumpfung und eine schöne Gussoberfläche aufweist.

2.3 Auswahl von Legierungsmaterialien mit niedrigem Schmelzpunkt für Schmuck

Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, hauptsächlich auf Zinn- und Bleibasis, werden als Dekorationsmaterial verwendet. In Tabelle 4-2 sind die Zusammensetzungen der wichtigsten inländischen Handwerksdekorationsmaterialien aus niedrigschmelzenden Legierungen aufgeführt, in Tabelle 4-3 die Zusammensetzungen ausländischer Handwerksdekorationsmaterialien aus Zinnlegierungen.

Tabelle 4-2 Inländische Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt für handwerkliche Schmuckstücke

Name des Produkts	Modell	Produktbezeichnung Elementinhalt Zusammensetzung/%				Schmelzpunkt/ ℃	Hauptanwendung
Name des Produkts	Modell	Zinn	Andere	Antimon	Blei	Schmelzpunkt/ ℃	Hauptanwendung
Babbitt-Legierung	0 # A	96	2	2	Keine	200	Geringes Gewicht, mäßige Härte, gute Zähigkeit, Kristallisation bei niedrigen Temperaturen, bleifrei und ungiftig, geeignet für die Herstellung von hochwertigem Schmuck, Koch- und Trinkgeschirr sowie einer Vielzahl von hochwertigen Handarbeiten.
	0 # B	92	2	6	Keine	200	Geringes Gewicht, hohe Härte, gute Verdichtung, Kristallisation bei niedrigen Temperaturen, bleifrei und ungiftig, geeignet für die Herstellung von hochwertigem Schmuck, Koch- und Trinkgeschirr und einer Vielzahl von hochwertigen Kunsthandwerksprodukten.
	0 # C	88	4	8	Keine	200	Geringes Gewicht, große Härte, gute Verdichtung, Kristallisation bei niedriger Temperatur, bleifrei und ungiftig. Geeignet für die Herstellung von hochwertigem Schmuck, Kochutensilien, Trinkutensilien und verschiedenen hochwertigen Kunsthandwerken mit großer glänzender Oberfläche (z. B. Windspiele).
Nr. 1 Blei-Zinn-Legierung	1 # A	92	3	2	Restbetrag	200	Es eignet sich für die Herstellung von hochwertigem Schmuck und Kunsthandwerk mit hoher Zähigkeit, geringer Dichte und großer glänzender Oberfläche.
	1 # B	90	4	3	Restbetrag	215
	1 # C	85	5	4	Restbetrag	220
Nr.2 Blei-Zinn-Legierung	2 # A	72	5	3	Restbetrag	230	Geeignet für die Herstellung verschiedener Arten von hochwertigem Schmuck und Kunsthandwerk mit hoher Zähigkeit, geringer Dichte und schmaler glänzender Oberfläche.
	2 # B	63	5	4	Restbetrag	230	Geeignet für die Herstellung von mittelgroßem Schmuck und Kunsthandwerk mit besserer Zähigkeit, geringerer Dichte, schmalerer polierter Oberfläche oder größerer polierter Oberfläche ohne Polieren.
	2 # C	50	4	4	Restbetrag	250
Nr.3 Blei-Zinn-Legierung	3 # A	35	4	4	Restbetrag	270	Geeignet für die Herstellung einer Vielzahl von mittelgroßen Schmuckstücken und Kunsthandwerk mit besserer Zähigkeit, geringerer Dichte und größerer Polierfläche.
	3 # B	30	3	3	Restbetrag	270
	3 # C	25	1	2.8	Restbetrag	270
Nr.4 Blei-Zinn-Legierung	4 # A	15	1	3	Restbetrag	280	Geeignet für die Herstellung verschiedener Arten von mittelgroßem Schmuck oder Kunsthandwerk mit besserer Zähigkeit, geringerer Dichte, engerer Polierfläche oder ohne Polieren.
	4 # B	12	1	3	Restbetrag	280
	4 # C	10	1	3	Restbetrag	280
Nr.5 Blei-Zinn-Legierung	5 # A	8	2	3	Restbetrag	286	Es eignet sich für die Herstellung aller Arten von mittelgroßem Schmuck oder Kunsthandwerk mit besserer Zähigkeit, geringerer Dichte, engerer Polierfläche oder ohne Polieren.
Nr.5 Blei-Zinn-Legierung	5 # B	6	2	3	Restbetrag	290
Nr.6 Blei-Zinn-Legierung	6 # A	5	1	3.5	Restbetrag	300	Geeignet für die Herstellung aller Arten von allgemeinem Schmuck und schwerem Handwerk.
	6 # B	3	1	3.5	Restbetrag	300
	6 # C	2	1	3	Restbetrag	320
(Tan Derui und Chen Guanyi, 1996)

Tabelle 4-3 Ausländische Zinn-Legierung Craft-Schmuck Materialien

Seriennummer	Sn	Sb	Cu	Verunreinigungen					Bemerkungen
Seriennummer	Sn	Sb	Cu	Pb	Als	Fe	Zn	Cd	Bemerkungen
1	91 ~ 93	6 ~ 8	0. 25 ~ 2	0.05	0.05	0.015	0.005		American Standard ASTMB5601 Typ, Gusslegierung
2	95 ~ 98	1.0 ~ 3.0	1.0 ~ 2.0	0.05	0.05	0.015	0.005	-	American Standard ASTMB5603 Speziallegierungen
3	Restbetrag	5 ~ 7	1.0 ~ 2. 5	0.5	-	-	-	0.05	Britische Norm BS5140
4	Restbetrag	3 ~ 5	1.0 ~ 2. 5	0.5	-	-	-	0.05	Britische Norm BS5140
5	Restbetrag	1 ~ 3	1 ~ 2	0.5	-	-	-	-	Deutsche Norm DIN17810
6	Restbetrag	3. 1 ~ 7	1 ~ 2	0.5	-	-	-	-	Deutsche Norm DIN17810
7	92	6	2	-	-	-	-	-	Geeignet für das Gießen dünnwandiger und feinkörniger Produkte
8	90	6	2	Plus Bi	-	-	-	-	Gute Polierwirkung
9	82	-	Pb18	-	-	-	-	-	Französisch Zinn
10	80	-	Pb20	-	-	-	-	-	England Zinn
11	85	7	4	4（Hauptzutat）	-	-	-	-	England Zinn
12	83	7	2	3（Hauptzutat）	-	-	5（Hauptzutat）	-	Kaiserin-Metall
13	89	11	-	-	-	-	-	-	CABE (Italien) ist auf Schleudergusslegierungen spezialisiert, die in hitzebeständigem Silikonkautschuk gegossen werden. Erstere ist für das Gießen von bleifreiem Schmuck gedacht, letztere kann zum Löten von Schmuck verwendet werden.
14	61	4	-	35（Hauptzutat）	-	-	-	-
(Tan Derui und Chen Guanyi, 1996)

Bei der Wahl einer Legierung ist die wichtigste Überlegung die Produktkategorie, und die Legierung muss die Anforderungen von Herstellern und Kunden in Bezug auf Formgebung, Gesundheit und Funktionalität" erfüllen. Einige Unternehmen sind der Meinung, dass Legierungen mit einem geringeren Zinngehalt billiger sind, weil der Materialpreis für zinnarme Legierungen niedriger ist. Die Gesamtkosten der Legierung sollten berücksichtigt werden; Legierungen mit hohem Bleigehalt haben größere schädliche Auswirkungen und müssen bei hohen Temperaturen gegossen werden, was die Lebensdauer der Formen verkürzen kann. Darüber hinaus beträgt die Dichte von Zinn 7,31 g/cm³, während die Dichte von Blei 11,33 g/cm³So können mit demselben Gewicht an Zinn mehr Ornamente hergestellt werden, und bei der Wahl der Legierung sollten verschiedene Faktoren berücksichtigt werden.

Gegenwärtig werden reines Zinn oder zinnreiche Zinnlegierungen hauptsächlich für hochwertiges Kunsthandwerk verwendet, während bei allgemeinem Volksschmuck 1# Blei-Zinn-Legierung - 6# Blei-Zinn-Legierung üblich sind, wobei 3# Blei-Zinn-Legierung am häufigsten verwendet wird. Für hochwertigen Schmuck werden häufig Legierungen mit einem höheren Zinngehalt verwendet, während für minderwertigen Schmuck hauptsächlich Legierungen mit einem geringeren Zinngehalt verwendet werden.

2.4 Merkmale von Niedrigschmelzpunkt-Legierungen, die in Kunstschmuck verwendet werden

(1) Stabile Leistung, niedriger Schmelzpunkt, gute Fließfähigkeit, geringe Schrumpfung.

(2) Die Körner sind fein, mit guter Zähigkeit, angemessener Härte, glatter Oberfläche, wenigen Schleiflöchern, Flecken, Rissen und guten Polier- und Galvanisierungseffekten.

(3) Schleuderguss hat eine gute Leistung und hohe Zähigkeit und kann komplexe Formen und dünnwandige Präzisionsteile mit einer glatten Oberfläche gießen.

(4) Das Produkt kann einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden: Galvanisieren, Sprühen und Lackieren.

(5) Das dichte Kristallgefüge sorgt für geringe Maßtoleranzen bei den Gussstücken in Bezug auf die Rohmaterialien. Es hat eine feine Oberfläche und wenig Nachbearbeitungsfehler.

3. Kategorien und Merkmale der niedrigschmelzenden Legierung Craft Jewelry

Kunsthandwerkliche Ornamente aus Blei-Zinn-Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt sind eine Art von Legierungsprodukten, die sowohl dekorativ als auch praktisch sind. Sie sind eine der Anwendungen, die eine große Menge an Zinnmetall verbrauchen, mit einer großen Vielfalt an kreativen Themen und einem riesigen Marktentwicklungspotenzial.

(1) Dosenhandwerk

Zinnlegierungen können zu verschiedenen Arten von Gefäßen verarbeitet werden, wie z. B. zu Weingeschirr, Teeservice, Tafelgeschirr, Trophäen und anderen Produkten mit geprägten Mustern oder zu dekorativem Kunsthandwerk, legierten Fotorahmen, religiösen Emblemen, Miniaturskulpturen, Souvenirs und anderem Kunsthandwerk. Diese Produkte werden in der Regel aus reinem Zinn oder Zinn mit hohem Zinngehalt hergestellt und weisen die optischen Merkmale von Silberwaren auf, sind aber preislich niedriger als Silberwaren und verbinden sowohl dekorative als auch praktische Zwecke. Sie können verschiedene kulturelle Bedeutungen verkörpern und werden häufig als Firmengeschenke, Souvenirs für verschiedene Veranstaltungen, Reisesouvenirs und Heimdekorationsartikel verwendet und bieten einen breiten Markt.

(2) Körperschmuck

Blei-Zinn-Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt können zu verschiedenen exquisiten Körperschmuckstücken verarbeitet werden. Diese Schmuckstücke zeichnen sich durch Individualität und Mode aus, sind preiswert und werden von modischen Männern und Frauen immer beliebter. Die meisten Legierungsschmuckstücke haben eine galvanische Schicht (18K Weißgold, 18K Gold, 925 Silber). Er ist mit Zirkonen, Kristalldiamanten, Perlen oder Jade besetzt, so dass sein Aussehen mit dem von hochpreisigem Gold- und Silberschmuck vergleichbar ist. Zu den gängigen Artikeln gehören Ringe, Halsketten, Armbänder, Ohrringe, Broschen, Knöpfe, Krawattenspangen und Haarschmuck, wobei das Hauptmaterial die Blei-Zinn-Legierung 3# ist.

4. Pflege von Schmuck aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

Schmuck aus Blei-Zinn-Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt hat nach der Oberflächenbehandlung eine gute Simulationswirkung. Wenn er jedoch nicht richtig gepflegt oder getragen wird, kann der Schmuck schnell Probleme wie Korrosion, Verfärbung oder sogar Bruch aufweisen. Daher ist es notwendig, ihn richtig und vernünftig zu pflegen, wie im Folgenden beschrieben:

(1) Der Schmuck sollte häufig gewechselt werden. Es sollte vermieden werden, ein und denselben Schmuck über einen längeren Zeitraum zu tragen, insbesondere bei heißem Sommerwetter, da sich die Beschichtung des Schmucks bei längerem Kontakt mit Schweiß leicht abnutzen kann. Daher ist es am besten, mehrere Schmuckstücke für den regelmäßigen Austausch vorzubereiten.

(2) Der Kontakt mit chemischen Medikamenten kann Schmuck leicht beschädigen. Der Duft beim Baden, Chlor beim Schwimmen und Salz im Meerwasser können die Beschichtung des Schmucks korrodieren lassen, daher sollte der Schmuck vor dem Baden oder Schwimmen abgelegt werden.

(3) Zusammenstöße können leicht Kratzer verursachen; bewahren Sie sie sorgfältig auf. Stapeln Sie den Schmuck nicht zusammen; er sollte in der Originalverpackung oder in einem Schmuckkästchen mit getrennten Fächern aufbewahrt werden, um Zusammenstöße zu vermeiden, die die Oberfläche zerkratzen können.

(4) Reinigen Sie den Schmuck regelmäßig mit einer weichen Bürste mit feinen Borsten und wischen Sie die Oberfläche des Schmucks ab, um Flecken zu entfernen.

5. Die Sicherheit von Schmuck aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

Metallelemente spielen eine äußerst wichtige Rolle für die menschliche Gesundheit; Mangel und Überschuss können zu Krankheiten führen. Einige Metallelemente sind jedoch schädlich für die menschliche Gesundheit und können Krankheiten und sogar den Tod verursachen.

(1) Blei

Blei ist ein Schwermetall und ein hochgradig umweltbelastendes Toxin. Es kann das Blut schädigen, indem es den Zerfall der roten Blutkörperchen verursacht und sich über den Blutkreislauf in allen Organen und Geweben ausbreitet und in die Knochen eindringt, was zu einer Lähmung der Knochennerven und zum Zittern der Finger führt. In schweren Fällen kann es zu Bleivergiftungen, Enzephalopathie und Tod führen. Die alten Römer benutzten Bleigefäße zur Aufbewahrung von Zucker und Wein und gossen Wasserleitungen aus Blei, was den Bleigehalt in Lebensmitteln und Wasser erhöhte und zu chronischen Vergiftungen führte. Ein Beispiel dafür sind die schwarzen Bleisulfidflecken, die nach dem Tod auf den Knochen zu finden sind.

Von allen bekannten giftigen Stoffen ist Blei am häufigsten in Büchern dokumentiert. In alten Texten wird erwähnt, dass die Verwendung von Bleirohren für den Transport von Trinkwasser Risiken birgt. Viele Chemikalien können nach einiger Zeit in der Umwelt zu harmlosen Endverbindungen abgebaut werden. Blei kann jedoch nicht abgebaut werden und bleibt nach seiner Freisetzung lange Zeit verfügbar. Aufgrund der langfristigen Persistenz von Blei in der Umwelt und seiner starken potenziellen Toxizität für viele lebende Organismen wurde es stets als starker Schadstoff eingestuft.

