Bagaimana Cara Memproduksi Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah dan bagaimana cara melakukan Perawatan Perhiasan?

Perhiasan paduan dengan titik leleh rendah dibuat dengan menggunakan timah, timbal, dan logam lainnya. Harganya terjangkau, mudah dibentuk, dan aman dipakai. Pelajari tentang cara membuat, merawat, dan menjual perhiasan unik ini yang sangat cocok untuk toko perhiasan, desainer, dan penjual e-commerce.

Apa yang Membuat Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah Menjadi Unik: Panduan untuk Produksi dan Perawatan

Temukan Seni Kerajinan: Di Dalam Dunia Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah

Paduan dengan titik leleh rendah atau paduan yang dapat melebur adalah paduan biner, terner, atau kuartener yang terdiri dari elemen logam seperti timbal, timah, bismut, dan kadmium. Karakteristiknya meliputi nada warna dingin abu-abu kebiruan atau putih keperakan, titik leleh rendah, mudah meleleh, pengecoran sederhana, kualitas paduan lembut, dan kemudahan pengukiran, sehingga banyak digunakan untuk membuat ornamen kerajinan yang dirancang dengan rumit.

Karena titik lelehnya yang relatif rendah, paduan seng juga diperkenalkan dengan paduan yang dapat melebur. Perhiasan paduan seng adalah jenis penting lainnya dari bahan perhiasan populer yang terbuat dari paduan dengan titik leleh rendah, dengan jenis utama paduan seng yang digunakan untuk perhiasan adalah paduan seng-aluminium, paduan seng-aluminium-magnesium, dan paduan seng-aluminium-tembaga.

Bagian I Aksesori Paduan Titik Leleh Rendah

1. Pengenalan Beberapa Elemen Logam dengan Titik Leleh Rendah yang Khas

(1) Timah

Timah adalah logam langka keempat, setelah platinum, emas, dan perak. Simbol kimianya adalah Sn, dan nomor atomnya adalah 50, berat atom 119, densitas 7,31 g/cm³dan titik lelehnya adalah 232 ℃. Timah adalah logam ulet berwarna putih keperakan dengan koefisien gesekan yang rendah, sangat lunak, dan memiliki plastisitas dan keuletan yang baik. Tingkat perpanjangan timah cor pada 17 ℃ adalah 45%-60%, kekuatan tarik 25-40MPa, dan kekuatan luluh 12-25MPa. Timah teroksidasi dengan cepat di udara oleh oksigen, air, dan karbon dioksida, membentuk lapisan pelindung di permukaannya. Karena karakteristiknya yang tidak menodai, tidak mengoksidasi, dan tidak beracun, timah sangat cocok untuk kontak dengan tubuh manusia. Mengingat mahalnya harga emas dan kecenderungan perak untuk menodai, perhiasan yang dibuat dari timah memiliki banyak keuntungan. Timah dikenal sebagai salah satu bahan yang sangat baik untuk perhiasan di luar emas dan perak, yang menampilkan penampilan kelas atas dan sifat logam yang baik.

Pada timah murni komersial, kandungan pengotor total tidak melebihi 0,25%, dan dalam standar ASTMB-339, kandungan timah minimum yang diperlukan untuk ingot timah grade A adalah 99,8%. Timah memiliki kinerja pemotongan yang buruk dan cenderung menempel pada peralatan, sehingga produk timah tidak cocok untuk pemrosesan dan pembentukan mekanis, tetapi cocok untuk pembentukan dan pengecoran bertekanan.

Cina memiliki sumber daya timah yang melimpah, dengan cadangan terbukti lebih dari 3 juta ton, yang merupakan sepertiga dari total cadangan dunia.

(2) Memimpin

Timbal adalah salah satu logam paling awal yang digunakan oleh manusia, dengan simbol kimia Pb, berat atom 207, dan nomor atom 82, dan memiliki nomor atom tertinggi di antara semua elemen kimia yang stabil. Kepadatannya adalah 11,33 g/cm³dan titik lelehnya adalah 327 ℃. Timbal adalah logam berat berwarna biru keperakan-putih, lunak, kekuatan tarik rendah, dan logam kelompok utama yang ulet. Timbal memiliki empat isotop yang stabil di alam: timbal-204, timbal-206, timbal-207, dan timbal-208, serta lebih dari 20 isotop radioaktif. Timbal logam cepat teroksidasi di udara oleh oksigen, air, dan karbon dioksida, membentuk lapisan pelindung di permukaannya; ketika dipanaskan, timbal dapat dengan cepat bereaksi dengan oksigen, belerang, dan halogen; timbal hampir tidak dapat bereaksi dengan asam klorida dingin dan asam sulfat dingin, tetapi dapat bereaksi dengan asam klorida dan asam sulfat yang panas atau pekat; timbal bereaksi dengan asam nitrat encer tetapi tidak bereaksi dengan asam nitrat pekat; timbal dapat perlahan-lahan larut dalam larutan yang sangat basa. Timbal dan senyawanya sangat beracun bagi tubuh manusia dan dapat terakumulasi di dalam tubuh.

(3) Antimon

Antimon adalah padatan putih-perak yang rapuh dan berkilau dengan simbol kimia Sb, nomor atom 51, berat atom 121,76, titik leleh 631 ℃, dan densitas 6,65 g/cm³. Antimon ditemukan pada zaman kuno, dengan kandungan 1×10^-6 di kerak bumi, dan kelimpahannya di kerak bumi terutama ada dalam bentuk elemen itu sendiri atau stibnite dan valentinit. Antimon memiliki dua alotrop: varian kuning hanya stabil pada suhu -90 ℃; varian logam adalah bentuk antimon yang stabil. Antimon bereaksi dengan air untuk melepaskan gas hidrogen hanya ketika merah-panas; pada suhu tinggi, dapat bereaksi dengan oksigen untuk membentuk antimon trioksida, yang merupakan oksida amfoter, sulit larut dalam air tetapi larut dalam asam dan basa; dapat bereaksi dengan asam nitrat pekat.

(4) Bismut

Bismut adalah logam berwarna putih keperakan yang rapuh dan mudah hancur, dengan simbol kimia Bi, nomor atom 83, berat atom 209, titik leleh 271 ℃, dan densitas 9,81 g/cm³. Kandungan bismut dalam kerak Bumi adalah 20×10^-6dan terutama terdapat di alam sebagai elemen atau senyawa, dengan dua alotrop tetapi hanya satu isotop yang stabil. Bismut bereaksi dengan udara saat panas; bismut dapat langsung bereaksi dengan sulfur dan halogen; bismut tidak larut dalam asam non-pengoksidasi tetapi larut dalam asam nitrat dan asam sulfat pekat panas. Karakteristik khas bismut adalah volumenya meningkat saat bertransisi dari cair ke padat, yang berarti mengembang saat pemadatan.

(5) Kadmium

Kadmium adalah logam lunak mengkilap yang berwarna putih keperakan atau abu-abu timbal, memiliki keuletan, simbol unsur kimianya adalah Cd, nomor atomnya 48, berat atomnya 112, dan densitasnya 8,64 g/cm³titik lelehnya adalah 321 ℃. Kadmium memiliki 8 isotop stabil alami dan 11 isotop radioaktif buatan yang tidak stabil. Kadmium dengan cepat kehilangan kilaunya di udara dan ditutupi dengan lapisan film oksida, yang mencegah oksidasi lebih lanjut. Kadmium tidak larut dalam air dan larut dalam sebagian besar asam.

(6) Seng

Seng adalah logam berwarna putih kebiruan dengan densitas 7,14 g/cm³ dan titik leleh 419,5 ℃. Relatif rapuh pada suhu 100-150 ℃, melunak, dan menjadi rapuh lagi setelah melebihi 200 ℃.

Seng memiliki sifat kimiawi yang aktif. Di udara pada suhu kamar, lapisan tipis dan padat dari film seng karbonat dasar terbentuk di permukaan, yang mencegah oksidasi lebih lanjut. Karena mudahnya pembentukan lapisan pelindung pada permukaan seng pada suhu kamar, penggunaan terbesarnya adalah dalam industri galvanisasi. Ketika suhu mencapai 225 ℃, seng teroksidasi dengan kuat. Saat dibakar, ia memancarkan nyala api berwarna biru kehijauan. Seng mudah larut dalam asam dan dapat dengan mudah menggantikan emas, perak, tembaga, dll., Dari larutan.

Seng memiliki sifat pereduksi yang kuat dan dapat melepaskan gas hidrogen yang mudah terbakar saat bersentuhan dengan air, asam, atau hidroksida logam alkali. Reaksi dengan pengoksidasi atau belerang dapat menyebabkan pembakaran atau ledakan. Serbuk seng dapat membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara, yang dapat dengan mudah tersulut oleh nyala api terbuka, yang menyebabkan ledakan, dan debu yang lembap dapat dengan mudah memanas sendiri dan terbakar di udara.