(2) Kadmium

Eine Cadmiumvergiftung kann zu Muskelschwund, Gelenkverformungen, unerträglichen Knochenschmerzen, Schlafstörungen, pathologischen Frakturen und sogar zum Tod führen. Die Hauptquelle für Cadmium sind cadmiumhaltige Abwässer, die von Fabriken in Flussbetten eingeleitet werden, die Reisfelder bewässern, von den Pflanzen aufgenommen werden und sich im Reis anreichern. Langfristiger Verzehr von cadmiumbelastetem Reis oder cadmiumverunreinigtem Trinkwasser kann leicht zu einer "Knochenschmerzkrankheit" führen.

(3) Antimon

Experimente, die von der International Antimony Association in ihren Anfangsjahren durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass bei Mäusen, die über einen längeren Zeitraum hohen Antimonkonzentrationen ausgesetzt waren, Entzündungen in der Lunge auftreten, die zu Lungenkrebs führen können. In der Realität arbeiten Menschen jedoch nicht über längere Zeit in Umgebungen mit hohen Antimonkonzentrationen, und es wurden keine Fälle von Lungenkrebs aufgrund einer übermäßigen Inhalation von Antimon gemeldet. Dennoch kann die potenzielle Gefahr für den menschlichen Körper nicht ausgeschlossen werden.

Neben den giftigen Elementen wie Cd und Pd sollten sich die Gießereiarbeiter auch der schädlichen Auswirkungen anderer Legierungselemente wie Cu, Sn, Bi und Zn auf den Körper bewusst sein. Daher ist es wichtig, während des Gießens für eine gute Belüftung zu sorgen und die Gesetze über die ordnungsgemäße Verwendung dieser Elemente und die Expositionsgrenzwerte einzuhalten. Die "Industrial Pollution" in den Vereinigten Staaten führt einige typische Metallelemente und ihre Gefahren für verschiedene Körperteile auf (Tabelle 4-4).

Die Forschung zeigt, dass einige Legierungen ohne Pb und Cd ihre Gießleistung durch eine verbesserte Kautschukzusammensetzung verbessern können, wodurch sich die Verwendung toxischer Elemente erübrigen würde, sofern dies möglich ist.

Tabelle 4-4 Die Schädlichkeit von Metallelementen für Körperorgane

Betroffene Organe	Bi	Cd	Cu	Pb	Sn	Zn
Niere	√	√		√
Nerven		√		√	√
Leber	√
Gastrointestinaler Bereich		√	√	√	√	√
Atmungsorgane		√
Hämatopoetisches Gewebe			√	√		√
Knochen		√				√
Haut	√			√
Kardiovaskulär		√

Abschnitt II Erzeugnisse aus Zinklegierungen

Schmuck aus Zinklegierungen ist neben Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt ein weiteres wichtiges und beliebtes Material. Zu den für Schmuck verwendeten Zinklegierungen gehören vor allem Zink-Aluminium-Legierungen, Zink-Aluminium-Magnesium-Legierungen und Zink-Aluminium-Kupfer-Legierungen.

1. Zinklegierung

Zinklegierung ist eine Nichteisenlegierung, die aus Zink als Basis und anderen Elementen wie Aluminium, Kupfer und Magnesium besteht. Sie ist bläulich-weiß, glänzend, hart und spröde. Zinklegierungen können je nach Verarbeitungstechnologie in zwei Kategorien unterteilt werden: verformtes und gegossenes Zink. Zinkgusslegierungen haben eine gute Fließfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit und eignen sich daher für Gusserzeugnisse wie Schmuck, Instrumente und Gehäuse von Automobilteilen.

Zinklegierungen werden hauptsächlich für das Schleuder- und Druckgießen von Silikonkautschuk nach dem Gießverfahren verwendet.

1.1 Zinklegierung für das Schleudergießen von Silikongummi

Da beim Silikongummi-Schleuderguss Formen aus Silikongummi für den direkten Guss verwendet werden, muss die Gießtemperatur so niedrig wie möglich sein, um eine gewisse Lebensdauer des Gelfilms zu erreichen. Im Allgemeinen werden Zinklegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt gewählt, deren Zusammensetzung in Tabelle 4-5 angegeben ist.

Tabelle 4-5 Zusammensetzungstabelle für Zinklegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt (gemäß der amerikanischen Norm ASTMB240-01)

Element	Zn	Al	Cu	Mg	Fe	Pb	Cd	Sn
Inhalt /wt%	Marge	3. 9 ~ 4. 3	0.75 ~ 1.25	0.03 ~ 0.06	< 0.075	< 0. 005	< 0.03	< 0. 002

Diese umweltfreundliche Legierung ist frei von Blei, Kadmium und Nickel. Sie ist leicht, hat eine gute Oberflächengüte, lässt sich schnell umformen, unterdrückt wirksam die Korngrenzenkorrosion und verhindert die Bildung von Oberflächenrauhigkeit und Sandlöchern. Sie eignet sich für verschiedene Industriezweige, z. B. für die Automobilindustrie, Haushaltsgeräte, Maschinen, Uhren, Elektrogeräte, Instrumente, Hardware-Zubehör, dekorative Geschenke und Spielzeugmarken.

Um den Glanz der Oberflächen von Accessoires zu erhöhen und die Anforderungen an das Gießen von hochglänzenden Accessoires zu erfüllen, wurde eine Zink-Magnesium-Legierung mit Magnesium als Hauptlegierungselement entwickelt. Diese Legierung wird häufig für hochharte, hochglänzende Hardware-Accessoires wie Anhänger, Ohrringe, Haarnadeln, Kleidung, Handtaschenschnallen, Gürtelschnallen, Schuhschnallen, Namensschilder usw. verwendet. Die typische chemische Zusammensetzung dieser Legierung ist in Tabelle 4-6 dargestellt.

Tabelle 4-6 Typische Zusammensetzung von Zink-Magnesium-Legierungen für Zubehör

Element	Zn	Mg	Al	Cu	Bi	Ag	Unter	Pb	Ni	Cd
Inhalt /wt%	Marge	12.4	3.5	0.06	0.06	0. 05	0.01	0.0003	0.0002	0.0019

Der Schmelzpunkt der Zink-Magnesium-Legierung liegt im Bereich von 320-330℃. Im Allgemeinen liegt die Gießtemperatur bei 380-400 °C, das Korn ist fein und gleichmäßig, die hergestellten Produkte haben eine glatte und glänzende Oberfläche, keine Sandlöcher, einen weißen Glanz mit einem öligen Gefühl, gute Fließfähigkeit, weniger Oxidation und Schlackeneinschlüsse, leicht zu polieren, schnelles Abkühlen, geeignet für die Anforderungen von Produkten mit großer glatter Oberfläche. Die Legierung ist blei-, kadmium- und nickelfrei und wird als umweltfreundliche Legierung eingestuft. Die Kosten betragen nur 1/3 der Kosten von 0# Blei-Zinn-Legierung und die glatte Oberfläche ist besser als die von 0# Blei-Zinn-Material. Diese Legierung ist leicht, 50% leichter als Blei-Zinn-Legierung 3# Material, und 20% leichter als Zink-Legierung.

Als Gegenstück zu Zink-Magnesium-Legierungen gibt es auf dem Markt auch Legierungswerkstoffe auf Magnesiumbasis, die Zink und Aluminium als Hauptlegierungselemente enthalten und gemeinhin als Magnesium-Zink-Legierungen bezeichnet werden. Die üblicherweise verwendeten dekorativen Magnesium-Zink-Legierungen lassen sich hauptsächlich in drei Kategorien einteilen.

(1) Magnesium-Zink-Legierung A Werkstoff

Diese Legierung eignet sich für die Herstellung von Ornamenten und Kunsthandwerk, die eine hochglänzende Oberfläche erfordern (über 5 cm). Sie hat eine gute Fließfähigkeit, Zähigkeit und einen guten Glanz, ist leicht zu polieren und zu schweißen, bläht beim Galvanisieren nicht und hat einen Schmelzpunkt von etwa 300 °C. Es ist gleichwertig mit Blei-Zinn-Legierung 1# Material, aber der Preis ist nur die Hälfte, dass der Blei-Zinn-Legierung 1# Material.

(2) Magnesium-Zink-Legierung B Werkstoff

Diese Legierung eignet sich für mäßig schwierige glatte Oberflächen (etwa 3 cm). Sie hat eine gute Fließfähigkeit, Zähigkeit und Glätte und ist leicht zu polieren und zu schweißen. Es ist 20% leichter als Material A und eignet sich für die Herstellung von Schmuck und Kunsthandwerk, mit einem Schmelzpunkt von etwa 320℃.

(3) Magnesium-Zink-Legierung C Werkstoff

Diese Legierung eignet sich für die Herstellung kleiner Produkte mit glatter Oberfläche, hoher Festigkeit und Härte (unter 2 cm), hat eine gute Fließfähigkeit und Glätte, lässt sich leicht schweißen und polieren und ist leichter als die beiden anderen, da sie 1/3 der Blei-Zinn-Legierung #3 ist. Seine Zähigkeit ist jedoch geringer als die der beiden vorhergehenden Legierungen, so dass es sich zwar für die Herstellung von hochfesten Produkten wie Haarnadeln und Gürtelschnallen eignet, nicht aber für hohle oder gelochte Produkte mit einem Schmelzpunkt von 350-380℃.
Der Anwendungsbereich von Magnesium-Zink-Legierungen ist breit gefächert und eignet sich für die Herstellung von Ringen, Halsketten, Armbändern, Ohrringen, Broschen, Knöpfen, Krawattenklammern, Hutschmuck, kunsthandwerklichen Ornamenten, religiösen Emblemen, Miniaturstatuen, Souvenirs, Gürtelschnallen und anderen kunsthandwerklichen Accessoires. Diese Materialien weisen die folgenden Merkmale auf:

Stabile Leistung, niedriger Schmelzpunkt, gute Fließfähigkeit, geringe Schrumpfung.
Die Körnung ist fein, mit guter Zähigkeit und angemessener Härte, einer glatten Oberfläche, wenigen Schleiflöchern, Flecken und Rissen sowie guten Polier- und Galvanisierungseffekten.
Einhaltung von Umweltschutzanforderungen und Gesundheitsstandards.
Durch seinen niedrigeren Schmelzpunkt ist es für Silikonformen geeignet. Daher sind die Kosten für den Formenverbrauch niedrig, was es besonders geeignet macht für die Herstellung von Gussteilen mit schnellen Lieferzeiten und kleinen Chargen.

1.2 Druckguss-Zinklegierung

(1) Merkmale der Zinkdruckgusslegierung

Zinklegierungen werden in der Druckgussindustrie in großem Umfang zur Herstellung verschiedener struktureller und funktioneller Druckgussteile verwendet, die eng mit den Eigenschaften des Materials verbunden sind. Zinkdruckgusslegierungen haben einen niedrigen Schmelzpunkt und eine gute Fließfähigkeit, und das Gießverfahren ermöglicht es, die kleinen Teile der Form zu füllen, und bietet viele Vorteile, die andere Druckgusslegierungen nicht haben, wie z. B. eine hohe Gießgeschwindigkeit, niedrige Temperaturen, einen geringen Energieverbrauch und eine lange Lebensdauer der Form. Dies hat dazu geführt, dass sie von vielen Schmuckherstellern verwendet werden, wobei die Vielfalt der Legierungen allmählich zunimmt und sich ihre Verwendung ausweitet, so dass eine Reihe von Legierungsprodukten entsteht. Eines der Merkmale dieser Legierungen ist, dass sie mit Warmkammer-Druckgussmaschinen verarbeitet werden können, was viel schneller ist als die Produktionsgeschwindigkeit von Hochaluminium-Zink-Legierungen und Aluminiumlegierungen, die in Kaltkammer-Druckgussmaschinen gegossen werden müssen, und sie lassen sich leicht zu relativ kostengünstigen dünnwandigen Druckgussteilen verarbeiten, deren Oberflächen sich auch leicht bearbeiten, lackieren und galvanisieren lassen. Darüber hinaus haben Zinklegierungen im Vergleich zu Bronze-, Aluminiumguss- und Eisengusslegierungen die Vorteile eines geringen Energieverbrauchs bei der Verarbeitung, niedriger Kosten und guter mechanischer Eigenschaften.

(2) Arten von Zinkdruckgusslegierungen

Mit der Verbesserung der Produktzinkqualitäten entwickelten sich Zinklegierungen. In den frühen 1930er Jahren hatte sich die Zusammensetzung stabilisiert. In dieser Zeit entwickelte die New Jersey Company in den Vereinigten Staaten (heute als American Zinc Company bekannt) die berühmte Zamak-Legierungsreihe, die weltweit bekannt und zum Synonym für Druckgusslegierungen wurde. Die Zamak-Legierungsserie wurde entsprechend den Anforderungen der verschiedenen Produktionsverfahren und der strukturellen Leistung der Produkte entwickelt, und verschiedene Zinklegierungen haben unterschiedliche physikalische und mechanische Eigenschaften, was Optionen für die Gestaltung von Druckgussteilen bietet.

Gängige Arten von Zinkdruckgusslegierungen sind:

Zamak 3. Gussstücke mit guten Fließeigenschaften und mechanischen Eigenschaften werden für Anwendungen verwendet, die eine geringe mechanische Festigkeit erfordern, wie z. B. Spielzeug, Lampen, Dekorationen und elektrische Bauteile.
Zamak 5. Gute Fließfähigkeit und mechanische Eigenschaften werden bei Gussteilen mit bestimmten Anforderungen an die mechanische Festigkeit verwendet, z. B. bei Automobilteilen, elektromechanischen Teilen, mechanischen Komponenten und elektrischen Baugruppen.
Zamak 2. Wird für mechanische Teile mit besonderen Anforderungen an die mechanische Leistung, hohe Härteanforderungen und allgemeine Anforderungen an die Maßgenauigkeit verwendet.
ZA8. Gute Fließfähigkeit und Dimensionsstabilität, aber schlechte Fließfähigkeit, für kleine Druckgussteile mit hohen Anforderungen an Präzision und mechanische Festigkeit, wie z. B. elektrische Bauteile.
Superloy. Es hat die beste Fließfähigkeit und wird für den Druckguss von dünnwandigen, großformatigen, hochpräzisen und komplex geformten Werkstücken, wie z. B. elektrischen Komponenten und deren Gehäusen, verwendet.

Die Anforderungen an die Zusammensetzung der oben genannten Legierungen sind in Tabelle 4-7 aufgeführt.

Tabelle 4-7 Standardlegierungszusammensetzung von Zinklegierungen

Kategorie Legierung	Zamak 2	Zamak 3	Zamak 5	ZA8	Superloy	AcuZink 5
Aluminium	3.8 ~ 4. 3	3.8 ~ 4. 3	3.8 ~ 4. 3	8. 2 ~ 8. 8	6. 6 ~ 7. 2	2. 8 ~ 3. 3
Kupfer	2. 7 ~ 3. 3	< 0.030	0. 7 ~ 1. 1	0. 9 ~ 1. 3	3. 2 ~ 3. 8	5. 0 ~ 6.0
Magnesium	0.035 ~ 0.06	0.035 ~ 0.06	0.035 ~ 0.06	0.02 ~ 0.035	< 0. 005	0.025 ~ 0.05
Eisen	< 0.020	< 0.020	< 0.020	< 0.035	< 0. 020	< 0.075
Blei	< 0. 003	< 0. 003	< 0. 003	< 0.005	< 0. 003	< 0.005
Kadmium	< 0.003	< 0.003	< 0.003	< 0. 005	< 0.003	< 0. 004
Zinn	< 0.001	< 0.001	< 0.001	< 0.001	< 0.001	< 0. 003
Zink	Marge	Marge	Marge	Marge	Marge	Marge
(Lu Hongyuan, 1997; Wu Chunmiao, 2003)

(3) Der Einfluss von Legierungselementen auf die Eigenschaften von Zinklegierungen

In der Zusammensetzung von Zinkdruckgusslegierungen sind wirksame Legierungselemente wie Aluminium, Kupfer und Magnesium sowie schädliche Verunreinigungen wie Blei, Cadmium, Zinn und Eisen enthalten. Die Auswirkungen dieser Elemente auf die Eigenschaften der Legierung sind wie folgt.

① Aluminium. Aluminium kann die Gießleistung von Legierungen verbessern, die Fließfähigkeit von Legierungen erhöhen, Körner verfeinern, die Festigkeitssteigerung von Mischkristallen bewirken und die mechanischen Eigenschaften verbessern. Darüber hinaus kann Aluminium die Reaktivität von Zink mit Eisen verringern und so die Auswirkungen auf eisenhaltige Materialien wie Schwanenhals, Form und Erosion des Tiegels reduzieren.

Der Aluminiumgehalt wird im Allgemeinen zwischen 3,8%-4,3% kontrolliert. Dies ist hauptsächlich auf die erforderliche Festigkeit und Fließfähigkeit zurückzuführen; eine gute Fließfähigkeit ist eine notwendige Voraussetzung für Gussstücke mit vollständigen Formen, präzisen Abmessungen und glatten Oberflächen.

② Kupfer. Kupfer in Zinklegierungen erhöht unter anderem die Härte und Festigkeit der Legierung, verbessert die Verschleißfestigkeit der Legierung und verringert die interkristalline Korrosion.

Wenn der Kupfergehalt in Zinklegierungen jedoch 1,25% übersteigt, führt dies zu alterungsbedingten Veränderungen der Abmessungen und der mechanischen Festigkeit der Druckgussteile; außerdem wird die Duktilität der Legierung verringert.

③ Magnesium. Die Rolle des Magnesiums in Zinklegierungen besteht darin, die interkristalline Korrosion zu verringern, die Legierungsstruktur zu verfeinern und dadurch die Festigkeit der Legierung zu erhöhen und ihre Verschleißfestigkeit zu verbessern.

Magnesium ist ein sehr aktives Element, das leicht oxidiert und im geschmolzenen Zustand von Legierungen verloren geht. Wenn der Magnesiumgehalt mehr als 0,08% beträgt, wird die Legierung thermisch spröde und weist eine geringere Zähigkeit und Fließfähigkeit auf.

④ Verunreinigungselemente: Blei, Cadmium, Zinn. Die genannten Verunreinigungen machen die interkristalline Korrosion von Zinklegierungen sehr empfindlich und beschleunigen die interkristalline Korrosion in warmen, feuchten Umgebungen (Abbildung 4-2), verringern die Schlagfestigkeit der Legierung, verringern die Zugfestigkeit der Legierung und damit die mechanischen Eigenschaften und führen zu Maßveränderungen bei Gussstücken. Der Kadmium- und Bleigehalt in der Legierung darf 0,003%, der Zinngehalt in Zinklegierungsblöcken 0,001% und der Gehalt in großen Gussstücken 0,002% nicht überschreiten. Wenn der Gehalt an den Verunreinigungselementen Blei und Kadmium in der Zinklegierung zu hoch ist, erscheint die Oberflächenqualität des Werkstücks unmittelbar nach dem Druckguss normal, aber nach einer gewissen Zeit der Lagerung bei Raumtemperatur (8 Wochen bis mehrere Monate) bilden sich Blasen auf der Oberfläche.

⑤ Verunreinigendes Element: Eisen. Das Element Eisen kann die Härte von Zinklegierungen erhöhen, aber der Eisengehalt in Zinklegierungen darf 0,02% nicht überschreiten, da es sonst die Sprödigkeit der Legierung erhöht. Eisen reagiert mit dem Aluminium in der Zinklegierung und bildet intermetallische Verbindungen Al5Fe2, was zum Verlust von Aluminium und zur Bildung von Schlacke führt; es bildet harte Stellen in Druckgussteilen, die die nachfolgende Verarbeitung und das Polieren beeinträchtigen, und beim Polieren können Kratzer auf der Oberfläche entstehen; es erhöht die Sprödigkeit der Legierung.

⑥ Verunreinigendes Element: Silizium. Der Gehalt an Silizium in Zinklegierungen darf 0,02% nicht überschreiten. Andernfalls erhöht er die Sprödigkeitsübergangstemperatur der Zinklegierung und verringert ihre Verarbeitungsleistung.

(4) Auswahl von Zinkdruckgusslegierungen

Es gibt viele Zinkdruckgusslegierungen, und die Wahl der zu verwendenden Zinklegierung hängt hauptsächlich von drei Aspekten ab.

① Der Zweck des Druckgussteils selbst. Zu den Leistungsanforderungen, die erfüllt werden müssen, gehören:

Mechanische Eigenschaften, wie z. B. Zugfestigkeit, Dehnung, Härte usw. Die Zugfestigkeit ist der maximale Widerstand des Materials zum Zeitpunkt des Bruchs; die Dehnung ist ein Maß für die Sprödigkeit und Plastizität des Materials; die Härte ist der Widerstand der Materialoberfläche gegen plastische Verformung durch Druck oder Reibung mit harten Gegenständen.
Arbeitsumgebungsbedingungen, einschließlich der Arbeitstemperatur, der Luftfeuchtigkeit, des Mediums, das mit dem Werkstück in Berührung kommt, und der Anforderungen an die Luftdichtheit.
Präzisionsanforderungen, einschließlich der erreichbaren Genauigkeit und Maßhaltigkeit.

② Gute Prozessleistung. Dazu gehören die Leistung des Gießverfahrens, die Bearbeitbarkeit und die Leistung des Oberflächenbehandlungsverfahrens.

③ Gute Wirtschaft. Die Kosten der Rohstoffe, der Bedarf an Produktionsanlagen (einschließlich Schmelzanlagen, Druckgießmaschinen, Formen usw.) und die Produktionskosten.

2. Beispiele für Schmuck aus Zinklegierungen

Nachstehend einige Beispiele für Zubehör aus Zinklegierungsguss.

Abschnitt III Der Produktionsprozess von Schmuck aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

Der meiste Schmuck aus niedrigschmelzenden Legierungen wird im Schleudergussverfahren mit Silikongummiformen hergestellt, ein kleiner Teil wird im Druckgussverfahren produziert. Andererseits wird Schmuck aus Zinklegierungen hauptsächlich im Druckgussverfahren und zu einem geringen Teil im Schleudergussverfahren mit Silikonkautschukformen hergestellt.

1. Silikongummi Schleudergussverfahren

1.1 Einführung in das Schleudergießverfahren

Schleuderguss ist ein Verfahren, bei dem flüssiges Metall in eine rotierende Form gegossen wird, die sich unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft füllt und zu einem Gussstück erstarrt. Das Schleudergussverfahren kann im Allgemeinen in drei Hauptkategorien unterteilt werden: echter Schleuderguss, Halbschleuderguss und Schleuderdruckguss. Beim echten Schleuderguss wird kein Sandkern verwendet und es sind keine Speiser oder horizontalen Gießkanäle erforderlich, weshalb er sich für rohrförmige und zylindrische Gussteile eignet. Beim Halbzentrifugalguss wird die Symmetrieachse des Gussteils als Drehachse beim Gießen verwendet, wobei das flüssige Metall aus einem zentralen vertikalen Angusskanal eingespritzt wird und die Zentrifugalkraft das flüssige Metall nach außen drückt, um die Form zu füllen. Das Halbzentrifugalgießen eignet sich für Gussstücke mit symmetrischen Formen. Beim Schleuderguss werden von einem zentralen vertikalen Gießkanal aus radiale horizontale Gießkanäle eingerichtet, wobei der vertikale Gießkanal als Drehachse dient. Nachdem das flüssige Metall in den vertikalen Kanal gegossen wurde, füllt es den Hohlraum durch die horizontalen Kanäle unter der Wirkung der Zentrifugalkraft. Das Schleuderdruckgießen ähnelt dem Halbzentrifugalgießen, unterscheidet sich aber in der Wahl der Drehachse. Da sich das Schleudergussverfahren nicht um die Symmetrieachse des Gussteils dreht, eignet es sich besser für Gussstücke mit komplexen Formen.

1.2 Merkmale des Silikongummi-Schleudergussverfahrens

Aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts von legiertem Schmuck ist die Herstellung einer Gipsform wie beim Gießen von Gold-, Silber- und Kupferlegierungen unnötig. Stattdessen werden weiche Formen aus hitzebeständigem Silikonkautschuk für die Produktion verwendet, wodurch die Produktionskosten erheblich gesenkt und die Produktionseffizienz verbessert werden können.

Das Schleudergießen von Goldschmuck wird mit dem Schleuderdruckverfahren durchgeführt. Nachdem das geschmolzene Metall in die Form gegossen wurde, wird das geschmolzene Metall bei der Drehung der Form einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, die einen Fülldruck erzeugt, der das geschmolzene Metall zwingt, den Hohlraum gleichmäßig zu füllen. Die Zentrifugalkraft F=m-r-w2, wobei F die Zentrifugalkraft, m die Masse der Metallschmelze, w der Rotationsradius der Form und die Winkelgeschwindigkeit ist. Es zeigt sich, dass die Fliehkraft umso größer ist, je größer der Rotationsradius und je schneller die Rotationsgeschwindigkeit ist. Da sich das geschmolzene Metall unter der Zentrifugalkraft füllt und erstarrt, hat das Metall einen guten Schrumpfungsausgleich, was zu einem dichten Gefüge und guten mechanischen Eigenschaften der Gussstücke führt; Hohlgussstücke benötigen keine Speiser, was die Metallausnutzung erheblich verbessert.

Im Vergleich zum Unterdruckgießen hat das Schleudergießen jedoch Nachteile wie starke Turbulenzen des geschmolzenen Metalls während des Gießens, eine Tendenz zur Bildung von Gaslöchern, starke Erosion der Formwand durch das geschmolzene Metall und eine relativ geringe maximale Metallmenge, die gegossen werden kann. Außerdem neigen Gussteile, die mit dem Schleudergussverfahren hergestellt werden, zu thermischen Rissbildungen, insbesondere bei hohen Drehzahlen.

1.3 Silikongummi-Schleuderguss Produktionsprozess

Bei der Herstellung von Schmuck aus einer niedrigschmelzenden Legierung wird hauptsächlich ein Schleudergussverfahren mit Silikonkautschuk verwendet, das im Wesentlichen die folgenden Aspekte umfasst

(1) Entwicklung von Schmuckstücken

Die Schmuckentwicklung ist der erste Schritt bei der Herstellung von Schmuck von Grund auf. Sie dient als Leitfaden und Referenz für die nachfolgenden Schritte und ist auch ein wichtiges Glied, um die Individualität des Schmucks voll zum Ausdruck zu bringen. Die Designerinnen und Designer entwickeln ihre ersten Ideen, indem sie Informationen aus verschiedenen Bereichen zusammenfassen und kategorisieren und sie dann in flachen Zeichnungen darstellen. Sobald die Zeichnungen fertiggestellt sind, werden sie der Musterwerkstatt übergeben, wo der Mustermacher ein dreidimensionales Urmodell aus legierten Materialien entsprechend den Anforderungen der Zeichnungen herstellt. Mit der Fertigstellung des Urmodells ist der Hauptprozess der Schmuckentwicklung abgeschlossen.

(2) Formgebung

Das fertige Urmodell wird in den Gießraum gebracht, wo der Formenbauer Formen aus Spezialgummi herstellt. Der Formgebungsprozess ist der Schlüssel zum Übergang von einem einzelnen Schmuckstück zur Massenproduktion, und die Qualität der Form wirkt sich direkt auf den Ertrag des nächsten Prozesses aus.

① Arten von Gummi-Rohstoffen. Bei der Herstellung von Schleudergusslegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt werden häufig Modelle aus Silikonkautschuk verwendet, wobei ein geringer Anteil an Naturkautschuk und Silikonkautschuk verwendet wird. Der Vergleich zwischen den beiden Arten von Gummimodellen ist in Tabelle 4-8 dargestellt.

Tabelle 4-8 Vergleich von Naturkautschuk und Siliconkautschuk

Parameter	Naturkautschuk					Silikongummi
Parameter	1#schwarz	2#schwarz	3#schwarz	Weiß	Natürlich	60 - D	70 - D	58 - D	65 - D
Relative Härte	60	65	70	66	42	60	70	58	65
Dichte/(g-cm)^-3 )	1.24	1.26	1.17	1. 55	1.07	1.6	1. 73	1.44	1.56
Reißfestigkeit/MPa	2.34	2.09	3. 00	1.94	0.68	0. 74	0.69	1.01	0. 63
Biegemodul/MPa	2.20	2.17	3. 58	2.41	1.72	1. 86	2.41	1.31	2.27
Zugfestigkeit/MPa	3.79	3.79	2.41	3.45	3.93	2. 55	2.41	3.58	1.38

Gummi enthält im Allgemeinen Füllstoffe, Katalysatoren, Wirkstoffe, Verzögerer, Antioxidantien, Weichmacher und andere Materialien. Ungehärtete Materialien sollten an einem kühlen Ort gelagert werden, und gehärtete Modelle sollten so weit wie möglich vom Licht entfernt aufbewahrt werden, da Ozon die Materialien beschädigen kann.

Bei der Produktion werden im Allgemeinen etwas weichere Gummimaterialien bevorzugt, da sie leichter zu formen sind und bewegliche Blöcke ermöglichen. Die Härte des für Zubehör verwendeten Gummis liegt nach der Vulkanisierung im Allgemeinen bei 60-80, und in der tatsächlichen Produktion haben etwa 70% der Gummisorten eine relative Härte von 65, und es gibt auch 5% mit einer Härte von 70.

Je geringer die Härte des Gummimodells ist, desto mehr schrumpft es, so dass die Gießer und die Modellbauer zusammenarbeiten müssen, um Maßnahmen zum Ausgleich des Schrumpfungswertes zu ergreifen. Der Schrumpfungswert hängt mit der Platzierung des Werkstücks während des Gießens zusammen; bei ein und demselben Produkt kann der Schrumpfungswert bei unterschiedlichen Platzierungsmethoden erheblich variieren. Die Herstellung einiger spezieller Werkstücke hängt von der Erfahrung des Bedieners ab.