Beberapa elemen paduan titik leleh rendah di atas ditunjukkan pada Tabel 4-1.

Tabel 4-1 Beberapa Elemen Paduan Titik Leleh Rendah yang Khas

Nama elemen	Simbol elemen	Nomor atom	Berat atom	Kepadatan / g - cm^-3	Titik leleh/℃
Antimon	Sb	51	121. 76	6.65	631
Bismut	Bi	83	209	9.81	271
Kadmium	Cd	48	112	8.64	321
Memimpin	Pb	82	207	11. 33	327
Timah	Sn	50	119	7.31	232
Seng	Zn	30	65	7. 14	419. 5

2. Paduan Titik Leleh Rendah yang Khas

2.1 Paduan Timah

Timah memiliki tiga jenis: timah putih, timah abu-abu, dan timah rapuh. Yang paling umum adalah timah putih, yang berwarna putih keperakan, tetapi di bawah suhu 13℃, timah ini berubah menjadi timah abu-abu tepung, sebuah fenomena yang dikenal sebagai "hama timah". Untuk menghindari situasi ini, elemen paduan seperti antimon, bismut, timbal, dan kadmium dapat ditambahkan ke dalam timah untuk mencegah terjadinya "hama timah". Selain itu, menambahkan unsur paduan dapat meningkatkan sifat mekanik dan kinerja pengecoran timah.

(1) Pengaruh Elemen Paduan terhadap Sifat-sifat Paduan Timah

(1) Timbal. Timah dan timbal membentuk paduan eutektik biner yang khas, seperti yang ditunjukkan pada diagram fasa pada Gambar 4-1, dengan suhu eutektik 183 ℃ dan titik eutektik 38,1 ℃ Pb. Ini menurunkan titik leleh, meningkatkan kinerja pengecoran paduan timah, memiliki fluiditas yang baik, mengurangi porositas, menghaluskan butiran, dan menurunkan kapasitas panas spesifik dan konduktivitas termal paduan timah. Timbal meningkatkan kekerasan timah sementara keuletan paduannya tetap utuh. Timbal merupakan unsur beracun, dan kandungan timbal yang tinggi dapat memengaruhi kilau permukaan paduan.

② Antimon. Antimon meningkatkan kekuatan dan kekerasan paduan timah, mengurangi keuletan, mengembang selama pemadatan, membantu replikasi permukaan, dan membantu menciptakan huruf yang tajam dan jelas. Namun, antimon juga membawa masalah perubahan warna pada pelapisan permukaan. Kelarutan padat antimon dalam timah mencapai maksimum 10,4% pada suhu 246°C. Kelarutan padat antimon pada suhu kamar sekitar 2%. Kandungan antimon sebesar 20% atau kurang ketika paduan memiliki keuletan dapat diproses tetapi tidak kehilangan kilau yang indah. Oleh karena itu, menambahkan jumlah timah yang sesuai ke dalam paduan dapat mencapai kekerasan tertentu, membuatnya dapat diterapkan tanpa kehilangan bentuk.

③ Bismut. Ini adalah logam yang rapuh, berwarna merah pucat, dengan kilau yang tinggi, dan mengembang pada saat pemadatan, yang lebih menonjol daripada logam lainnya. Bismut membantu mengurangi penyusutan pemadatan paduan dan meningkatkan performa replikasi permukaan. Namun demikian, bismut dapat meningkatkan kerapuhan paduan, dan kandungannya harus dikontrol.

Tembaga. Tembaga meningkatkan kekerasan paduan dan meningkatkan kekuatan tarik, yang umumnya digunakan dalam paduan timah-timah-antimon.

Kadmium. Kadmium adalah logam berwarna putih kebiruan, lunak, dan ulet yang beracun. Kadmium menurunkan titik leleh paduan, sehingga memungkinkan untuk dituang pada suhu yang lebih rendah, dan juga meningkatkan keuletan serta mengurangi penyusutan pemadatan, yang bermanfaat untuk menuang benda-benda yang besar dan rata.

(2) Kategori Paduan Timah

Kategori utama paduan timah yang digunakan untuk perhiasan kerajinan adalah sebagai berikut.

① Lilin putih. Juga dikenal sebagai “timah putih”, ini adalah istilah umum untuk paduan timah-timah, dengan sejarah panjang penggunaan sejak zaman Romawi pada peralatan dan kebutuhan sehari-hari lainnya, seperti meja timah, piala, piring, tempat lilin, atau pakaian. Lilin putih tradisional memiliki kandungan timbal yang tinggi, beracun, dan memengaruhi kilap permukaan. Lilin putih kontemporer adalah paduan timah tinggi yang mengandung sekitar 6% antimon dan 1%-2% tembaga. Kandungan antimon biasanya dibatasi hingga di bawah 4% untuk lilin putih yang dimaksudkan untuk menggambar, tetapi lilin putih tuang bisa mengandung hingga 8% antimon dan 2% tembaga. Sejumlah kecil bismut atau perak juga dapat ditambahkan jika perlu untuk meningkatkan sifat pengerasan lilin putih.

Saat ini, terdapat standar khusus untuk timah di Eropa, EN611-1996, yang juga mencakup standar solder (EN29453) yang digunakan untuk menyambungkan alat kelengkapan dengan produk timah. International Tin Research Institute telah menerbitkan panduan untuk produk timah di seluruh dunia. Tergantung pada komposisi paduannya, titik leleh timah adalah 240-295 ℃, dan paduan ini dapat dicetak menggunakan berbagai teknik, termasuk pengecoran gravitasi dan pengecoran sentrifugal. Meskipun produk timah secara tradisional dicetak, teknik manufaktur modern telah memanfaatkan sifat stamping, peregangan, dan pemintalan timah yang sangat baik untuk diproduksi dari lembaran yang digulung. Produsen produk timah kontemporer telah mulai beralih dari barang-barang tradisional seperti piala, cangkir teh, dan teko kopi untuk memenuhi kebutuhan kehidupan modern, dan sekarang ada pemantik rokok, asbak, lampu, dan jam dari timah.

② Paduan die-casting berbahan dasar timah. Paduan berbasis timah lebih disukai untuk die casting karena titik lelehnya yang rendah dan fluiditasnya yang unik membantu menghasilkan coran yang kuat dengan struktur atau bentuk yang kompleks tanpa persyaratan khusus atau kerusakan pada cetakan. Umumnya, untuk sebagian besar aplikasi, paduan die-casting berbasis timah memiliki ketahanan korosi yang baik dan dapat dilapisi jika diperlukan.

③ Paduan dengan leleh rendah berbasis timah. Bismut, timah, timbal, kadmium, dan indium adalah logam dengan titik leleh rendah. Ketika logam-logam ini digabungkan dalam proporsi yang berbeda (paduan biner, terner, atau kuartener), paduan dengan titik leleh yang lebih rendah lagi dapat diperoleh, yang biasa disebut “paduan dengan titik leleh rendah.” Selain itu, paduan ini memiliki beberapa sifat yang berharga, termasuk tekanan uap rendah, konduktivitas termal yang baik, kemudahan pemrosesan, fluiditas tinggi yang sesuai untuk cetakan pengecoran, dimensi yang dapat dikontrol selama pemadatan, reproduksi detail yang baik dalam pengecoran, dan dapat digunakan kembali.

2.2 Paduan Timbal

Paduan timbal adalah paduan yang terdiri dari timbal sebagai bahan dasar dan elemen lainnya. Permukaan paduan timbal menghasilkan oksida, sulfida, atau garam kompleks lainnya selama proses korosi, yang membantu mencegah oksidasi, sulfurasi, pelarutan, atau penguapan, sehingga memberikan ketahanan korosi yang baik di udara, asam sulfat, air tawar, dan air laut. Jika paduan timbal mengandung pengotor seperti bismut, magnesium, atau seng yang tidak larut dalam timbal atau membentuk fase kedua, ketahanan korosinya akan menurun; menambahkan telurium dan selenium dapat menghilangkan efek berbahaya dari bismut pada ketahanan korosi. Menambahkan antimon dan tellurium pada paduan timbal yang mengandung bismut dapat memperhalus struktur butiran, meningkatkan kekuatan, menekan efek berbahaya dari bismut, dan meningkatkan ketahanan korosi.

Paduan timbal memiliki ketahanan deformasi yang rendah, dan ingot tuang dapat diproses menjadi lembaran, strip, pipa, batangan, dan kawat menggunakan proses seperti penggulungan dan ekstrusi tanpa pemanasan atau anil menengah. Kekuatan tarik paduan timbal adalah 0,3-0,7MPa, jauh lebih rendah daripada kebanyakan paduan logam lainnya. Antimon adalah elemen penting yang memperkuat matriks; hanya sebagian larut dalam timbal dan dapat digunakan untuk larutan padat dan penguatan penuaan. Namun, jika kandungannya terlalu tinggi, ketangguhan dan ketahanan korosi dari paduan timbal dapat menurun.

Timbal, timah, dan antimon dapat membentuk paduan eutektik. Paduan timbal yang digunakan untuk ornamen kerajinan umumnya menggunakan paduan terner Pb-Sn-Sb di dekat titik eutektik, yang memiliki fluiditas yang baik, hampir tidak ada penyusutan pembekuan, dan permukaan pengecoran yang indah.

2.3 Pemilihan Bahan Paduan Titik Leleh Rendah untuk Perhiasan

Paduan dengan titik leleh rendah, terutama material berbasis timah dan timbal, digunakan sebagai material dekoratif. Tabel 4-2 mencantumkan komposisi bahan dekoratif kerajinan paduan titik leleh rendah dalam negeri, dan Tabel 4-3 mencantumkan komposisi bahan dekoratif kerajinan paduan timah luar negeri.

Tabel 4-2 Bahan Perhiasan Kerajinan Paduan Titik Leleh Rendah Domestik

Nama produk	Model	Nama Produk Kandungan elemen Komposisi / %				Titik leleh/ ℃	Aplikasi utama
Nama produk	Model	Timah	Lainnya	Antimon	Memimpin	Titik leleh/ ℃	Aplikasi utama
Paduan Babbitt	0 # A	96	2	2	Tidak ada	200	Ringan, kekerasan sedang, ketangguhan yang baik, kristalisasi suhu rendah, bebas timbal dan tidak beracun yang cocok untuk produksi perhiasan bermutu tinggi, peralatan memasak, peralatan minum, dan berbagai macam kerajinan bermutu tinggi yang mengkilap.
	0 # B	92	2	6	Tidak ada	200	Ringan, kekerasan yang kuat, densifikasi yang baik, kristalisasi suhu rendah, bebas timbal dan tidak beracun yang dapat digunakan untuk produksi perhiasan bermutu tinggi, peralatan memasak, peralatan minum, dan berbagai macam kerajinan tangan bermutu tinggi yang mengkilap.
	0 # C	88	4	8	Tidak ada	200	Ringan, kekerasan yang kuat, densifikasi yang baik, kristalisasi suhu rendah, bebas timbal dan tidak beracun. Cocok untuk membuat perhiasan bermutu tinggi, peralatan memasak, peralatan minum dan berbagai kerajinan bermutu tinggi dengan permukaan mengkilap yang besar (seperti lonceng angin).
Paduan timah-timah No.1	1 # A	92	3	2	Sisa	200	Sangat cocok untuk produksi perhiasan dan kerajinan bermutu tinggi dengan ketangguhan yang kuat, densitas rendah dan permukaan yang mengkilap.
	1 # B	90	4	3	Sisa	215
	1 # C	85	5	4	Sisa	220
Paduan timah-timah No.2	2 # A	72	5	3	Sisa	230	Cocok untuk membuat berbagai jenis perhiasan dan kerajinan bermutu tinggi dengan ketangguhan yang kuat, kepadatan kecil dan permukaan mengkilap yang sempit.
	2 # B	63	5	4	Sisa	230	Cocok untuk produksi perhiasan dan kerajinan tangan kelas menengah dengan ketangguhan yang lebih baik, kepadatan yang lebih rendah, permukaan yang dipoles lebih sempit atau permukaan yang dipoles lebih besar tanpa pemolesan.
	2 # C	50	4	4	Sisa	250
Paduan timah-timah No.3	3 # A	35	4	4	Sisa	270	Cocok untuk produksi berbagai perhiasan dan kerajinan tangan kelas menengah dengan ketangguhan yang lebih baik, densitas yang lebih rendah dan permukaan pemolesan yang lebih besar.
	3 # B	30	3	3	Sisa	270
	3 # C	25	1	2.8	Sisa	270
Paduan timah-timah No.4	4 # A	15	1	3	Sisa	280	Cocok untuk membuat berbagai jenis perhiasan atau kerajinan tangan kelas menengah dengan ketangguhan yang lebih baik, kepadatan yang lebih rendah, permukaan pemolesan yang lebih sempit atau tanpa pemolesan.
	4 # B	12	1	3	Sisa	280
	4 # C	10	1	3	Sisa	280
Paduan timah-timah No.5	5 # A	8	2	3	Sisa	286	Sangat cocok untuk membuat semua jenis perhiasan atau kerajinan tangan kelas menengah dengan ketangguhan yang lebih baik, kepadatan yang lebih rendah, permukaan pemolesan yang lebih sempit atau tanpa pemolesan.
Paduan timah-timah No.5	5 # B	6	2	3	Sisa	290
Paduan timah-timah No.6	6 # A	5	1	3.5	Sisa	300	Cocok untuk membuat semua jenis perhiasan umum dan kerajinan berat.
	6 # B	3	1	3.5	Sisa	300
	6 # C	2	1	3	Sisa	320
(Tan Derui dan Chen Guanyi, 1996)

Tabel 4-3 Bahan Perhiasan Kerajinan Paduan Timah Asing

Nomor seri	Sn	Sb	Cu	Kotoran					Keterangan
Nomor seri	Sn	Sb	Cu	Pb	Sebagai	Fe	Zn	Cd	Keterangan
1	91 ~ 93	6 ~ 8	0. 25 ~ 2	0.05	0.05	0.015	0.005		Tipe Standar Amerika ASTMB5601, paduan pengecoran
2	95 ~ 98	1.0 ~ 3.0	1.0 ~ 2.0	0.05	0.05	0.015	0.005	-	Paduan Khusus ASTMB5603 Standar Amerika
3	Sisa	5 ~ 7	1.0 ~ 2. 5	0.5	-	-	-	0.05	Standar Inggris BS5140
4	Sisa	3 ~ 5	1.0 ~ 2. 5	0.5	-	-	-	0.05	Standar Inggris BS5140
5	Sisa	1 ~ 3	1 ~ 2	0.5	-	-	-	-	Standar Jerman DIN17810
6	Sisa	3. 1 ~ 7	1 ~ 2	0.5	-	-	-	-	Standar Jerman DIN17810
7	92	6	2	-	-	-	-	-	Cocok untuk pengecoran produk berdinding tipis dan berbutir halus
8	90	6	2	Ditambah Bi	-	-	-	-	Efek pemolesan yang baik
9	82	-	Pb18	-	-	-	-	-	Timah Prancis
10	80	-	Pb20	-	-	-	-	-	Timah Inggris
11	85	7	4	4 (Bahan utama)	-	-	-	-	Timah Inggris
12	83	7	2	3 (Bahan utama)	-	-	5 (Bahan utama)	-	Logam permaisuri
13	89	11	-	-	-	-	-	-	CABE (Italia) mengkhususkan diri dalam paduan pengecoran sentrifugal yang dicetak dalam karet silikon tahan panas. Yang pertama untuk pengecoran perhiasan bebas timbal, yang kedua dapat digunakan untuk menyolder perhiasan.
14	61	4	-	35 (Bahan utama)	-	-	-	-
(Tan Derui dan Chen Guanyi, 1996)

Ketika memilih paduan, pertimbangan yang paling penting adalah kategori produk, dan paduan tersebut harus memenuhi persyaratan “cetakan, kesehatan, dan fungsionalitas” dari produsen dan pelanggan. Beberapa perusahaan percaya bahwa paduan dengan kandungan timah yang lebih rendah lebih murah karena harga material paduan timah rendah lebih rendah. Biaya keseluruhan paduan harus dipertimbangkan; paduan dengan kandungan timah yang tinggi memiliki efek berbahaya yang lebih besar dan perlu dicetak pada suhu tinggi, yang dapat mengurangi masa pakai cetakan. Selain itu, densitas timah adalah 7,31 g/cm³, sedangkan kepadatan timbal adalah 11,33 g/cm³, sehingga berat timah yang sama dapat menghasilkan lebih banyak ornamen, dan berbagai faktor harus dipertimbangkan saat memilih paduan.

Saat ini, paduan timah murni atau paduan timah kaya timah terutama digunakan untuk kerajinan kelas atas, sedangkan untuk perhiasan populer umum, paduan timah-timah 1# - paduan timah-timah 6# umumnya digunakan, dengan paduan timah-timah 3# yang paling umum. Perhiasan kelas atas sering kali menggunakan paduan dengan kandungan timah yang lebih tinggi, sedangkan perhiasan kelas bawah dan berkualitas lebih rendah terutama menggunakan paduan dengan kandungan timah yang lebih rendah.