② Herstellung von Gummiplatten. Mischen Sie neues Gummi und recyceltes Gummi im Verhältnis 50/50. Der Gummi wird in einer Formmaschine erhitzt und zu Platten mit einer Dicke von 1,3-1,5 mm gepresst, die eine Schicht der Gummiform bilden. Das Material wird in einer zylindrischen Trommel aufgerollt und in kleine Stücke mit der gewünschten Größe geschnitten. Das Material wird auf einer Palette gestapelt und für 3-4 Tage in eine Kühlkammer gelegt (die Temperatur der Kühlkammer beträgt etwa 6℃), damit der Gummi auf seine endgültige Größe schrumpfen kann. Die Gesamtschrumpfung des Materials während des gesamten Prozesses kann bis zu 11% betragen. Wenn die endgültige Form des Materials eiförmig ist, kann dies auf eine unzureichende Kühlung zurückzuführen sein. Das Material wird in der Regel aus der Kühlkammer entnommen und in kreisförmige Stücke mit dem gewünschten Durchmesser (normalerweise 8''-18'') geschnitten. In Abbildung 4-3 wird Gummi A als Oberflächenschicht des Modells verwendet, der sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Schrumpfung, hohe Reißfestigkeit und Haltbarkeit auszeichnet. Im Gegensatz dazu wird Gummi B als Verstärkungsschicht des Gummimodells verwendet und dient hauptsächlich zur Unterstützung und Verstärkung.

③ Drücken Sie die Gummiform. Die Qualität der Gummiform bestimmt unmittelbar die Qualität des Gussteils. Eine qualitativ hochwertige Gummiform erfordert unter anderem eine angemessene Verteilung des Originalmodells, Angüsse, die das Befüllen und Entlüften erleichtern, eine einfache Entnahme des Gussteils sowie eine hohe Verformungs- und Bruchfestigkeit. Im Folgenden werden die grundlegenden Schritte zur Herstellung einer Gummiform beschrieben.

Schritt eins ist die Vorbereitung. Bereiten Sie verschiedene Werkzeuge und Hilfsmaterialien vor, die für das Formpressen benötigt werden (Abbildung 4-4).

Legen Sie den Formrahmen in die Presse zum Vorheizen auf 150℃ oder entsprechend der vom Gummilieferanten empfohlenen Temperatur, in der Regel 146-157℃; trennen Sie die Ober- und Unterseite des Formbodens und besprühen Sie sie mit einem Trennmittel, um zu verhindern, dass die beiden Hälften zusammenkleben oder am Formrahmen haften bleiben; reinigen Sie die Oberfläche des Originalmodells vom Staub und besprühen Sie sie mit Silikon, um die Trennung von der Silikonkautschukform zu erleichtern und ein Verkleben zu verhindern. Legen Sie Zeitungspapier unter die Stahlplatte und legen Sie die runde Scheibe in den Stahlring (Abbildung 4-5).

Im zweiten Schritt wird in der Mitte der oberen Hälfte der Membranscheibe ein Loch gebohrt, in das der Gießstab und die Gießwanne eingesetzt werden (Abbildung 4-6).

Im dritten Schritt ordnen Sie das Urmodell und die Positionierungsstifte in einer sinnvollen Reihenfolge und im erforderlichen Abstand um die Gießplatte auf der Oberfläche der Unterform an (Abbildung 4-7). Wenn das Urmodell sehr groß ist, muss ein Teil des Gummis aus der Unterform herausgeschnitten werden.

Beim Gummischleuderguss müssen bestimmte Abmessungsprinzipien zwischen dem Modell, dem Anschnitt und den Positionierungsstiften eingehalten werden (Abbildung 4-8). A steht für den Abstand zwischen dem Modell und dem Gießtrichter, der im Allgemeinen mit 12,5 mm angenommen wird; B steht für den Abstand zwischen den Modellen, der im Allgemeinen mit 10 mm angenommen wird; C steht für den Abstand zwischen dem Modell und der Umgebung, der im Allgemeinen mit 10 mm angenommen wird; D steht für den Abstand zwischen dem Modell und dem Positionierstift, der im Allgemeinen mit 3 mm angenommen wird; E steht für den Abstand zwischen den Positionierstiften, der im Allgemeinen mit 12.5 mm; F steht für den Abstand zwischen dem Positionierungsstift und der Umgebung des Modells, der im Allgemeinen mit 1,5 mm angenommen wird; G steht für die Dicke des Modells von der Oberseite (Unterseite), die im Allgemeinen mit 3 mm angenommen wird.

Experimente zeigen, dass der Abstand zwischen dem äußeren Umfang und dem mittleren Anschnitt der Form die Qualität des Gussteils erheblich beeinflusst. Je näher das Werkstück am mittleren Anschnitt liegt, desto größer muss der Querschnitt des Angusses sein, um die Umformgeschwindigkeit und die Dichte der erstarrten Struktur zu gewährleisten. Außerdem sollten die Ausgangsmodelle innerhalb desselben Gummimodells vorzugsweise ähnliche Formen haben, da dies nicht nur die Fertigstellungsrate der Gussstücke verbessert, sondern auch zu einer gleichmäßigeren Zusammensetzung der Endprodukte führt; sind die Formunterschiede zu groß, kann es zu Ungleichgewicht und Vibrationen während der Gussrotation kommen.

Im vierten Schritt streuen Sie das Trennpulver gleichmäßig auf die Formtrennfläche und entfernen das Trennpulver mit einem Pinsel vom Modell (Abbildung 4-9).

Im fünften Schritt setzen Sie die obere Hälfte der Form in den Formrahmen ein, positionieren sie vorsichtig und setzen die obere Druckplatte in den Formrahmen ein, wobei Sie sicherstellen, dass beide senkrecht stehen (Abbildung 4-10).

Im sechsten Schritt setzen Sie den Formrahmen in die Pressmaschine ein und achten darauf, dass er gerade und in der Mitte der Pressmaschine positioniert ist. Heben Sie die Plattform und den Formrahmen an, so dass sie in die obere Plattform eingreifen, und überprüfen Sie den Sitz (Abbildung 4-11). Üben Sie vorsichtig Druck aus, um die Plattform anzuheben, lassen Sie den Druck los und wiederholen Sie den vorherigen Vorgang, wobei Sie jedes Mal nur wenig Druck ausüben. Bei einer allgemeinen Formmaschine ist ein Gefühl erforderlich, während eine automatische Formmaschine über ein Manometer verfügt. Wiederholen Sie diesen Schritt 8-15 Minuten lang, bis der Gummi sehr weich ist und die Platte vollständig versiegelt ist.

Im siebten Schritt: Stellen Sie die Vulkanisierungszeit ein, in der Regel mindestens 1 Stunde für jeden Zoll Dicke. Wenn die Aushärtungszeit abgelaufen ist, lassen Sie den Druck ab und entfernen Sie den Formrahmen.

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(3) Schneideform

① Öffnen Sie den Formrahmen mit einem Schraubenschlüssel oder Schraubendreher, entfernen Sie die Gummiform vom Formrahmen, schneiden Sie die beiden Hälften der Gummiform mit einem Skalpell oder Sägeblatt durch, machen Sie Ausrichtungsmarkierungen an den Kanten der Gummiform und entfernen Sie den überschüssigen Grat (Abbildungen 4-12 und 4-13).

② Nehmen Sie das Originalmodell aus der Form und schneiden Sie den Anguss und die Lüftungsleitung ab.

Die Einrichtung von Angüssen und Entlüftungsleitungen hat einen erheblichen Einfluss auf die Qualität des Schleudergusses. Beim Schleuderguss von Schmuck aus niedrig schmelzenden Legierungen gelangt das geschmolzene Metall durch den Gießbecher, den horizontalen Angusskanal und den Anguss in den Formhohlraum. Das Grundprinzip der Angussöffnung ist ähnlich wie beim Edelmetallguss; der Anguss muss groß genug sein, um einen guten Schrumpfungsausgleich zu gewährleisten, und es müssen Entlüftungsleitungen eingerichtet werden, damit das Gas reibungslos abgeleitet werden kann. Das Schneiden der Form sollte gleichmäßig erfolgen, um Turbulenzen beim Fließen des geschmolzenen Metalls zu verringern, und der Anguss sollte sich an der dicksten Stelle des Gussteils befinden.

a.Gießsystem. Ein Gießbechermodell bildet einen Gießbecher am Boden der Gummiform.

Das horizontale Gießsystem besteht aus einer Reihe von Kanälen, durch die das geschmolzene Metall aus dem Gießbecher in den Innenkanal fließt. Die Kanäle verlaufen zunächst strahlenförmig vom Gießbecher nach außen, um sich mit dem Angusskreis zu verbinden, und verbinden sich dann vom Angusskreis mit dem Innenkanal (Abbildung 4-14). Dieses Gießsystem ist für das Füllen von Vorteil und verhindert, dass Schlacke und Verunreinigungen in den Formhohlraum gelangen.

Der Innenkanal versorgt den Formhohlraum mit geschmolzenem Metall; er ist der Kanal, durch den das geschmolzene Metall vom horizontalen Anguss in den Formhohlraum fließt. Der Innenkanal muss groß genug sein, um die Schrumpfung des geschmolzenen Metalls beim Erstarren in der Kavität kontinuierlich auszugleichen, und er sollte sich an der dicksten Stelle befinden. An der Verbindungsstelle mit dem Werkstück ist er im Allgemeinen verjüngt, um die Trennung des Innenkanals vom Werkstück zu erleichtern, es sei denn, es ist erforderlich, dass er die gleiche Dicke wie das Werkstück hat.

b.Art des Anschnittsystems. Direkter Anschnitt: Diese Art des Anschnitts wird in der Regel nur bei einfachen Werkstücken verwendet und verursacht erhebliche Turbulenzen, wobei der Vorteil darin besteht, dass die Menge jeder Werkstückart erhöht wird.

Umgekehrtes Anschnittsystem: Das Anschnittsystem führt zunächst durch das Werkstück und schließt dann von der Rückseite des Werkstücks in der Nähe des Formrandes an den Hohlraum an. Seine Vorteile sind, dass die Gussqualität gut ist, Verunreinigungen und Schlacke nicht in den Hohlraum gelangen und Turbulenzen beim Füllen reduziert werden.

Seitenanschnitt-System: Der Anschnitt erfolgt von der Seite des Werkstücks aus und nimmt, wie der umgekehrte Anschnitt, den Raum der Form ein, aber die Qualität des Werkstücks ist besser. Diese Art von Anschnitt kann verschiedene Eigenschaften haben.

Horizontales Anschnittsystem: Es bezieht sich auf die Kanäle im Anschnittkreis und das Speichenanschnittsystem, das dazu dient, eine gleichmäßige Füllung zu gewährleisten, ein direktes Einfüllen von geschmolzenem Metall zu vermeiden und so zu sauberen Werkstücken beizutragen.

Anschnittsystem von oben: Diese Art von Anschnitt ist das Gegenteil des unteren Anschnitts, bei dem das Material von der Oberseite des Werkstücks in die Kavität gelangt. In der Regel befindet sich der Anschnitt in der unteren Hälfte der Form, aber wenn es Probleme beim Füllen gibt, kann er auch in der oberen Hälfte der Form angebracht werden. Diese Art von Anguss ist vorteilhaft für Werkstücke mit großen Oberflächen und dünnen Wänden.

Neben dem Leiten von geschmolzenem Metall in den Formhohlraum hat das Gießsystem noch weitere Funktionen. Neben dem direkten Anschnittsystem können andere Gießsysteme beispielsweise einen Schlackensammelbereich haben, um Schlacke und Verunreinigungen aus der Metallschmelze aufzufangen und zu verhindern, dass sie in den Formhohlraum gelangen; sie können auch das Entweichen von Gasen aus dem Formhohlraum ermöglichen. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Schleudergusses reicht es jedoch nicht aus, sich nur auf das Gießsystem zu verlassen, um alle Gase abzuführen, so dass Entlüftungsleitungen eingerichtet werden müssen. Abbildung 4-15 ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Arten von Gießsystemen.

c. Schneiden des Angusses der Gummiform. Das Setzen des Angusses für die Gummiform ist die schwierigste Aufgabe bei der Herstellung der Gummiform, und die grundlegenden Schritte sind wie folgt:

Nach der Vulkanisierung der Gummiform ist es besser, die Form zu schneiden, wenn sie sich von Hand warm anfühlt. Der erste Schritt beim Schneiden der Form ist die Bestimmung der Position des Angusses und des Ausgießers. Wenn kein geformter Gießbecher verwendet wird, sollte der Gießbecher zuerst ausgeschnitten werden, und der Grundriss des Gießkanals kann mit einem Zirkel und anderen Anreißwerkzeugen gezeichnet werden, einschließlich des Gießkanals und der Speichen vom Gießbecher zum Gießkreis, des quer verlaufenden Gießkanals und des Kanals vom Angusskreis zum Werkstück. Es ist zu vermeiden, den Hohlraum direkt mit flüssigem Metall zu füllen. Dieses sollte zunächst durch den Queranschnitt und das Gießsystem fließen, um die Formfüllung sicherzustellen und zu verhindern, dass Verunreinigungen und Schlacke in den Hohlraum gelangen.

Das Formschneidemesser wird in einem Winkel von 45° zur gezeichneten Linie angesetzt. Schneiden Sie zunächst den Gießrinnenkreis aus (Abbildung 4-16), der in der Mitte etwa 12,5 mm breit und 6 mm tief ist. Schneiden Sie kontinuierlich an den Innen- und Außenseiten des gezeichneten Gießrinnenkreises entlang, um die Glätte zu gewährleisten, und entfernen Sie dann das geschnittene Gummimaterial, um einen Gießrinnenkreis in Form eines "V" zu erhalten (Abbildung 4-17).

Der Läufer und der Speichenläufer sollten durch Schneiden des Läuferkreises ausgeschnitten werden, und es sollte eine ausreichende Anzahl von Läufern vorgesehen werden, um eine gute Füllung des geschmolzenen Metalls zu gewährleisten. Im Allgemeinen sind 4-5 Speichenrinnen vom Gießbecher bis zum Rinnenkreis ausreichend.

Schneiden Sie den Innenkanal vom Gießkreis zum Werkstück. Der Innenkanal ist der Teil, der den Gusskanal mit dem Werkstück verbindet; er sollte keine Fortsetzung des Querkanals sein, sondern eher ein Ausgleich für diesen, um eine optimale Effizienz zu erreichen. Der Innenkanal kompensiert und schrumpft das Werkstück; beim Reinigen sollte er vom Gussteil abgeschlagen werden. Der Innenkanal sollte groß genug sein, aber keine Reinigungsschwierigkeiten verursachen. Am besten beginnt man mit dem Schneiden des Innenlaufs am Werkstück wie folgt: vom Hals abwärts am Werkstück eine sehr schmale Rinne mit einer Dicke von etwa 5 mm schneiden; zum Gießkreis hin eine Rinne mit allmählich zunehmender Tiefe und Breite schneiden, mit einer Breite von 12,5 mm und einer Tiefe von 6 mm am Gießkreis (entspricht etwa der Breite des Gießkreises an der Kreuzung der beiden Innenläufe).