2.4 Karakteristik Paduan Titik Leleh Rendah yang Digunakan dalam Kerajinan Perhiasan

(1) Performa stabil, titik leleh rendah, fluiditas baik, penyusutan kecil.

(2) Butirannya halus, dengan ketangguhan yang baik, kekerasan yang sesuai, permukaan halus, sedikit lubang pasir, noda, retakan, dan efek pemolesan serta pelapisan yang baik.

(3) Pengecoran sentrifugal memiliki kinerja yang baik dan ketangguhan yang kuat serta dapat menghasilkan bentuk yang kompleks dan bagian presisi berdinding tipis dengan permukaan yang halus pada coran.

(4) Produk dapat menjalani perawatan permukaan: pelapisan listrik, penyemprotan, dan pengecatan.

(5) Struktur kristal yang padat memastikan toleransi dimensi yang kecil untuk coran dalam hal bahan baku. Memiliki permukaan yang halus dan sedikit cacat pasca-pemrosesan.

3. Kategori dan Karakteristik Perhiasan Kerajinan Paduan Titik Leleh Rendah

Ornamen kerajinan paduan timah-timah dengan titik leleh rendah adalah jenis produk paduan yang dekoratif dan praktis. Produk ini merupakan salah satu aplikasi yang menggunakan logam timah dalam jumlah besar, dengan beragam tema kreatif dan potensi pengembangan pasar yang sangat besar.

(1) Kerajinan Timah

Paduan timah dapat dibuat menjadi berbagai jenis bejana seperti peralatan anggur, peralatan minum teh, peralatan makan, piala, dan produk lain dengan pola timbul, atau kerajinan dekoratif, bingkai foto paduan, lambang keagamaan, patung miniatur, suvenir, dan kerajinan tangan lainnya. Produk-produk ini umumnya terbuat dari timah murni atau timah dengan kandungan timah tinggi, yang menampilkan karakteristik tampilan seperti perak, dengan harga yang lebih rendah dari perak, menggabungkan penggunaan ornamental dan praktis. Produk ini dapat mewujudkan makna budaya yang berbeda dan banyak digunakan untuk hadiah perusahaan, suvenir untuk berbagai acara, suvenir perjalanan, dan barang-barang dekoratif rumah, menawarkan ruang pasar yang luas.

(2) Perhiasan tubuh

Paduan timah-timah dengan titik leleh rendah dapat dibuat menjadi berbagai perhiasan tubuh yang sangat indah. Perhiasan ini dicirikan oleh individualitas dan mode, dan harganya tidak mahal serta semakin disukai oleh pria dan wanita yang modis. Sebagian besar perhiasan paduan memiliki lapisan yang dilapisi (emas putih 18K, emas 18K, perak 925). Perhiasan ini bertatahkan zirkon, berlian kristal, mutiara, atau batu giok, sehingga penampilannya sebanding dengan perhiasan emas dan perak yang berharga mahal. Barang-barang yang umum termasuk cincin, kalung, gelang, anting-anting, bros, kancing, jepitan dasi, dan aksesori rambut, dengan bahan utamanya adalah paduan timah 3#.

4. Pemeliharaan Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah

Perhiasan paduan timah-timah dengan titik leleh rendah memiliki efek simulasi yang baik setelah perawatan permukaan. Namun demikian, jika tidak dirawat atau dipakai dengan benar, perhiasan dapat dengan cepat menunjukkan masalah, seperti korosi, perubahan warna, atau bahkan kerusakan. Oleh karena itu, perlu dilakukan perawatan yang benar dan wajar, seperti yang dijelaskan di bawah ini:

(1) Perhiasan harus sering diganti. Perhiasan yang sama harus dihindari untuk dipakai dalam jangka waktu lama, terutama dalam cuaca musim panas, karena lapisan perhiasan dapat dengan mudah luntur karena kontak dengan keringat dalam waktu lama. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menyiapkan beberapa perhiasan untuk diganti secara teratur.

(2) Kontak dengan obat kimia dapat dengan mudah merusak perhiasan. Wewangian saat mandi, klorin saat berenang, dan garam dalam air laut semuanya dapat menyebabkan korosi pada lapisan perhiasan, jadi semua perhiasan harus dilepas sebelum mandi atau berenang.

(3) Benturan dapat dengan mudah menyebabkan goresan; simpanlah dengan hati-hati. Jangan menumpuk perhiasan secara bersamaan; perhiasan harus disimpan dalam kemasan aslinya atau ditempatkan dalam kotak perhiasan dengan kompartemen terpisah untuk menghindari benturan yang dapat menggores permukaannya.

(4) Bersihkan perhiasan secara teratur, dengan menggunakan sikat berbulu halus yang lembut untuk menyapu dan menyeka permukaan perhiasan untuk menghilangkan noda pada permukaan.

5. Keamanan Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah

Elemen logam memainkan peran yang sangat penting dalam kesehatan manusia; kekurangan dan kelebihan dapat menyebabkan penyakit. Namun, beberapa elemen logam berbahaya bagi kesehatan manusia, menyebabkan penyakit dan bahkan kematian.

(1) Memimpin

Timbal adalah logam berat dan racun yang sangat mencemari. Timbal dapat merusak darah, menyebabkan kerusakan sel darah merah, dan menyebar melalui aliran darah ke seluruh organ dan jaringan, memasuki tulang, yang menyebabkan kelumpuhan saraf tulang dan tremor pada jari. Pada kasus yang parah, hal ini dapat menyebabkan keracunan timbal, ensefalopati, dan kematian. Bangsa Romawi kuno menggunakan bejana timbal untuk menyimpan gula dan anggur serta membuat pipa air dari timbal, yang meningkatkan kandungan timbal dalam makanan dan air, sehingga menyebabkan keracunan kronis. Contohnya adalah adanya bintik-bintik hitam timbal sulfida pada tulang setelah kematian.

Di antara semua zat beracun yang diketahui, timbal adalah yang paling banyak didokumentasikan dalam buku-buku. Teks-teks kuno mencatat bahwa menggunakan pipa timbal untuk mengalirkan air minum memiliki risiko. Banyak bahan kimia yang dapat terurai menjadi senyawa akhir yang tidak berbahaya setelah berada di lingkungan selama beberapa waktu. Namun, timbal tidak dapat terurai dan tetap tersedia untuk waktu yang lama setelah dilepaskan. Karena timbal bertahan dalam jangka panjang di lingkungan dan potensi toksisitasnya yang kuat terhadap banyak organisme hidup, timbal secara konsisten diklasifikasikan sebagai polutan yang kuat.

(2) Kadmium

Keracunan kadmium dapat menyebabkan atrofi otot, kelainan bentuk sendi, nyeri tulang yang tak tertahankan, ketidakmampuan untuk tidur, patah tulang patologis, dan bahkan kematian. Sumber utama kadmium adalah air limbah yang mengandung kadmium yang dibuang dari pabrik ke aliran sungai, mengairi sawah, diserap tanaman, dan terakumulasi dalam beras. Konsumsi beras yang terkontaminasi kadmium dalam jangka panjang atau air minum yang tercemar kadmium dapat dengan mudah menyebabkan “penyakit nyeri tulang”.”

(3) Antimon

Eksperimen yang dilakukan oleh Asosiasi Antimon Internasional pada tahun-tahun awal berdirinya menunjukkan bahwa jika tikus terpapar antimon konsentrasi tinggi dalam waktu yang lama, peradangan akan terjadi di paru-paru, yang dapat menyebabkan kanker paru-paru. Namun, pada kenyataannya, orang tidak bekerja dalam waktu lama di lingkungan dengan konsentrasi antimon yang tinggi, dan tidak ada kasus kanker paru-paru yang dilaporkan karena menghirup antimon secara berlebihan. Namun demikian, potensi bahayanya bagi tubuh manusia tidak dapat dikesampingkan.

Selain elemen beracun seperti Cd, Pd, pekerja pengecoran juga harus mewaspadai efek berbahaya dari elemen paduan lain pada tubuh seperti Cu, Sn, Bi, Zn. Oleh karena itu, penting untuk memastikan ventilasi yang baik selama pengecoran dan mematuhi undang-undang mengenai penggunaan yang tepat dari elemen-elemen ini dan batas pemaparan. ’Polusi Industri“ di Amerika Serikat mencantumkan beberapa elemen logam yang umum dan bahayanya terhadap berbagai bagian tubuh (Tabel 4-4).

Penelitian menunjukkan bahwa beberapa paduan tanpa Pb dan Cd dapat meningkatkan kinerja casting mereka dengan meningkatkan komposisi karet, yang, jika memungkinkan, akan menghilangkan kebutuhan untuk menggunakan elemen beracun.

Tabel 4-4 Bahaya Elemen Logam terhadap Organ Tubuh

Organ yang terpengaruh	Bi	Cd	Cu	Pb	Sn	Zn
Ginjal	√	√		√
Saraf		√		√	√
Hati	√
Gastrointestinal		√	√	√	√	√
Organ pernapasan		√
Jaringan hematopoietik			√	√		√
Tulang		√				√
Kulit	√			√
Kardiovaskular		√

Bagian II Produk Paduan Seng

Perhiasan paduan seng adalah bahan populer penting lainnya selain paduan dengan titik leleh rendah. Paduan seng yang digunakan untuk perhiasan terutama mencakup paduan seng-aluminium, paduan seng-aluminium-magnesium, dan paduan seng-aluminium-tembaga.

1. Paduan Seng

Paduan seng adalah paduan non-besi yang terdiri dari seng sebagai bahan dasar dengan tambahan elemen lain seperti aluminium, tembaga, dan magnesium. Warnanya putih kebiruan, berkilau, serta keras dan rapuh. Paduan seng dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan teknologi pemrosesan: seng cacat dan seng cor. Paduan seng cor memiliki fluiditas dan ketahanan korosi yang baik, sehingga cocok untuk produk proses pengecoran seperti perhiasan, instrumen, dan rumah komponen otomotif.

Paduan seng terutama digunakan untuk pengecoran sentrifugal karet silikon dan die casting sesuai dengan metode pengecoran.

1.1 Paduan Seng untuk Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

Karena pengecoran sentrifugal karet silikon menggunakan cetakan karet silikon untuk penuangan langsung, suhu pengecoran harus serendah mungkin untuk mencapai umur film gel tertentu. Umumnya, paduan seng dengan titik leleh rendah dipilih, dengan kisaran komposisi yang ditunjukkan pada Tabel 4-5.

Tabel 4-5 Tabel Komposisi Paduan Seng Titik Leleh Rendah (Menurut Standar ASTMB240-01 Amerika)

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

Paduan yang ramah lingkungan ini bebas dari timbal, kadmium, dan nikel. Ringan, memiliki permukaan akhir yang baik, terbentuk dengan cepat, secara efektif menekan korosi batas butir, dan mencegah pembentukan kekasaran permukaan dan lubang pasir. Cocok untuk berbagai industri, seperti otomotif, peralatan rumah tangga, mesin, jam tangan, peralatan listrik, instrumen, aksesori perangkat keras, hadiah dekoratif, dan merek dagang mainan.

Untuk meningkatkan kilau permukaan aksesori dan memenuhi kebutuhan pengecoran aksesori berkilau tinggi, paduan seng-magnesium dengan magnesium sebagai elemen paduan utama telah dikembangkan. Paduan ini banyak digunakan pada aksesori perangkat keras berkekuatan tinggi dan berkilau, seperti liontin, anting-anting, jepit rambut, pakaian, gesper tas, gesper ikat pinggang, gesper sepatu, papan nama, dll. Komposisi kimia khasnya ditunjukkan pada Tabel 4-6.

Tabel 4-6 Komposisi Paduan Seng-Magnesium Khas untuk Aksesori

Elemen	Zn	Mg	Al	Cu	Bi	Ag	Dalam	Pb	Ni	Cd
Konten /wt%	Margin	12.4	3.5	0.06	0.06	0. 05	0.01	0.0003	0.0002	0.0019

Kisaran titik leleh paduan seng-magnesium adalah 320-330 ℃. Umumnya, suhu pengecoran adalah 380-400 ℃, butirannya halus dan seragam, produk yang dihasilkan memiliki permukaan yang halus dan berkilau, tidak ada lubang pasir, kilau putih dengan rasa berminyak, fluiditas yang baik, lebih sedikit oksidasi, dan inklusi terak, mudah dipoles, pendinginan cepat, cocok untuk persyaratan produk permukaan halus yang besar. Paduan ini bebas timbal, bebas kadmium, dan bebas nikel, diklasifikasikan sebagai paduan ramah lingkungan, dengan biaya hanya 1/3 dari bahan paduan timah-timah 0#, dan permukaan yang halus lebih baik daripada bahan timah-timah 0#. Paduan ini ringan, 50% lebih ringan dari bahan paduan timah-timah 3#, dan 20% lebih ringan dari paduan seng.

Selain itu, sebagai bahan yang sesuai untuk paduan seng-magnesium, ada juga bahan paduan berbasis magnesium di pasaran yang menggunakan seng dan aluminium sebagai elemen paduan utama, yang biasa disebut sebagai paduan magnesium-seng. Bahan paduan magnesium-seng dekoratif yang umum digunakan, terutama terbagi dalam tiga kategori.

(1) Bahan Paduan Magnesium-Seng A

Paduan ini cocok untuk memproduksi ornamen dan kerajinan yang memerlukan hasil akhir yang mengkilap (lebih dari 5 cm). Memiliki fluiditas, ketangguhan, dan kilap yang baik, mudah dipoles dan dilas, tidak menggelembung selama pelapisan listrik, dan memiliki titik leleh sekitar 300 ℃. Ini setara dengan bahan paduan timah-timah 1#, tetapi harganya hanya setengah dari bahan paduan timah-timah 1#.

(2) Bahan Paduan Magnesium-Seng B

Paduan ini cocok untuk permukaan halus yang cukup sulit (sekitar 3 cm). Memiliki fluiditas, ketangguhan, dan kehalusan yang baik, serta mudah dipoles dan dilas. Material ini 20% lebih ringan daripada material A dan cocok untuk memproduksi perhiasan dan kerajinan tangan, dengan titik leleh sekitar 320℃.

(3) Bahan Paduan Magnesium-Seng C

Paduan ini cocok untuk menghasilkan produk permukaan halus yang kecil dengan kekuatan dan kekerasan tinggi (di bawah 2 cm), memiliki fluiditas dan kehalusan yang baik, mudah dilas dan dipoles, serta lebih ringan daripada dua paduan sebelumnya, karena merupakan 1/3 dari paduan timah-timah #3. Namun, ketangguhannya lebih buruk daripada dua sebelumnya, sehingga cocok untuk memproduksi produk berkekuatan keras seperti jepit rambut dan gesper sabuk, tetapi tidak untuk produk berlubang atau berlubang dengan titik leleh 350-380 ℃.
Kisaran aplikasi paduan magnesium-seng cukup luas, cocok untuk membuat berbagai coran artistik yang indah, seperti cincin, kalung, gelang, anting-anting, bros, kancing, klip dasi, dekorasi topi, ornamen kerajinan, lambang keagamaan, patung miniatur, suvenir, gesper ikat pinggang, dan aksesori kerajinan lainnya. Bahan-bahan ini memiliki karakteristik sebagai berikut:

Performa stabil, titik leleh rendah, fluiditas baik, penyusutan kecil.
Butirannya halus, dengan ketangguhan yang baik dan kekerasan yang sesuai, permukaan yang halus, sedikit lubang pasir, noda, dan retakan, serta efek pemolesan dan pelapisan yang bagus.
Kepatuhan terhadap persyaratan perlindungan lingkungan dan standar kesehatan.
Titik lelehnya yang lebih rendah membuatnya cocok untuk cetakan silikon. Dengan demikian, biaya konsumsi cetakan menjadi rendah, sehingga sangat cocok untuk memproduksi coran dalam pengiriman cepat dan batch kecil.

1.2 Paduan Seng Die-Casting

(1) Karakteristik Paduan Seng Cor

Paduan seng banyak digunakan dalam industri die-casting untuk menghasilkan berbagai bagian die-cast struktural dan fungsional, yang terkait erat dengan karakteristik material. Paduan die-casting seng memiliki titik leleh rendah dan fluiditas yang baik, dan proses pengecoran memungkinkan bagian kecil cetakan diisi, menawarkan banyak keuntungan yang tidak dimiliki oleh paduan die-casting lainnya, seperti kecepatan pengecoran cepat, suhu rendah, konsumsi energi rendah, dan umur cetakan yang panjang. Hal ini telah menyebabkan pengadopsiannya oleh banyak perusahaan perhiasan, dengan variasi yang secara bertahap meningkat dan penggunaan yang meluas, membentuk serangkaian produk paduan. Salah satu karakteristik paduan ini adalah dapat diproses menggunakan mesin die casting ruang panas, yang jauh lebih cepat daripada kecepatan produksi paduan seng aluminium tinggi dan paduan aluminium yang harus dilemparkan di mesin die casting ruang dingin, dan mudah diproses menjadi bagian die-cast berdinding tipis yang relatif ekonomis, dengan permukaan yang juga mudah diproses, dicat, dan dilapisi listrik. Selain itu, dibandingkan dengan paduan perunggu, paduan aluminium cor, dan besi cor, paduan seng memiliki keunggulan konsumsi energi pemrosesan yang rendah, biaya rendah, dan sifat mekanik yang baik.