Wenn ein oberes Anschnittsystem benötigt wird, sollte die gleiche Methode wie oben beschrieben zum Schneiden verwendet werden. Zur Vervollständigung des Angusses sollte jedoch Talkumpuder verwendet werden; der Talkumpuder prägt die Position des Werkstücks in der unteren Formhälfte auf die entsprechende Position in der oberen Formhälfte auf, und das Schneiden kann auf der Grundlage dieser Abdrücke erfolgen.

d. Entlüftungsleitungen einrichten. Die Entlüftungsleitungen der Gummiform müssen dafür sorgen, dass das Gas im Hohlraum während des Gießens reibungslos abgeleitet wird, um qualitativ hochwertige Gussteile zu erhalten. Die Entlüftungsleitungen sind hier denen in der Gummiform bei der Wachsinjektion im Feinguss sehr ähnlich. So wie beim Wachsinjektionsverfahren die Gummiform mit Talkum bestäubt wird, so wird auch beim Schleuderguss niedrigschmelzender Legierungen die Gummiform mit Talkum bestäubt, damit das Gas gleichmäßig aus der Gummiform abgeleitet werden kann.

Es gibt zwei gebräuchliche Formen von Entlüftungsleitungen, deren Größe von der Größe des Gussteils und der abzuführenden Gasmenge abhängt. Die eine ist die konische Entlüftungsleitung, die dem Innenkanal sehr ähnlich, aber viel kleiner ist und sich vom Werkstück nach außen hin allmählich verjüngt. Die andere, am häufigsten verwendete Variante ist die Innenkanal-Entlüftungsleitung, die der konischen Entlüftungsleitung ähnelt, aber größer ist und mehr Gas ableiten kann. Bei der Erstellung von Entlüftungsleitungen sollte die Öffnung am Werkstück so klein wie möglich sein, um zu verhindern, dass geschmolzenes Metall hineinfließt, sie sollte aber auch groß genug sein, damit das Gas schnell entweichen kann.

Da das Werkstück von der Außenwand der Kavität zur Mitte hin gefüllt wird, sollte der Innenläufer an der zuletzt gefüllten Stelle angesetzt werden. Folgt man der gedachten geraden Linie vom Gießbecher zur Mitte des Werkstücks, sollte dieser Punkt dem Gießbecher am nächsten sein. Der Innenkanal befindet sich in der Regel am hinteren Ende des Werkstücks, das dem Ausgießer am nächsten liegt. Die meisten Entlüftungsleitungen werden ähnlich wie der Innenkanal geschnitten, sind jedoch viel kleiner und werden von den Schlüsselpunkten des Werkstücks zum Rand der Kavität geführt. Manchmal werden Entlüftungsleitungen auch durch den Boden der Form geführt, und dann werden Entlüftungsleitungen an der Rückseite angebracht, die zum Rand der Form führen. Einige Hersteller verwenden auch ein Vakuum während des Gießens, um die Entlüftung zu unterstützen, ein Vakuum-Schleudergussverfahren. Die Formen der Entlüftungsleitungen sind wie folgt:

Entlüftungsleitung des Kanals: Wird oft mit dem direkten Innenkanal verwendet, der in einem Winkel von 45° mit dem Werkstück verbunden ist und sich dann von einer oder beiden Seiten des Werkstücks zum Rand der Form hin öffnet.

Bohren einer Entlüftungsleitung: In Situationen, in denen der Platz in der Form nicht ausreicht, wird ein Gassammelpunkt innerhalb des Hohlraums festgelegt und an diesem Punkt ein Loch in die Rückseite der Form gebohrt; anschließend wird eine Entlüftungsleitung von dem Loch an der Rückseite der Form zum Rand der Form gezogen. Bei der Herstellung großer Werkstücke können manchmal mehrere Entlüftungslöcher gebohrt werden, wobei in einem Winkel von 45° von dem Teil des Werkstücks, der sich in der Nähe des Innenkanals befindet, zur Rückseite der Form gebohrt wird und von dort aus Entlüftungsleitungen zum hinteren Rand der Form gezogen werden.

Entlüftungslöcher: Bei dieser Entlüftungsmethode werden Löcher in einen beliebigen Teil des Werkstücks auf der Rückseite der Form gebohrt und Entlüftungsleitungen angelegt. Der Grund für die Schaffung solcher Entlüftungslöcher ist, dass sich bei Sacklöchern in der Kavität während des Füllens leicht ein Rückstau von Gas bilden kann, der zu einer schlechten Füllung führt. Der Durchmesser eines typischen Entlüftungslochs beträgt 1 mm.

Entlüftungsleitungen zum Sammeln von Luft: Sie bestehen aus einer Reihe von konischen Entlüftungsleitungen, die in die Rückseite der Form gebohrt und dann auf der Rückseite geöffnet werden. Sie werden in der Regel in Bereichen des Werkstücks verwendet, die nur schwer vollständig gefüllt werden können.

Entlüftungshilfsleitung: Sie wird an der Seite des Innenkanals in Drehrichtung oder am Rand des umgekehrten Innenkanals geöffnet, zur Rückseite der Form gebohrt und hat die Aufgabe, die Entlüftungsfähigkeit des Innenkanals zu unterstützen.

Abbildung 4-18 zeigt die Öffnungsmethoden des Gießsystems für einige typische Ornamente.

e. Verwenden Sie ein Skalpell, um die Seite der Scheibe für die Ausrichtung zu markieren.

(4) Schmelzen

Das Schmelzen von Legierungen ist ein wichtiger Teil des Gießverfahrens. Durch das Schmelzen wird nicht nur geschmolzenes Metall gewonnen, sondern, was noch wichtiger ist, eine chemische Zusammensetzung erreicht, die den Spezifikationen entspricht, so dass die Gussstücke eine gute kristalline Struktur und nur minimale Gase und Einschlüsse im geschmolzenen Metall aufweisen.

Während des Schmelzvorgangs kommt es durch die Wechselwirkung zwischen Metall und Gas sowie zwischen dem geschmolzenen Metall und dem Tiegel zu Veränderungen in den Bestandteilen, die zu Einschlüssen und Gasaufnahme führen. Daher ist die Formulierung der richtigen Spezifikationen für den Schmelzprozess und deren strikte Einhaltung eine wichtige Garantie für die Erzielung qualitativ hochwertiger Gussteile.

① Oxidation und Verbrennungsverlust von Metallen. Bei der Metallverhüttung kommt es zwangsläufig zu Oxidations- und Verbrennungsverlusten, deren Ausmaß von folgenden Faktoren beeinflusst wird:

a. Die Eigenschaften von Metallen und Oxiden. Die Affinität der Metalle für Sauerstoff und die Eigenschaften der Oxidschicht haben einen erheblichen Einfluss auf den Oxidationsverlust. Elemente mit einer hohen Affinität für Sauerstoff und einer lockeren, porösen Oxidschicht weisen einen höheren Oxidationsverlust auf, wie z. B. Magnesium und Lithium, die bevorzugt oxidieren; Aluminium und Beryllium haben eine hohe Affinität für Sauerstoff, aber den a-Wert der Oxidschicht＞1, was die Bildung einer dichten Oxidschicht ermöglicht, die den Oxidationsverlust verringert. Tabelle 4-9 zeigt die a-Werte einiger Oxide bei Raumtemperatur.

Tabelle 4-9 Ungefähre a-Werte für bestimmte Oxide bei Raumtemperatur (Geng Haoran et al., 2006)

Ich	Mg	Cd	Al	Pb	Sn	Ti	Zn	Sei	Ni	Cu	Cr	Fe
Ich_xO_y	MgO	CdO	Al₂O₃	PbO	SnO₂	Ti₂O₃	ZnO	BeO	NiO	Cu₂O	Cr₂O₃	Fe₂O₃
a	0.78	1.21	1.28	1.27	1.33	1.46	1.57	1.68	1. 60	1.74	2.04	2. 16

b. Schmelztemperatur. Je höher die Temperatur, desto mehr löst sich die Metalloxidschicht auf und verliert ihre Schutzwirkung. Ein schnelles Schmelzen bei hohen Temperaturen kann jedoch auch die Oxidationsverluste verringern. Die Schmelztemperatur liegt im Allgemeinen 10-20℃ über der Liquidustemperatur der Legierung. Die derzeitige Liquidustemperatur für industriellen Zinkguss liegt bei 387℃ (einschließlich 3% Aluminium )-493℃ (einschließlich 27% Aluminium ). Die Gießtemperatur sollte niedriger sein, im Allgemeinen 100-150℃ über der Liquidustemperatur der Legierung.

c. Eigenschaften von Ofengas. Bei oxidierendem Ofengas ist der oxidative Verlust schwer zu vermeiden. Der oxidierende Charakter des Ofengases ist stark, und der Grad des oxidativen Verlustes ist im Allgemeinen hoch.

d. Andere Faktoren. Je kleiner die Ladung ist, desto größer ist die Oberfläche und desto größer ist der Verbrennungsverlust. Je länger die Schmelzzeit, desto größer ist unter bestimmten Bedingungen der oxidative Brennverlust. Durch sauerstoffangereichertes Blasen wird die Schmelzzeit verkürzt und der oxidative Brennverlust verringert. Wenn Vorgänge wie Mischen und Schlackenbildung unangemessen sind, kann der schützende Oxidfilm auf der Oberfläche der Schmelze leicht aufgebrochen werden, was den Brennverlust erhöht. Das Auftragen einer dünnen Schicht Flussmittel auf die Oberfläche der Charge während des Beladens kann den oxidativen Brennverlust ebenfalls verringern.

Der Oxidationsbrandverlust von Metallen verschlechtert die Materialleistung und beeinträchtigt die Qualität der Produktoberfläche. Daher sollten Maßnahmen zur Verringerung des Oxidationsbrandverlustes ergriffen werden, die im Allgemeinen die folgenden Aspekte betreffen.

Wählen Sie zunächst einen geeigneten Ofentyp. Verwenden Sie einen Ofen mit einem kleineren Schmelzbereich und einer schnelleren Aufheizgeschwindigkeit.

Zweitens sollte eine vernünftige Chargenfolge und Chargenhandhabung gewählt werden. Leicht oxidierbare und verbrannte Materialien sollten der unteren Schicht der Charge oder der Schmelze zugefügt werden, nachdem andere Materialien geschmolzen sind, oder sie können als Zwischenlegierungen zugefügt werden.

Die dritte Möglichkeit ist die Verwendung eines Abdeckmittels. Leicht oxidierbare Metalle und verschiedene Metallschrotte sollten unter der Abdeckung des Flussmittels geschmolzen und veredelt werden.

Viertens: Korrekte Kontrolle der Ofentemperatur. Um die Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls und die Anforderungen des Raffinationsprozesses zu gewährleisten, sollte die Temperatur der Schmelze angemessen kontrolliert werden. Vor dem Schmelzen ist es ratsam, ein Hochtemperatur-Schnellerhitzen und -Schmelzen zu verwenden; nach dem Schmelzen sollte die Ofentemperatur angepasst werden, um eine Überhitzung der Schmelze zu vermeiden.

Die fünfte ist eine vernünftige Arbeitsweise, die häufiges Umrühren vermeidet.

Sechstens verbessert die Zugabe einer geringen Menge des aktiven Elements a＞1 die Eigenschaften des Oxidfilms an der Schmelzoberfläche und verringert wirksam den Verbrennungsverlust.

② Flüchtiger Verlust. Metalldämpfe und -oxide verschmutzen die Umwelt und schaden der menschlichen Gesundheit. Der flüchtige Verlust von Metallen hängt in erster Linie von ihrem Dampfdruck ab. Zink und Kadmium sind anfälliger für flüchtige Verluste, und die Methoden zur Verhinderung oder Verringerung flüchtiger Verluste sind die gleichen wie die zur Verringerung oxidativer Verluste.

③ Gasaufnahme. Während des Schmelzvorgangs entstehen unter anderem Gase, die Wasserstoff (H₂), Sauerstoff (O₂), Wasserdampf (H₂O), Stickstoff (N₂), CO₂CO, usw. Diese Gase können sich im geschmolzenen Metall auflösen oder chemisch reagieren. Gase können durch verschiedene Quellen wie Gas, Ofenauskleidung, Rohstoffe, Flussmittel und Werkzeuge in die Legierungsflüssigkeit gelangen.

④ Kontrolle der Schmelztemperatur. Zu hohe Schmelz- und Gießtemperaturen können die Oxidation und den Verlust von Legierungselementen verschlimmern, die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem geschmolzenen Metall und dem Tiegelmaterial beschleunigen und die mechanischen Eigenschaften der Legierung beeinträchtigen. Daher muss die Temperatur des geschmolzenen Metalls während des Schmelz- und Gießvorgangs besser kontrolliert werden. Heutige Schmelztiegel oder Öfen sind mit Temperaturmess- und -regelsystemen ausgestattet, und im täglichen Betrieb werden regelmäßige Kontrollen durchgeführt, um die Genauigkeit der Temperaturmessgeräte zu gewährleisten, wobei regelmäßig tatsächliche Temperaturmessungen des Ofens mit tragbaren Thermometern (Thermometern) zur Kalibrierung vorgenommen werden.

Erfahrene Gießer beobachten die geschmolzene Flüssigkeit mit bloßem Auge. Wenn sie nach dem Abschöpfen der Schlacke feststellen, dass die geschmolzene Flüssigkeit nicht zu zähflüssig und relativ klar ist und sich die Schlacke nicht schnell bildet, deutet dies darauf hin, dass die Temperatur angemessen ist; ist die geschmolzene Flüssigkeit zu zähflüssig, deutet dies darauf hin, dass die Temperatur zu niedrig ist; erscheint nach dem Abschöpfen der Schlacke schnell eine Schicht aus weißem Reif auf der Oberfläche und bildet sich die Schlacke zu schnell, deutet dies darauf hin, dass die Temperatur zu hoch ist und umgehend angepasst werden sollte.

Um die Gießtemperatur stabil zu halten, kann ein zentraler Schmelzofen verwendet werden, und die Zugabe des gesamten Legierungsbarrens kann auf einmal auf mehrere Zugaben kleiner Legierungsbarren umgestellt werden, wodurch die durch die Beschickung verursachten Temperaturschwankungen verringert werden.

⑤ Schrottumschmelzen. Angussmaterial, Abfälle, verschrottete Werkstücke usw. sollten nicht direkt in den Schmelztiegel zum Umschmelzen gegeben werden. Der Grund dafür ist, dass die Oberflächen dieser Abfallmaterialien während des Gießens oxidieren und der Gehalt ihrer Oxide den des ursprünglichen Legierungsblocks weit übersteigt. Wenn diese Abfallmaterialien direkt umgeschmolzen werden, entsteht eine große Menge an Schlacke auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls, und beim Entfernen dieser Schlacke wird eine erhebliche Menge an Legierungsbestandteilen entfernt.