(2) Jenis-jenis Paduan Seng Cor

Dengan peningkatan kualitas produk seng, maka berkembanglah paduan seng. Pada awal tahun 1930-an, komposisinya menjadi stabil. Selama periode ini, New Jersey Company di Amerika Serikat (sekarang dikenal sebagai American Zinc Company) mengembangkan seri paduan Zamak yang terkenal, yang mendapatkan pengakuan di seluruh dunia dan menjadi identik dengan paduan die-casting. Seri paduan Zamak dikembangkan sesuai dengan persyaratan proses produksi yang berbeda dan kinerja struktural produk, dan paduan seng yang berbeda memiliki sifat fisik dan sifat mekanik yang berbeda, yang memberikan opsi untuk desain komponen die-cast.

Jenis umum dari paduan seng die-cast meliputi:

Zamak 3. Pengecoran dengan fluiditas dan sifat mekanik yang baik digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan mekanik yang rendah, seperti mainan, lampu, dekorasi, dan komponen listrik.
Zamak 5. Fluiditas dan sifat mekanik yang baik digunakan dalam pengecoran dengan persyaratan kekuatan mekanik tertentu, seperti suku cadang otomotif, suku cadang elektromekanis, komponen mekanis, dan rakitan listrik.
Zamak 2. Digunakan untuk komponen mekanis dengan persyaratan khusus untuk kinerja mekanis, persyaratan kekerasan tinggi, dan persyaratan akurasi dimensi umum.
ZA8. Fluiditas dan stabilitas dimensi yang baik, tetapi fluiditas yang buruk, diterapkan pada komponen die-casting kecil dengan presisi tinggi dan persyaratan kekuatan mekanis, seperti komponen listrik.
Superloy. Memiliki fluiditas terbaik dan digunakan untuk pengecoran benda kerja berdinding tipis, berukuran besar, presisi tinggi, dan berbentuk kompleks, seperti komponen listrik dan penutupnya.

Persyaratan komposisi dari paduan yang disebutkan di atas ditunjukkan pada Tabel 4-7.

Tabel 4-7 Komposisi Paduan Standar Paduan Seng

Kategori Paduan	Zamak 2	Zamak 3	Zamak 5	ZA8	Superloy	AcuZinc 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
Tembaga	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
Besi	< 0.020	< 0.020	< 0.020	< 0.035	< 0. 020	< 0.075
Memimpin	< 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
Timah	< 0.001	< 0.001	< 0.001	< 0.001	< 0.001	< 0. 003
Seng	Margin	Margin	Margin	Margin	Margin	Margin
(Lu Hongyuan, 1997; Wu Chunmiao, 2003)

(3) Pengaruh Elemen Paduan terhadap Sifat-sifat Paduan Seng

Dalam komposisi paduan seng die-cast, terdapat elemen paduan yang efektif seperti aluminium, tembaga, dan magnesium serta elemen pengotor yang berbahaya seperti timbal, kadmium, timah, dan besi. Efek dari elemen-elemen ini pada sifat paduan adalah sebagai berikut.

① Aluminium. Aluminium dapat meningkatkan kinerja pengecoran paduan, meningkatkan fluiditas paduan, menghaluskan butiran, menyebabkan penguatan larutan padat, dan meningkatkan sifat mekanik; selain itu, aluminium dapat mengurangi reaktivitas seng dengan besi, mengurangi dampak pada bahan besi, seperti leher angsa, jamur, erosi wadah.

Kandungan aluminium pada umumnya dikontrol antara 3,8%-4,3%. Hal ini terutama disebabkan oleh kekuatan dan fluiditas yang diperlukan; fluiditas yang baik adalah kondisi yang diperlukan untuk mendapatkan coran dengan bentuk yang lengkap, dimensi yang tepat, dan permukaan yang halus.

② Tembaga. Peran tembaga dalam paduan seng termasuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan paduan, meningkatkan ketahanan aus paduan, dan mengurangi korosi antar butir.

Namun, untuk mengontrol kandungan tembaga dalam paduan seng, ketika kandungan tembaga melebihi 1.25%, maka akan menyebabkan perubahan dimensi dan kekuatan mekanis komponen die-cast akibat penuaan; selain itu, akan mengurangi keuletan paduan.

③ Magnesium. Peran magnesium dalam paduan seng termasuk mengurangi korosi intergranular, memperbaiki struktur paduan, sehingga meningkatkan kekuatan paduan, dan meningkatkan ketahanan ausnya.

Magnesium adalah elemen yang sangat aktif yang mudah teroksidasi dan hilang dalam kondisi cair pada paduan. Jika kandungan magnesium lebih dari 0,08%, paduan menjadi rapuh secara termal, dengan ketangguhan dan kemampuan mengalir yang berkurang.

④ Unsur-unsur pengotor: timbal, kadmium, timah. Unsur-unsur pengotor yang disebutkan di atas membuat korosi intergranular paduan seng menjadi sangat sensitif, mempercepat korosi intergranular di lingkungan yang hangat dan lembab (Gambar 4-2), mengurangi ketahanan benturan paduan, menurunkan kekuatan tarik paduan, sehingga mengurangi sifat mekanik, dan menyebabkan perubahan dimensi pada coran. Kandungan kadmium dan timbal dalam paduan tidak boleh melebihi 0,003%, kandungan timah dalam ingot paduan seng tidak boleh melebihi 0,001%, dan kandungan dalam coran besar tidak boleh melebihi 0,002%. Ketika kandungan unsur pengotor timbal dan kadmium dalam paduan seng terlalu tinggi, kualitas permukaan benda kerja tampak normal segera setelah die casting, tetapi setelah disimpan pada suhu kamar selama beberapa waktu (8 minggu hingga beberapa bulan), lecet muncul di permukaan.

⑤ Elemen pengotor: Besi. Unsur besi dapat meningkatkan kekerasan paduan seng, tetapi kandungan besi dalam paduan seng tidak boleh melebihi 0,02%; jika tidak, akan meningkatkan kerapuhan paduan. Besi bereaksi dengan aluminium dalam paduan seng untuk membentuk senyawa intermetalik Al5Fe2, menyebabkan hilangnya aluminium dan membentuk terak; itu membentuk bintik-bintik keras di bagian die-cast, mempengaruhi pemrosesan dan pemolesan selanjutnya, dan goresan cenderung muncul di permukaan selama pemolesan; itu meningkatkan kerapuhan paduan.

⑥ Elemen pengotor: Silikon. Kandungan silikon dalam paduan seng tidak boleh melebihi 0,02%. Jika tidak, ini akan meningkatkan suhu transisi kerapuhan paduan seng dan mengurangi kinerja pemrosesannya.

(4) Pemilihan Paduan Seng Cor

Ada banyak sekali paduan seng die-cast, dan pilihan paduan seng mana yang akan digunakan, terutama bergantung pada tiga aspek.

① Tujuan dari bagian die-cast itu sendiri. Persyaratan kinerja yang harus dipenuhi meliputi:

Sifat mekanis, seperti kekuatan tarik, perpanjangan, kekerasan, dll. Kekuatan tarik adalah ketahanan maksimum material pada saat patah; pemanjangan adalah ukuran kerapuhan dan plastisitas material; kekerasan adalah ketahanan permukaan material terhadap deformasi plastis yang disebabkan oleh penekanan atau gesekan dengan benda keras.
Kondisi lingkungan kerja, termasuk suhu kerja, kelembapan, media yang bersentuhan dengan benda kerja, dan persyaratan kedap udara.
Persyaratan presisi, termasuk presisi yang dapat dicapai dan stabilitas dimensi.

Performa proses yang baik. Ini mencakup kinerja proses pengecoran, kemampuan mesin, dan kinerja proses perawatan permukaan.

③ Ekonomi yang baik. Biaya bahan baku, kebutuhan peralatan produksi (termasuk peralatan peleburan, mesin die-casting, cetakan, dll.), dan biaya produksi.

2. Contoh Perhiasan Paduan Seng

Beberapa contoh aksesori yang terbuat dari pengecoran paduan seng adalah sebagai berikut.

Bagian III Proses Produksi Perhiasan Kerajinan Paduan Titik Leleh Rendah

Sebagian besar perhiasan paduan dengan titik leleh rendah dibuat dengan menggunakan pengecoran sentrifugal cetakan karet silikon, dengan sejumlah kecil yang diproduksi dengan pengecoran bertekanan. Di sisi lain, perhiasan paduan seng terutama menggunakan die casting, dengan sejumlah kecil yang diproduksi oleh pengecoran sentrifugal cetakan karet silikon.

1. Proses Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

1.1 Pengantar Proses Pengecoran Sentrifugal

Pengecoran sentrifugal adalah metode di mana logam cair dituangkan ke dalam cetakan yang berputar, mengisi dan memadatkan ke dalam pengecoran di bawah gaya sentrifugal. Metode pengecoran sentrifugal secara umum dapat dibagi menjadi tiga kategori utama: pengecoran sentrifugal sejati, pengecoran semi-sentrifugal, dan pengecoran tekanan sentrifugal. Pengecoran sentrifugal sejati tidak menggunakan inti pasir atau membutuhkan riser atau pelari horizontal, sehingga cocok untuk pengecoran tubular dan silinder. Pengecoran semi-sentrifugal menggunakan sumbu simetris pengecoran sebagai sumbu rotasi selama penuangan, menyuntikkan logam cair dari pelari vertikal pusat, dan gaya sentrifugal mendorong logam cair ke luar untuk mengisi cetakan. Pengecoran semi-sentrifugal cocok untuk pengecoran dengan bentuk simetris. Pengecoran tekanan sentrifugal melibatkan pengaturan pelari horizontal radial dari pelari vertikal pusat, menggunakan pelari vertikal sebagai sumbu rotasi. Setelah menuangkan logam cair ke dalam runner vertikal, logam tersebut mengisi rongga melalui runner horizontal di bawah gaya sentrifugal. Pengecoran tekanan sentrifugal mirip dengan pengecoran semi-sentrifugal, tetapi pemilihan sumbu rotasi berbeda. Karena pengecoran tekanan sentrifugal tidak berputar di sekitar sumbu simetris pengecoran, maka pengecoran ini lebih cocok untuk pengecoran dengan bentuk yang rumit.

1.2 Karakteristik Proses Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

Karena titik leleh perhiasan paduan yang rendah, maka tidak perlu membuat cetakan gipsum seperti emas cor, perak dan paduan tembaga. Sebagai gantinya, cetakan lunak yang terbuat dari karet silikon tahan panas digunakan untuk produksi, yang dapat sangat mengurangi biaya produksi dan meningkatkan efisiensi produksi.

Pengecoran sentrifugal perhiasan emas dilakukan dengan menggunakan metode pengecoran tekanan sentrifugal. Setelah logam cair dituangkan ke dalam cetakan, saat cetakan berputar, logam cair terkena gaya sentrifugal, menghasilkan tekanan pengisian yang memaksa logam cair mengisi rongga dengan lancar. Gaya sentrifugal F = m-r-w2, di mana F adalah gaya sentrifugal, m adalah massa logam cair, w adalah jari-jari rotasi cetakan, dan merupakan kecepatan sudut. Dapat dilihat, bahwa semakin besar jari-jari rotasi dan semakin cepat kecepatan rotasi, maka semakin besar pula gaya sentrifugal yang dihasilkan. Karena logam cair mengisi dan mengeras di bawah gaya sentrifugal, logam memiliki kompensasi penyusutan yang baik, menghasilkan struktur yang padat dan sifat mekanik yang baik dari coran; coran berongga tidak memerlukan anak tangga, yang secara signifikan meningkatkan pemanfaatan logam.

Namun, dibandingkan dengan pengecoran tekanan negatif, pengecoran sentrifugal memiliki kelemahan seperti turbulensi yang parah pada logam cair selama penuangan, kecenderungan untuk menghasilkan lubang gas, erosi yang kuat pada dinding cetakan oleh logam cair, dan jumlah maksimum logam yang dapat dicor relatif kecil. Selain itu, coran yang diproduksi dengan metode pengecoran sentrifugal rentan terhadap cacat retak termal, terutama pada kecepatan putar yang tinggi.

1.3 Proses Produksi Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

Perhiasan paduan titik leleh rendah terutama menggunakan proses pengecoran sentrifugal karet silikon, dan prosesnya terutama mencakup aspek-aspek berikut.

(1) Pengembangan Perhiasan

Pengembangan perhiasan adalah langkah pertama dalam menciptakan perhiasan dari awal, berfungsi sebagai panduan dan referensi untuk langkah-langkah selanjutnya, dan juga merupakan penghubung penting dalam mengekspresikan individualitas perhiasan sepenuhnya. Desainer membentuk ide awal mereka dengan mensintesis dan mengkategorikan informasi dari berbagai aspek dan kemudian merepresentasikannya pada gambar datar. Setelah gambar selesai, gambar tersebut diserahkan ke ruang pembuatan sampel, di mana pembuat sampel membuat model master tiga dimensi menggunakan bahan paduan sesuai dengan persyaratan gambar. Menyelesaikan model master mengakhiri proses utama pengembangan perhiasan.

(2) Cetakan

Model master yang sudah jadi dipindahkan ke ruang pencetakan, di mana pembuat cetakan membuat cetakan yang terbuat dari karet khusus. Proses pencetakan adalah kunci transisi dari satu perhiasan ke produksi massal, dan kualitas cetakan secara langsung memengaruhi hasil dari proses selanjutnya.

(1) Jenis bahan baku karet. Dalam memproduksi pengecoran sentrifugal paduan titik leleh rendah, model yang terbuat dari karet silikon banyak digunakan, dengan sedikit karet alam dan karet silikon. Perbandingan kedua jenis bahan model karet tersebut ditunjukkan pada Tabel 4-8.

Tabel 4-8 Perbandingan Karet Alam dan Karet Silikon

Parameter	Karet alam					Karet silikon
Parameter	1#hitam	2#hitam	3#hitam	Putih	Alami	60 - D	70 - D	58 - D	65 - D
Kekerasan relatif	60	65	70	66	42	60	70	58	65
Kepadatan / (g-cm)^-3 )	1.24	1.26	1.17	1. 55	1.07	1.6	1. 73	1.44	1.56
Kekuatan sobek/MPa	2.34	2.09	3. 00	1.94	0.68	0. 74	0.69	1.01	0. 63
Modulus lentur / MPa	2.20	2.17	3. 58	2.41	1.72	1. 86	2.41	1.31	2.27
Kekuatan tarik/MPa	3.79	3.79	2.41	3.45	3.93	2. 55	2.41	3.58	1.38

Karet umumnya mengandung bahan pengisi, katalis, zat aktif, penghambat, antioksidan, pemlastis, dan bahan lainnya. Bahan yang belum diawetkan harus disimpan di tempat yang sejuk, dan model yang sudah diawetkan harus dijauhkan dari cahaya, karena ozon dapat merusak bahan.

Selama produksi, bahan karet yang sedikit lebih lunak umumnya lebih disukai karena lebih mudah dibentuk dan memungkinkan untuk dipindahkan. Kekerasan karet yang digunakan untuk aksesori setelah vulkanisasi umumnya sekitar 60-80, dan dalam produksi aktual, sekitar 70% dari jenis karet memiliki kekerasan relatif dengan kekerasan 65, dan ada juga 5% dengan kekerasan 70.

Semakin rendah kekerasan model karet, semakin menyusut, sehingga pekerja pengecoran dan pembuat model harus berkolaborasi untuk mengambil tindakan guna mengimbangi nilai penyusutannya. Nilai penyusutan terkait dengan penempatan benda kerja selama pengecoran; untuk produk yang sama, nilai penyusutan dapat bervariasi secara signifikan dengan menggunakan metode penempatan yang berbeda. Produksi beberapa benda kerja khusus bergantung pada pengalaman operator.

Membuat lembaran karet. Campurkan karet baru dan karet daur ulang, dengan perbandingan 50/50. Karet dipanaskan dalam mesin cetak dan ditekan menjadi lembaran dengan ketebalan 1,3-1,5 mm, yang merupakan satu lapisan cetakan karet. Bahan digulung dalam tong silinder dan dipotong-potong menjadi potongan-potongan kecil dengan ukuran yang dibutuhkan. Bahan tersebut ditumpuk di atas palet dan ditempatkan di ruang pendingin (suhu ruang pendingin sekitar 6 ℃), selama 3-4 hari, memungkinkan karet menyusut ke ukuran akhirnya. Total penyusutan bahan selama seluruh proses dapat mencapai 11%. Jika bentuk akhir bahan berbentuk telur, mungkin karena pendinginan yang tidak memadai. Material biasanya dikeluarkan dari ruang pendingin dan dipotong menjadi potongan melingkar dengan diameter yang diinginkan, biasanya 8’’-18’’. Pada Gambar 4-3, karet A digunakan sebagai lapisan permukaan model, yang memiliki ketahanan suhu tinggi, penyusutan rendah, ketahanan sobek yang kuat, dan daya tahan. Sebaliknya, karet B digunakan sebagai lapisan penguat model karet, terutama berfungsi untuk menopang dan memperkuat.