Galvanische Abfälle sollten getrennt von nicht galvanischen Abfällen eingeschmolzen werden, da Metalle wie Kupfer, Nickel und Chrom, die in galvanischen Abfällen enthalten sind, in Zink unlöslich sind und als harte Partikel in der Zinklegierung vorliegen, was zu Schwierigkeiten beim Polieren und Bearbeiten führt.

Beim Umschmelzen von Galvanikabfällen ist darauf zu achten, dass das Beschichtungsmaterial von der Legierung getrennt wird. Geben Sie zunächst die Galvanikabfälle in einen Tiegel mit der Legierungsschmelze. Rühren Sie die Schmelze zu diesem Zeitpunkt nicht um und fügen Sie keinen Fluss hinzu, da der Schmelzpunkt des Überzugsmaterials hoch ist und der Überzug nicht mit der Legierung verschmilzt, sondern eine Zeit lang auf der Oberfläche der geschmolzenen Flüssigkeit schwimmt. Nachdem alles geschmolzen ist, lassen Sie den Tiegel 15-20 Minuten stehen, um zu sehen, ob Krätze auf der Oberfläche schwimmt, und kratzen Sie die Krätze ab. Prüfen Sie anschließend, ob es notwendig ist, Läuterungsmittel hinzuzufügen.

⑥ Vorsichtsmaßnahmen während des Schmelzvorgangs.

a. Der Tiegel muss gereinigt werden, bevor Oberflächenöl, Rost, Schlacke und Oxide entfernt werden. Um zu verhindern, dass sich die Eisenelemente im Gusseisentiegel in der Legierung auflösen, sollte der Tiegel auf 150-200℃ vorgeheizt, eine Beschichtungsschicht auf die Arbeitsfläche aufgesprüht und dann auf 200-300℃ erhitzt werden, um die Feuchtigkeit aus der Beschichtung vollständig zu entfernen.

b. Die Schmelzgeräte müssen vor dem Gebrauch von Oberflächenverschmutzungen gereinigt werden, und die Teile, die mit Metall in Berührung kommen, müssen vorgewärmt und beschichtet werden. Die Werkzeuge dürfen nicht feucht sein. Andernfalls kann die geschmolzene Flüssigkeit spritzen und explodieren.

c. Kontrolle der Legierungszusammensetzung durch Beschaffung von Legierungsblöcken mit strengen Zusammensetzungsstandards. Qualitativ hochwertige Legierungsmaterialien garantieren qualitativ hochwertige Gussteile.

d. Die gekauften Legierungsblöcke müssen in einem sauberen und trockenen Bereich gelagert werden, um zu vermeiden, dass sie langfristig einer feuchten Umgebung ausgesetzt sind. Dies kann zu Weißrost oder Verunreinigungen durch Fabrikschmutz führen, die die Schlackenbildung und den Metallverlust erhöhen.

e. Vor dem Schmelzen reinigen und vorwärmen, um die an der Oberfläche adsorbierte Feuchtigkeit zu entfernen. Das Verhältnis von neuem Material zu recyceltem Material, wie z. B. dem Anguss, sollte 50% nicht überschreiten. Im Allgemeinen beträgt das Verhältnis von neuem Material zu altem Material 70:30. Einige Legierungselemente nehmen in kontinuierlich umgeschmolzenen Legierungen allmählich ab.

f. Die Schmelztemperatur darf den oberen Grenzwert nicht überschreiten.

g. Entfernen Sie rechtzeitig die auf der Oberfläche des Zinkgefäßes schwimmende Krätze, und rühren Sie vorsichtig mit einem Krätzerechen um, um die auf der geschmolzenen Flüssigkeit schwimmende Krätze zu entfernen.

(5) Gießen

Typische Ausrüstungen für den Gießprozess sind Schleudergießmaschinen und elektrische Schmelzöfen, deren Formen in den Abbildungen 4-19 bzw. 4-20 dargestellt sind.

① Geben Sie das Legierungsmaterial je nach Bedarf in den Elektroofen, schmelzen Sie es mit Strom und halten Sie die Temperatur wie gewünscht.

② Bereiten Sie die Gummiform vor, indem Sie beide Seiten mit Talkumpuder bestäuben und dann auf die beiden Hälften der Form klopfen, um überschüssigen Talkumpuder zu entfernen.

③ Heizen Sie die Gummiform vor. Gießen Sie das geschmolzene Metall in die Form und halten Sie es für eine gewisse Zeit, um die Form auf eine ausreichende Temperatur vorzuwärmen. Der Guss kann beginnen, und nach ein paar Mal wird die Temperatur der Form steigen.

④ In Übereinstimmung mit der Drehrichtung auf der Gummiform, Druckeinstellungen und andere Markierungen, die Gummiform in der Zentrifuge installiert, stellen Sie die Parameter, um sicherzustellen, dass der Luftdruck in die entgegengesetzte Richtung geeignet ist, um die Gummiform zu sperren (Abbildung 4-21).

Im Allgemeinen gilt: Je größer das Modell, desto höher der erforderliche Druck, wie in Tabelle 4-10 dargestellt.

Tabelle 4-10 Erforderlicher Gießdruck für verschiedene Arten von Werkstücken

Größe des Werkstücks	Druck/MPa	Rotationsgeschwindigkeit/(r・min^-1 )	Metalltemperatur	Umdrehungszeit/min
Große Gegenstände (über 3100g)	3. 92	250	Kältestes Ende	4 ~ 5
Mittlerer Artikel (620 ~ 1 240g)	3.92	400 ~ 475	Je dünner das Werkstück, desto höher die Temperatur	2 ~ 3
Kleiner Artikel (155 ~ 620g)	1.96	475 ~ 550	Wärmstes Ende	1 ~ 2

⑤ Schließen Sie den Zentrifugendeckel ordnungsgemäß und überprüfen Sie, ob die Drehzahl richtig eingestellt ist. Wenn der Maschinendeckel geschlossen ist, beginnt der Gießzyklus automatisch. Verwenden Sie eine geeignete Schöpfkelle, um die Krätze auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls mit der Rückseite der Schöpfkelle beiseite zu schieben und eine angemessene Menge geschmolzenen Metalls aus dem Ofen zu schöpfen.

⑥ Gießen Sie das geschmolzene Metall gleichmäßig in die Form (Abbildung 4-22). Die Gießmethode hängt von der Art des Werkstücks und den Fähigkeiten des Gießers ab. Die Menge des geschmolzenen Metalls sollte angemessen sein; zu viel spritzt aus der Form in die Gießkammer, während zu wenig zu einer unvollständigen Formfüllung führt.

⑦ Gießen Sie die restliche Metallflüssigkeit in der Schöpfkelle zurück in den Ofen, stellen Sie die Schöpfkelle auf den Rand des Ofens und warten Sie, bis die Zentrifuge zu Ende gedreht hat.

⑧ Nachdem die Rotation gestoppt wurde, öffnen Sie den Zentrifugendeckel, entfernen Sie die obere Abdeckung der Form, nehmen Sie dann die Form heraus und entfernen Sie das Werkstück aus der Form. Es ist einfacher, es herauszunehmen, solange es noch heiß ist, und dann das Gießsystem zu entfernen.

Beim Schleuderguss gibt es mehrere wichtige Überlegungen.

① In Schmelzbetrieben werden in der Regel recycelte Materialien verwendet und in einem Verhältnis von 50:50 zwischen neuem und altem Material in den Schmelzofen zurückgeführt. Wenn nötig, wird ein Flussmittel verwendet, um die Schlacke aufzufangen. Handelt es sich bei dem Material um eine Legierung mit hohem Zinngehalt, wird ein Flussmittel nur selten benötigt, da bei einem hohen Zinngehalt nicht viel Schlacke anfällt.

Die meisten Gießereiarbeiter mischen 50% neue und 50% recycelte Materialien in einem Verhältnis von bis. Legierungen mit hohem Zinngehalt benötigen kein Flussmittel, aber es wird empfohlen, Flussmittel zu verwenden, um den Schmelztopf regelmäßig zu reinigen (vor dem Hinzufügen des Angusses und neuer Materialien bei Verwendung von 25% die Flüssigkeit im Schmelztopf reinigen). Das Flussmittel erzeugt Metalloxide, die Schlacke bilden, die sich vom geschmolzenen Metall ablöst und eine Schlackenoberfläche auf dem geschmolzenen Metall bildet. Die Schlacke auf der Flüssigkeitsoberfläche kann mit Werkzeugen entfernt werden. Bei dem Flussmittel handelt es sich im Allgemeinen um Ammoniumchlorid, das dem Schmelztiegel in einem Verhältnis von 1 Löffel pro 25% des Tiegels zugegeben, in eine Glocke gegeben und auf den Boden des Schmelztiegels gepresst wird, so dass sich das Flussmittel vom Boden aus auf die verschiedenen Teile des geschmolzenen Metalls verteilen kann.

② Die Kontrolle von Schlüsselparametern wie Formtemperatur, Temperatur der Metallflüssigkeit und Rotationsgeschwindigkeit ist während des Gießprozesses wichtig.

a. Halten Sie die Gießtemperatur des geschmolzenen Metalls im Ofen ein; die geeignete Gießtemperatur sollte so niedrig wie möglich sein und gleichzeitig die Füllung gewährleisten. Die praktische Erfahrung zeigt, dass mit einer Gießtemperatur 10℃ über dem Liquiduspunkt gute Gussergebnisse erzielt werden können.

b. Stellen Sie sicher, dass die Temperatur der Gummiform auf einem optimalen Wert gehalten wird. Erfahrene Gießereiarbeiter werden die Gummiform in einem bestimmten Rhythmus auf eine ausreichende Temperatur vorheizen, um gute Gussergebnisse zu erzielen. Dennoch werden sie nicht zulassen, dass die Formtemperatur zu niedrig oder zu hoch ist. Ist die Formtemperatur zu hoch, verkürzt sich die Lebensdauer der Gummiform.

c. Die Integrität des Gussstücks hängt in hohem Maße von der Zentrifugalgeschwindigkeit ab, so dass die Geschwindigkeit beim Gießen dem Werkstück entspricht. Wenn der Durchmesser der Gummiform festgelegt ist, kann eine Erhöhung der Geschwindigkeit dazu führen, dass das geschmolzene Metall schnell in den Hohlraum gelangt. Ist die Geschwindigkeit jedoch zu hoch, kann es leicht zu einem Grat am Gussteil oder zu Vibrationen während der Drehung kommen. Ist die Gießgeschwindigkeit dagegen zu niedrig, kann das geschmolzene Metall im Anguss erstarren, bevor es den Hohlraum füllt, was zu einer unvollständigen Form des Gussteils führt (Abbildung 4-23). Alte Zentrifugen verfügen nicht über Instrumente zur Anzeige der Drehzahl, während neue Zentrifugen in der Regel über Drehzahlmessgeräte verfügen, die jedoch regelmäßig kalibriert werden müssen. Verschiedene Maschinen können sich in ihren tatsächlichen Werten erheblich unterscheiden, selbst wenn sie auf dieselbe Drehzahl eingestellt sind.

Stellen Sie den richtigen Luftdruck ein; ein zu hoher Druck verformt das Werkstück, während ein zu niedriger Druck einen Grat auf dem Werkstück verursacht. Hoher Druck sollte nur verwendet werden, wenn es notwendig ist.

④ Tragen Sie vor dem Gießen eine angemessene Menge Talkumpuder auf die Gummiform auf. Das Talkumpulver sollte sehr fein sein. Der Zweck des Auftragens von Talkumpuder ist es, das Festkleben des Werkstücks an der Form zu verhindern, den Gasaustritt aus dem Hohlraum zu erleichtern und das Fließen und Füllen des geschmolzenen Metalls zu unterstützen.

(6) Beschneideeinrichtung

Nach dem Gießen wird das Gussteil mit dem Gießsystem verbunden, und die Gussteile weisen verschiedene Grate auf, die durch Verfahren wie das Entfernen der Angüsse und das Entgraten entfernt werden müssen. Die für diesen Prozess verwendeten Werkzeuge sind relativ einfach und umfassen in der Regel Scheren, Klingen, Feilen, Schleifpapier und eine elektrische Hängeschleifmaschine mit flexibler Welle (Abbildung 4-24).

Bei Accessoires wie Ketten und Haarnadeln müssen nach der Bearbeitung der Rohlinge feste Teile wie Federn und Wellen zusammengesetzt und geschweißt werden, was ebenfalls ein wichtiges Bindeglied ist, um die dekorativen und funktionalen Aspekte der Accessoires zu verbinden.

(7) Polieren

Die beschnittenen und geschweißten Schmuckrohlinge erfüllen trotz der Beseitigung der großen Grate nicht die Anforderungen an den Oberflächenglanz des Handwerks und müssen durch Poliervibrationen bearbeitet werden, um Sandlöcher in der Oberfläche zu entfernen. Es gibt viele Poliermethoden, darunter manuelles und mechanisches Polieren, die je nach den Eigenschaften des Werkstücks und den Ausrüstungsbedingungen ausgewählt werden sollten. Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt sind relativ weich und haben einen niedrigen Schmelzpunkt, so dass beim Polieren besondere Vorsicht geboten ist, um Überhitzung zu vermeiden. Die Geschwindigkeit des manuellen Schleifmotors sollte einstellbar sein, und die Geschwindigkeit eines einzelnen Motors sollte im Allgemeinen 1750 U/min nicht überschreiten, und es sollte vermieden werden, zu lange an einer Stelle zu polieren.

① Poliergeräte. Bei der Massenproduktion kann mechanisches Polieren eingesetzt werden, und die Methode des Polierens von Chargen sollte auf der Grundlage des Werkstoffs des Werkstücks und der Anforderungen an die Oberflächenqualität festgelegt werden. Denken Sie daran, dass die Polierzeit bei Werkstücken aus Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt sehr kurz ist, und dass der Arbeitsvorgang streng kontrolliert werden muss, um übermäßiges Polieren zu vermeiden. Je höher der Zinngehalt ist, desto härter ist das Metall und desto leichter lässt es sich polieren. Darüber hinaus ist es wichtig, sich über die Qualitätsanforderungen des Werkstücks im Klaren zu sein, ob es eine Oberflächengalvanisierung benötigt oder ob die ursprüngliche Metallfarbe erhalten werden soll.

In den tatsächlichen Produktionsprozessen sind mehrere typische Batch-Polieranlagen wie folgt gekennzeichnet:

Vibrierende Poliermaschine. Es können verschiedene Materialien zum Nassschleifen oder Trockenpolieren und zur Polierbehandlung vor dem Galvanisieren verwendet werden. Für das Nassschleifen werden in der Regel Keramik-, Kunststoff- und andere Schleifmittel verwendet, wobei die Schleifleistung der verschiedenen Schleifmittel unterschiedlich ist. Für das Trockenpolieren werden in der Regel hölzerne Schleifmittel wie Holzspäne, Maiskörner, Sägemehl usw. verwendet, wobei es von der jeweiligen Situation abhängt, ob Polierflüssigkeit hinzugefügt werden muss. Während des Betriebs ist darauf zu achten, dass ein Temperaturanstieg vermieden wird; die Temperaturbeständigkeit des Werkstücks ist umgekehrt proportional zum Bleigehalt, d. h. je höher der Bleigehalt ist, desto schlechter ist die Hitzebeständigkeit des Werkstücks.
Zentrifugal-Poliermaschine. Diese Art von Ausrüstung hat eine hohe Polierleistung. Für raue Gussteile können abrasive Materialien mit starker Schleifkraft zusammen mit geeigneten Polierflüssigkeiten verwendet werden. Während des Polierens wird ein Vorpoliermittel verwendet und eine große Menge Seifenwasser gespült, was die Oberfläche des Werkstücks aufhellen kann. Manchmal kann mehr Seifenwasser zugegeben werden, und ein langsamerer Wasserdurchfluss kann die Wirkung der Poliermittel und -verbindungen weiter verbessern, was priorisiert werden kann.
Zentrifugal-Vibrationspoliermaschine. Dieses Gerät wird nur selten für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet, da es beim Polieren zur Erhitzung neigt. Nasspolieren kann verwendet werden, aber aufgrund der hohen Polierfähigkeit kann es leicht zu einer Überpolitur kommen. Außerdem sollte das Verhältnis zwischen Be- und Entladezeit und Bearbeitungszeit umfassend berücksichtigt werden.

Bei der Verwendung der oben genannten Poliermaschine ist es am besten, sie mit einem Geschwindigkeitsregler auszustatten, um die Geschwindigkeit an die Härte des Metalls anzupassen.

② Poliermittel. Für das Polieren von Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt gibt es zahlreiche Poliermittel. Die Form der Medien kann röhrenförmig, zylindrisch, konisch oder unregelmäßig viereckig sein, je nachdem, welche Bereiche am meisten und welche am wenigsten bearbeitet werden müssen. Zu den üblicherweise verwendeten Poliermitteln gehören vor allem Holzspäne, Holzchips, Holzperlen, Maiskörner, Walnussschalen und andere holzbasierte Mittel. Diese Medien erfordern manchmal eine kleine Menge Polierflüssigkeit während des Polierens; synthetische Medien werden für Legierungen mit niedrigem Zinngehalt oder geringerer Härte verwendet; Kunststoffmedien werden für Legierungen mit hohem Zinngehalt verwendet. Je härter das Metall ist (d. h. je höher der Zinngehalt), desto schneller verschleißt das Material.

Beim Polieren entstehen in großem Umfang Schwebstoffe, die eine verstärkte Filtration erfordern. Der Überwachung und Ableitung von Industrieabwässern sollte besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Aufgrund von Blei, Kadmium und anderen schädlichen Elementen in Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt müssen die Polierabwässer geprüft und behandelt werden, um die Einhaltung der örtlichen Abwassernormen sicherzustellen.

Die Abbildungen 4-25 und 4-26 zeigen die fehlerhaften Schmuckrohlinge aus einer Zinnlegierung bzw. aus einer Bleilegierung nach dem mechanischen Polieren.

(8) Galvanische Beschichtung

Die Blei-Zinn-Legierung ist ein graues Material, und der schillernde Bijouterie-Schmuck, den wir sehen, wird mit Galvanisierung behandelt. Die Galvanik lässt sich je nach Verfahren in Hängegalvanik und Walzgalvanik unterteilen. Was die Effekte der Galvanik betrifft, so gibt es Vergoldung, Versilberung, Verkupferung, Vernickelung, Weißstahlgalvanik und einige andere spezielle Galvanikeffekte.

Wie bei der Galvanisierung von Schmuck aus anderen Materialien in der Schmuckindustrie haben die Art des Metalls und die Oberflächenbeschaffenheit erhebliche Auswirkungen auf den Galvanisierungseffekt. Wegen der relativ geringen Oberflächenqualität von Schmuck aus niedrig schmelzenden Legierungen nach dem Gießen wird er oft mit Kupfer und Nickel vorbeschichtet, bevor er mit Gold, Silber und anderen Edelmetallen galvanisiert wird. Das Verfahren kann auch eine Konversionsbeschichtungstechnik für die Antikisierung verwenden. Die Verfahrensschritte sind wie folgt:

Das Werkstück wird in einer cyanidischen Kupferlösung gepulst, in der Regel 35-40 Sekunden lang, wobei die Zeit je nach Spannung variiert. Es ist notwendig, Verbrennungen an der Spitze des Werkstücks zu vermeiden→ nach dem Eintauchen in die dicke Lösung das Werkstück zweimal abspülen→ Ultraschallreinigung des Werkstücks→ zweimal abspülen→ das Werkstück wird in eine Säure- oder Salzlösung getaucht→ zweimal abspülen→ die Vernickelungszeit hängt von der Struktur des Werkstücks ab, normalerweise 15-30 Minuten. Wenn Glanz erforderlich ist, verwenden Sie eine Beschichtungslösung mit Aufheller→ zweimal nachspülen.

Nach der oben genannten Bearbeitung kann das Werkstück einer abschließenden galvanischen Behandlung unterzogen werden, z. B. einer Beschichtung mit 24K-Gold, Bronze oder Silber. Die Bronzegalvanisierung kann 15 Minuten lang in einer handelsüblichen Bronzegalvanisierungslösung (Ammoniumpolysulfid) durchgeführt werden. Bei großen Stücken wird eine niedrige Spannung verwendet und die Galvanisierungszeit entsprechend verlängert. Anschließend wird die Oberfläche eloxiert, um sie braun zu färben, und anschließend gespült und getrocknet, um den gewünschten Glanz zu erzielen. Beim Antiken von Metallen wird das Metall in der Regel braun gefärbt und anschließend schwarz oxidiert. Wenn eine Versilberung erforderlich ist, wird es in der Regel zunächst mit Silber gepulst und dann in einer Silbercyanidlösung galvanisch beschichtet. Wenn das Werkstück geschwärzt werden muss, sollte es mit Dicksilber beschichtet werden. Die Schwärzungsbehandlung nach der Versilberung erfolgt im Allgemeinen mit einem Sulfidverfahren, gefolgt von einer gründlichen Spülung.

(9) Wirkung Produktion

Die galvanisierten Zubehörteile können zum Teil direkt verpackt und gelagert werden, zum Teil müssen sie aber auch je nach Designanforderungen mit verschiedenen Effekten versehen werden, wie z. B. Auftragen von Trennmitteln (Ausbrennen und Dünnbeschichtung), Sprühlackieren, Mattieren, Abtropfen von Öl und Sandspülen (Abbildung 4-27); nach Abschluss dieser Effekte kann das Produkt gelagert werden, wenn es keine Diamantierung benötigt.

(10) Diamantfassung

In diesem letzten Schritt werden die Strasssteine mit einem speziellen Kleber angebracht, der je nach Designvorgabe mit verschiedenen Effekten aus farbigen Strasssteinen kombiniert werden kann (Abbildung 4-28).

(11) Lagerung von Verpackungen

Produkte, die die Qualitätskontrolle bestanden haben, können verpackt und auf den Markt gebracht werden.

2. Kaltfließpress-Verfahren

Das Kaltfließpressverfahren ist ein fortschrittliches Produktionsverfahren, das sich durch hohe Präzision, Effizienz, hohe Qualität und geringen Verbrauch auszeichnet. Es eignet sich für die Massenproduktion von mittelgroßen und kleinen Teilen. Im Vergleich zu konventionellen Verfahren kann es 30%-50% Material und 40%-80% Energie einsparen und hochwertige Produkte herstellen. Die Maßgenauigkeit ist gut, und es können komplexe, schwer zu bearbeitende Formen bearbeitet werden.

In der Vergangenheit wurde das Zinnhandwerk hauptsächlich von Hand geformt und gegossen, und diese Methoden haben ihre Grenzen. So ist beispielsweise der Entwicklungszyklus lang, die Herstellungszeit lang und die Oberflächenqualität schlecht. Zinn verfügt über eine gute Duktilität und Plastizität, mit Materialeigenschaften, die nur von Gold und Silber übertroffen werden, und einer höheren Duktilität und Plastizität als Schwarz- und Nichteisenmetalle. Aufgrund dieser Eigenschaften kann es im Kaltfließpressverfahren geformt werden.

Das Kaltfließpressverfahren umfasst das Schmelzen des Zinngussmaterials, das Gießen des Materials, das Einlegen des Materials, das Vorformen, die Schmierbehandlung, das Fließpressen, das Entfernen von Materialresten, das Entgraten und Polieren. Während des Vorformens kann das Material je nach Bedarf extrudiert oder bearbeitet werden. Im Allgemeinen ist das Kaltfließpressen schnell und kann genaue Fließpressmaße gewährleisten.

3. Druckgussverfahren

Unter Druckguss versteht man das Verfahren, bei dem geschmolzenes Metall unter Einwirkung äußerer Kräfte (außer der Schwerkraft) in eine Form gespritzt wird. Im weiteren Sinne umfasst Druckguss das Druckgießen mit einer Druckgussmaschine, das Vakuumgießen, das Niederdruckgießen, das Schleudergießen usw.; im engeren Sinne bezieht sich Druckguss speziell auf das Metalldruckgießen mit einer Druckgussmaschine, abgekürzt als Druckguss.

Druckguss ist ein Verfahren, bei dem flüssiges oder halbflüssiges Metall mit hoher Geschwindigkeit in den Formhohlraum gefüllt und unter Druck zu Gussstücken geformt und verfestigt wird. Das Druckgießen ist eines der fortschrittlichsten Verfahren der Metallumformung und eine effektive Methode, um minimale oder gar keine Späne zu erzeugen. Es hat ein breites Anwendungsspektrum und entwickelt sich rasch weiter. Druckguss ist zu einem der wichtigsten Produktionsverfahren für Schmuck aus Zinklegierungen geworden.

3.1 Merkmale des Druckgusses

Der Druckguss hat zwei Hauptmerkmale: hoher Druck und hohe Füllgeschwindigkeit. Der üblicherweise verwendete Einspritzdruck reicht von mehreren Tausend bis zu Zehntausenden von kPa und kann sogar bis zu 2×10⁵Die Füllgeschwindigkeit beträgt etwa 10-50m/s und kann manchmal sogar 100m/s überschreiten. Die Füllzeit ist sehr kurz und liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,01-0,2s.

(1) Vorteile

Im Vergleich zu anderen Gießverfahren hat der Druckguss die folgenden drei Vorteile.

① Die Produktqualität ist gut. Die Maßgenauigkeit der Gussteile ist hoch, sie entspricht im Allgemeinen der Güteklasse 6-7 und kann sogar die Güteklasse 4 erreichen; die Oberflächengüte ist gut, sie entspricht im Allgemeinen der Güteklasse 5-8; die Festigkeit und die Härte sind relativ hoch, wobei die Festigkeit mit 25%-30% im Vergleich zum Sandguss im Allgemeinen besser ist, die Dehnungsrate jedoch um etwa 70% abnimmt; die Abmessungen sind stabil, und die Austauschbarkeit ist gut; dünnwandige komplexe Gussteile können im Druckgussverfahren hergestellt werden. Zum Beispiel kann die minimale Wandstärke der aktuellen Zinklegierung Druckguss 0,3 mm erreichen; Aluminiumlegierung Gussteile können 0,5 mm erreichen; der minimale Gusslochdurchmesser ist 0,7 mm.

② Hohe Produktionseffizienz. Die Maschinenproduktionsrate ist hoch; zum Beispiel kann eine typische horizontale Kaltkammer-Druckgießmaschine 3000-7000 Mal in durchschnittlich acht Stunden gießen, während eine kleine Warmkammer-Druckgießmaschine in durchschnittlich acht Stunden gießen kann; Druckgießformen haben eine lange Lebensdauer, und wenn Legierungen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt verwendet werden, kann ein Satz von Druckgießformen Hunderttausende von Malen oder sogar über eine Million Mal halten; es ist einfach, Mechanisierung und Automatisierung zu erreichen.

③ Gute wirtschaftliche Vorteile. Aufgrund der Vorteile präziser Abmessungen und glatter Oberflächen von Druckgussteilen verringert sich der Umfang der Polier- und Nachbearbeitungsarbeiten, wodurch die Metallausnutzung verbessert und der große Bedarf an Bearbeitungsmaschinen und Arbeitsstunden reduziert wird.

(2) Benachteiligungen

Obwohl das Druckgießen viele Vorteile hat, müssen auch einige Nachteile berücksichtigt werden.

① Beim Druckguss wird aufgrund der hohen Geschwindigkeit des flüssigen Metalls, das den Hohlraum füllt, und des instabilen Fließzustands unweigerlich Luft aus dem Hohlraum im Gussteil eingeschlossen. Daher neigt das Gussteil beim allgemeinen Druckgussverfahren zur Porosität, kann nicht wärmebehandelt werden und eignet sich nicht für das Oberflächenspritzen; andernfalls dehnt sich die innere Porosität des Gussteils aus, wenn es bei den oben genannten Behandlungen erhitzt wird, wodurch sich das Gussteil verformt oder Blasen bildet.

② Es ist nicht einfach, komplexe Gussteile mit inneren Konkavitäten zu gießen.

③ Legierungen mit hohem Schmelzpunkt (wie Kupfer und Schwarzmetall) haben eine geringere Lebensdauer beim Druckguss.

Sie ist für die Kleinserienproduktion ungeeignet, vor allem weil die Herstellungskosten für Druckgussformen hoch sind und die Produktionseffizienz von Druckgussmaschinen hoch ist, was die Kleinserienproduktion unwirtschaftlich macht.

3.2 Typen von Druckgießmaschinen

Das Druckgießen ist ein Metallgießverfahren auf einer Druckgießmaschine und derzeit das effizienteste. Druckgießmaschinen werden in Warmkammer- und Kaltkammermaschinen unterteilt.

(1) Heißkammer-Druckgießmaschine

Bei der Warmkammer-Druckgießmaschine ist die Druckkammer in das flüssige Metall eines isolierten Schmelztiegels eingetaucht. Die Einspritzkomponenten sind nicht direkt mit dem Maschinengestell verbunden, sondern auf dem Schmelztiegel montiert, wie in Abbildung 4-29 dargestellt. Die Vorteile dieses Druckgussmaschinentyps sind einfache Produktionsverfahren und hohe Effizienz; er verbraucht weniger Metall und hat stabile Prozesse. Allerdings sind die Druckkammer und der Einspritzkolben lange Zeit in flüssiges Metall eingetaucht, was ihre Lebensdauer beeinträchtigt und den Eisengehalt der Legierung leicht erhöhen kann. Die Warmkammer-Druckgießmaschine hat einen hohen Automatisierungsgrad, einen geringen Materialverlust und eine höhere Produktionseffizienz als die Kaltkammer-Druckgießmaschine. Dennoch ist die Herstellung von Gussteilen aus niedrig schmelzenden Werkstoffen wie Zink- und Magnesiumlegierungen derzeit aufgrund der begrenzten Hitzebeständigkeit der Maschinenkomponenten eingeschränkt.

(2) Kaltkammer-Druckgießmaschine

Die Druckkammer einer Kaltkammer-Druckgießmaschine ist vom Warmhalteofen getrennt. Beim Druckguss wird flüssiges Metall aus dem Warmhalteofen entnommen und zum Gießen in die Druckkammer gegossen (Abbildung 4-30). Die heute weit verbreiteten Druckgussteile aus Aluminiumlegierungen können aufgrund ihres höheren Schmelzpunktes nur auf Kaltkammer-Druckgießmaschinen hergestellt werden. Kaltkammer-Druckgießmaschinen werden aufgrund ihrer Druckkammerstruktur und -anordnung in zwei Typen unterteilt: horizontale Druckgießmaschinen und vertikale Druckgießmaschinen (einschließlich vollständig vertikaler Druckgießmaschinen).

3.3 Auswahl von Druckgießmaschinen

In der Praxis kann nicht jede Druckgussmaschine den Anforderungen des Druckgusses verschiedener Produkte gerecht werden, und die Auswahl muss auf der Grundlage spezifischer Umstände getroffen werden, wobei im Allgemeinen die folgenden zwei Aspekte berücksichtigt werden.

(1) Auswahl nach verschiedenen Sorten und Chargen

Bei der Organisation einer Mehrsorten- und Kleinserienproduktion ist es im Allgemeinen notwendig, eine Druckgießmaschine mit einem einfachen hydraulischen System, einer hohen Anpassungsfähigkeit und der Fähigkeit, schnelle Anpassungen vorzunehmen, zu wählen. Bei der Organisation einer sortenreinen Großserienproduktion sollte eine hocheffiziente Druckgießmaschine gewählt werden, die mit verschiedenen mechanisierten und automatisierten Kontrollvorrichtungen ausgestattet ist; für die Großserienproduktion einer einzigen Gusssorte kann eine spezielle Druckgießmaschine gewählt werden.

(2) Auswahl nach Produktstruktur und Prozessparametern

Die Abmessungen, das Gewicht, die Wandstärke und andere Parameter des Produkts haben einen erheblichen Einfluss auf die Auswahl der Druckgießmaschine. Das Gewicht des Gussteils (einschließlich des Gießsystems und der Überlaufrinne) sollte die von der Druckgießmaschine angegebene Nennkapazität nicht überschreiten. Dennoch sollte es nicht zu klein sein, um die Leistung der Maschine nicht zu verschwenden.

Für Schmuck ist die allgemeine Größe relativ klein, und eine Druckgussmaschine von 10-25 t ist ausreichend, um den Produktionsbedarf zu decken.

3.4 Druckgußverfahren

(1) Grundlegendes Verfahren des Druckgusses

Am Beispiel der Vibrationskraft-Warmkammer-Druckgießmaschine sieht der Prozess wie folgt aus.

① Bevor Sie mit dem Druckguss beginnen, prüfen Sie zunächst den Ölstand im Öltank, schalten Sie den Elektroofen ein, um ihn zu erhitzen, und setzen Sie das Thermoelement zur Temperaturmessung ein; erhitzen Sie die Isolierhülse; heizen Sie die Druckgussform entsprechend den Prozessanforderungen vor; versorgen Sie den Einspritzsupport mit Kühlwasser und versorgen Sie andere Teile nach Bedarf mit Kühlwasser; Öffnen des Druckzylinderventils und des Luftabsperrventils; Einschalten des Manometerschalters, Starten der Ölpumpe und Erhöhen des Drucks auf den erforderlichen Wert; nach dem Schmelzen der Legierung Eintauchen des Einspritzkolbens in die geschmolzene Legierung und anschließendes Einsetzen des Einspritzkolbens; Testen des Öffnens und Schließens der Form und Bestätigung, dass der Mechanismus normal funktioniert, bevor mit der Produktion begonnen wird.

② Bei der Arbeit mit Druckguss muss die Sicherheit beachtet werden. Die Bediener müssen geeignete Schutzkleidung tragen und dürfen sich nicht direkt vor der Druckgusstrennebene und der Düse aufhalten, um Metallspritzer zu vermeiden, die Unfälle verursachen könnten. Wenn Sie mit dem Druckguss beginnen, arbeiten Sie zunächst einmal im "manuellen" Modus, um den normalen Betrieb zu bestätigen, bevor Sie in den "halbautomatischen" oder "automatischen" Modus wechseln. Prüfen Sie regelmäßig, ob die verschiedenen Messwerte der Instrumente den Prozessanforderungen entsprechen und ob das Gerät normal funktioniert. Wenn Anomalien festgestellt werden, drücken Sie die "Not-Aus"-Taste und arbeiten Sie erst nach der Fehlerbehebung weiter. Stellen Sie die Temperatur der Isolierhülse entsprechend den Anforderungen des Prozesses ein, um eine Verstopfung der Düse und überhitzte Metallspritzer zu vermeiden. Überwachen Sie regelmäßig den Temperaturanstieg des Hydrauliköls, der 55℃ nicht überschreiten darf. Passen Sie den Kühlwasserdurchfluss je nach dem Grad des Temperaturanstiegs an. Steht das Gerät länger als eine halbe Stunde still, ist der Einspritzkolben auszubauen und zur Isolierung neben den Tiegel zu stellen. Wenn das Gerät länger als eine Stunde nicht benutzt wird, muss der Strom abgeschaltet und das Ventil des Druckzylinders geschlossen werden, um eine unbeabsichtigte Betätigung und einen Druckverlust im Druckzylinder zu verhindern. Der Flüssigkeitsstand des Metalls sollte immer bis zum Einspritzkolben reichen, und der maximale Flüssigkeitsstand sollte 20 mm unter dem Rand des Tiegels liegen. Bei der Zugabe von Metallblöcken in den Tiegel sollte die Größe der Blöcke nicht zu groß sein, um eine erhebliche Absenkung der Metalltemperatur zu vermeiden, und die Blöcke sollten je nach Verfahren vorgewärmt werden. Nasse Metallblöcke sind nicht erlaubt, um Explosionsunfälle zu vermeiden.

③ Lassen Sie nach dem Druckguss 2/3 des geschmolzenen Metalls im Tiegel; das Thermoelement kann im Tiegel verbleiben, schließen Sie die Flüssigkeitspumpe, unterbrechen Sie die Stromzufuhr, schließen Sie das Wasserzufuhrventil, entfernen Sie den Einspritzkolben und tragen Sie eine dünne Schicht Maschinenöl auf die beweglichen Teile des Geräts auf (z. B. Zylinderstange, Führungsstange, Gleitschiene usw.).

(2) Parameter des Druckgießprozesses

① Auswahl von Druck und Geschwindigkeit. Die Auswahl des Einspritzdrucks sollte auf der Grundlage der verschiedenen Legierungen und der strukturellen Merkmale der Gussteile erfolgen. Für Schmuck aus Zinklegierungen mit einer Wandstärke von 3 mm ein Einspritzdruck von 50 - 60 MPa. Für die Auswahl der Füllgeschwindigkeit gilt im Allgemeinen, dass für dickwandige Gussteile oder solche mit hohen Anforderungen an die innere Qualität eine niedrigere Füllgeschwindigkeit und ein höherer Ladedruck gewählt werden sollten; für dünnwandige Gussteile oder solche mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität sowie für komplexe Gussteile sollten ein höherer Druck und eine höhere Füllgeschwindigkeit gewählt werden.

② Gießtemperatur. Die Gießtemperatur bezieht sich auf die durchschnittliche Temperatur des flüssigen Metalls, wenn es vom Pressenkopf in den Formhohlraum eintritt. Da die Messung der Temperatur des flüssigen Metalls in der Druckkammer unpraktisch ist, wird sie im Allgemeinen durch die Temperatur im Isolierofen dargestellt.

Eine zu hohe Gießtemperatur führt zu einer starken Schrumpfung, die das Gussteil anfällig für Risse und große Körner macht und auch Adhäsion verursachen kann; eine zu niedrige Gießtemperatur führt wahrscheinlich zu kalten Schließungen, Oberflächenstrukturen und unzureichenden Gießfehlern. Daher sollte die Gießtemperatur mit dem Druck, der Temperatur der Druckgussform und der Füllgeschwindigkeit abgestimmt werden.

Der Schmelzpunkt der für den Druckguss verwendeten Zinklegierung liegt bei 382-386℃, und eine angemessene Temperaturregelung ist ein wichtiger Faktor bei der Kontrolle der Zusammensetzung der Zinklegierung. Um eine gute Fließfähigkeit der Legierungsflüssigkeit zum Füllen des Hohlraums zu gewährleisten, beträgt die Temperatur der Metallflüssigkeit im Zinkbehälter der Druckgussmaschine 430-450℃. Für dünnwandige und komplexe Teile kann die obere Grenze der Druckgusstemperatur genommen werden, für dickwandige und einfache Teile die untere Grenze. Die Temperatur der Metallflüssigkeit im zentralen Schmelzofen beträgt. Die Temperatur der Metallflüssigkeit, die in das Schwanenhalsrohr eintritt, ist die gleiche wie die im Zinktopf. Durch die Kontrolle der Temperatur der Metallflüssigkeit im Zinktopf kann die Gießtemperatur genau gesteuert werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Metallflüssigkeit eine klare Flüssigkeit ohne Oxide ist; die Gießtemperatur bleibt stabil.

③ Die Temperatur der Druckgießform. Die Druckgussform sollte auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt werden, bevor Gas, ein Brenner, elektrische Geräte oder Induktionserwärmung verwendet werden.

In der Stranggussproduktion steigt die Temperatur der Druckgussform häufig an, insbesondere bei hochschmelzenden Legierungen, und zwar schnell. Zu hohe Temperaturen führen nicht nur dazu, dass das flüssige Metall zähflüssig wird, sondern verlangsamen auch die Abkühlung der Gussteile, was zu groben Körnern führt. Wenn die Temperatur der Druckgießform zu hoch ist, sollten daher bestimmte Kühlmaßnahmen ergriffen werden. In der Regel erfolgt die Kühlung mit Druckluft, Wasser oder chemischen Mitteln.

④ Füllung, Nachdruck und Öffnungszeit.

a. Befüllungszeit. Die Zeit, die vom Eintritt des flüssigen Metalls in den Formhohlraum bis zu dessen Füllung benötigt wird, wird als Füllzeit bezeichnet. Die Länge der Füllzeit hängt von der Größe und Komplexität des Gussteils ab. Bei großen und einfachen Gussstücken ist die Füllzeit in der Regel relativ länger, während sie bei komplexen und dünnwandigen Gussstücken kürzer ist. Die Füllzeit steht in engem Zusammenhang mit der Querschnittsfläche des Innenangusses bzw. des Innenangusses oder der Breite und Dicke des Innenangusses, die korrekt bestimmt werden müssen.

b. Haltedruck und Öffnungszeit. Die Dauer vom Einfüllen des flüssigen Metalls in den Hohlraum bis zur vollständigen Erstarrung des inneren Anschnitts unter der fortgesetzten Einwirkung des Spritzstempels wird als Nachdruckzeit bezeichnet. Die Länge der Nachdruckzeit hängt vom Werkstoff und der Wandstärke des Gussteils ab.

Nach dem Halten des Drucks sollte die Form geöffnet werden, um das Gussteil zu entnehmen. Die Zeit vom Ende der Einspritzung bis zum Öffnen der Form wird als Öffnungszeit bezeichnet. Die Öffnungszeit sollte genau kontrolliert werden; ist die Öffnungszeit zu kurz, ist die Legierungsfestigkeit noch gering, was zu Verformungen beim Auswerfen des Gussstücks und zum Herabfallen der Selbstpressmatrize führen kann; ist die Öffnungszeit jedoch zu lang, ist die Temperatur des Gussstücks zu niedrig, was zu einer erheblichen Schrumpfung führt, und auch der Widerstand beim Kernziehen und Auswerfen des Gussstücks wird größer. Im Allgemeinen wird die Öffnungszeit mit 3 Sekunden für eine Gusswandstärke von 1 mm berechnet und nach der Prüfung entsprechend angepasst.

(3) Beschichtung für Druckguss

Beim Druckgussverfahren verhindern Schlichten das Verschweißen des Gussteils mit der Form, verringern den Reibungswiderstand beim Auswerfen und verhindern eine übermäßige Erwärmung der Form. Die Anforderungen an Schlichten sind wie folgt:

Bei hohen Temperaturen hat es eine gute Schmierfähigkeit.
Niedriger Siedepunkt: Das Verdünnungsmittel kann bei 100-150℃ schnell verdampfen.
Keine korrosive Wirkung auf Druckgießformen und Druckgussteile.
Die Leistung ist stabil, und das Verdünnungsmittel sollte nicht zu schnell an der Luft verdampfen und dick werden.
Bei hohen Temperaturen werden keine schädlichen Gase freigesetzt.
Auf der Oberfläche der Druckgusshöhle wird sich kein Schmutz ansammeln.

3.5 Gussreinigung

Sie umfasst den Einsatz von Geräten wie Schneidemaschinen und Stanzpressen zum Entfernen von Anschnitten und Graten sowie Poliergeräte zum Reinigen der Gussteile.

3.6 Nachbearbeitung

Die Behandlungsmethode für Schleuderguss-Schmuck aus Silikongummi ist dieselbe wie die zuvor vorgestellte und wird nicht wiederholt.

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Heman

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Inhaltsübersicht

Abschnitt I Zubehör für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt

1. Einführung in einige typische Metallelemente mit niedrigem Schmelzpunkt

2. Typische Niedrigschmelzpunkt-Legierungen

2.1 Zinnlegierung

2.2 Bleilegierung

2.3 Auswahl von Legierungsmaterialien mit niedrigem Schmelzpunkt für Schmuck

2.4 Merkmale von Niedrigschmelzpunkt-Legierungen, die in Kunstschmuck verwendet werden

3. Kategorien und Merkmale der niedrigschmelzenden Legierung Craft Jewelry

4. Pflege von Schmuck aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

5. Die Sicherheit von Schmuck aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

Abschnitt II Erzeugnisse aus Zinklegierungen

1. Zinklegierung

1.1 Zinklegierung für das Schleudergießen von Silikongummi

1.2 Druckguss-Zinklegierung

2. Beispiele für Schmuck aus Zinklegierungen

Abschnitt III Der Produktionsprozess von Schmuck aus Niedrigschmelzpunktlegierungen

1. Silikongummi Schleudergussverfahren

1.1 Einführung in das Schleudergießverfahren

1.2 Merkmale des Silikongummi-Schleudergussverfahrens

1.3 Silikongummi-Schleuderguss Produktionsprozess

Abbildung 4-3 Silikonkautschukplatte

2. Kaltfließpress-Verfahren

3. Druckgussverfahren

3.1 Merkmale des Druckgusses

3.2 Typen von Druckgießmaschinen

3.3 Auswahl von Druckgießmaschinen

3.4 Druckgußverfahren

3.5 Gussreinigung

3.6 Nachbearbeitung

Heman

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