③ Tekan cetakan karet. Kualitas cetakan karet secara langsung menentukan kualitas pengecoran. Cetakan karet berkualitas tinggi membutuhkan distribusi yang wajar dari model aslinya, sariawan yang memudahkan pengisian dan ventilasi, pelepasan casting yang mudah, serta ketahanan terhadap deformasi dan kerusakan, di antara faktor-faktor lainnya. Berikut ini adalah langkah-langkah dasar untuk membuat cetakan karet.

Langkah pertama adalah persiapan. Siapkan berbagai alat dan bahan pembantu yang diperlukan untuk pengepresan cetakan (Gambar 4-4).

Tempatkan bingkai cetakan ke dalam mesin cetak untuk pemanasan awal hingga 150 ℃ atau sesuai dengan suhu yang disarankan dari pemasok karet, biasanya 146-157 ℃; pisahkan bagian atas dan bawah dasar cetakan, dan taburi dengan bahan pelepas untuk mencegah kedua bagian saling menempel atau menempel pada bingkai cetakan; bersihkan debu dari permukaan model asli, semprotkan dengan silikon untuk memudahkan pemisahan dari cetakan karet silikon, mencegah lengket. Letakkan koran di bawah pelat baja dan letakkan cakram bundar ke dalam cincin baja (Gbr. 4-5).

Pada langkah kedua, lubang dibor di tengah-tengah bagian atas cakram membran, dan batang penuang serta cekungan penuangan ditempatkan di tengahnya (Gbr. 4-6).

Pada langkah ketiga, susunlah model master dan pin pemosisian dalam urutan yang wajar dan pada jarak yang diperlukan di sekeliling pelat tuang pada permukaan cetakan bagian bawah (Gbr. 4-7). Jika model aslinya sangat besar, Anda perlu menggali sebagian karet dari cetakan bagian bawah.

Dalam pengecoran sentrifugal karet, prinsip-prinsip dimensi tertentu harus diikuti antara model, pintu tuang, dan pin pemosisian (Gambar 4-8). A mewakili jarak antara model dan cawan tuang, umumnya diambil 12,5 mm; B mewakili jarak antara model, umumnya diambil 10 mm; C mewakili jarak antara model dan area sekitarnya, umumnya diambil 10 mm; D mewakili jarak antara model dan pin pemosisian, umumnya diambil 3 mm; E mewakili jarak antara pin pemosisian, umumnya diambil 12.F mewakili jarak antara pin pemosisian dan area sekitar model, umumnya diambil 1,5 mm; G mewakili ketebalan model dari permukaan atas (permukaan bawah), umumnya diambil 3 mm.

Eksperimen menunjukkan bahwa jarak dari pinggiran luar ke gerbang tengah cetakan secara signifikan berdampak pada kualitas pengecoran. Semakin dekat benda kerja ke gerbang tengah, semakin besar penampang runner untuk memastikan laju pembentukan dan kepadatan struktur yang dipadatkan. Selain itu, model asli dalam mod karet yang sama sebaiknya memiliki bentuk yang serupa, karena ini tidak hanya meningkatkan tingkat penyelesaian coran tetapi juga menghasilkan komposisi produk jadi yang lebih seragam; jika perbedaan bentuknya terlalu besar, maka akan kehilangan keseimbangan dan bergetar selama rotasi pengecoran.

Pada langkah keempat, taburkan bubuk pelepas secara merata pada permukaan pelepas cetakan dan gunakan kuas untuk melepaskan bubuk pelepas dari model (Gbr. 4-9).

Pada langkah kelima, tempatkan separuh bagian atas cetakan ke dalam bingkai cetakan, posisikan secara hati-hati, dan tempatkan pelat tekanan atas ke dalam bingkai cetakan, pastikan keduanya vertikal (Gbr. 4-10).

Pada langkah keenam, letakkan rangka cetakan ke dalam mesin press, pastikan rangka cetakan lurus dan diposisikan di tengah-tengah mesin press. Angkat platform dan rangka cetakan agar terhubung dengan platform atas dan amati kondisi kesesuaiannya (Gbr. 4-11). Berikan tekanan secara perlahan untuk menaikkan platform, lepaskan tekanan dan ulangi operasi sebelumnya, berikan tekanan sedikit demi sedikit. Mesin cetak umum mengandalkan perabaan, sedangkan mesin cetak otomatis memiliki pengukur tekanan. Ulangi langkah ini selama 8-15 menit sampai karet menjadi sangat lunak dan pelat benar-benar tertutup rapat.

Pada langkah ketujuh: tetapkan waktu Vulkanisasi, umumnya minimal 1 jam untuk setiap inci ketebalan. Setelah waktu pengawetan habis, lepaskan tekanan dan lepaskan bingkai cetakan.

Copywrite @ Sobling.Jewelry - Produsen perhiasan khusus, pabrik perhiasan OEM dan ODM

(3) Memotong Cetakan

① Buka bingkai cetakan dengan kunci pas atau obeng, lepaskan cetakan karet dari bingkai cetakan, potong dua bagian cetakan karet dengan pisau bedah atau gergaji, buat tanda pelurusan pada tepi cetakan karet, dan buang kelebihan lampu kilat (Gbr. 4-12 dan 4-13).

② Remove the original model from the mold and cut the sprue and ventilation line.

The establishment of sprues and ventilation lines has a significant impact on the quality of centrifugal casting. In the centrifugal casting of low melting point alloy jewelry, the molten metal enters the mold cavity through the pouring cup, horizontal runner, and sprue. The basic principle of opening sprues is similar to that in precious metal casting; the sprue must be large enough to ensure good shrinkage compensation, and ventilation lines must be established to allow gas to be smoothly discharged. Cutting the mold should be done smoothly to reduce turbulence during the flow of molten metal, and the sprue should be located at the thickest part of the casting.

a.Pouring system. A pouring cup model forms a pouring cup at the bottom of the rubber mold.

The horizontal pouring system consists of a series of channels that allow molten metal to flow from the pouring cup into the inner runner. The channels first radiate outward from the pouring cup to connect to the runner circle and then connect from the runner circle to the inner runner (Figure 4-14). This pouring system is beneficial for filling and prevents slag and impurities from entering the mold cavity.

The inner runner supplies molten metal to the mold cavity; it is the channel through which the molten metal flows from the horizontal runner into the mold cavity. The inner runner must be large enough to continuously compensate for the shrinkage of the molten metal as it solidifies in the cavity, and it should be located at the thickest part. At the connection point with the workpiece, it is generally tapered to facilitate the separation of the inner runner from the workpiece unless it is necessary to make it the same thickness as the workpiece.

b.Type of gating system. Direct pouring gating: usually used only for simple workpieces, this type of gating causes significant turbulence, and its advantage is that it increases the quantity of each type of workpiece.

Reverse gating system: The gating system first passes through the workpiece and then connects to the cavity from the back of the workpiece near the edge of the mold. Its advantages are that the casting quality is good, impurities and slag will not enter the cavity, and it reduces turbulence during filling.

Side gating system: It enters from the side of the workpiece and, like the reverse gate, occupies the space of the mold, but the quality of the workpiece is better. This type of gate can have various properties.

Horizontal gating system: It refers to the channels in the gating circle and spoke gating system, which serves to ensure smooth filling, avoid direct filling of molten metal, and thus help obtain clean workpieces.

Top gating system: This type of pouring gate is the opposite of the bottom pouring gate, where the material enters the cavity from the top of the workpiece. Generally, the pouring gate is located in the lower half of the mold, but if there are issues during filling, it can be set in the upper half of the mold. This type of pouring gate is beneficial for workpieces with large surfaces and thin walls.

In addition to directing molten metal into the mold cavity, the pouring system has other functions. For example, aside from the direct gating system, other pouring systems can have a slag collection area to gather slag and impurities from the molten metal, preventing them from entering the mold cavity; they can also allow gases to escape from the mold cavity. However, due to the high speed of centrifugal casting, relying solely on the pouring system is insufficient to expel all gases, so vent lines need to be established. Figure 4-15 is a schematic diagram of different types of pouring systems.

c. Cutting rubber mold sprue. Setting the sprue for the rubber mold is the most skillful task in the production of the rubber mold, and the basic steps are as follows:

After vulcanization of the rubber mold, it is better to cut the mold when there is a warm feeling by hand. The first step of cutting the mold is determining the sprue’s position and pouring gate. When no shaped pouring cup is used, the pouring cup should be cut out first, and the layout of the pouring gate can be drawn out by using a compass and other scribing tools, including the pouring gate and spokes from the pouring cup to the pouring circle, the transverse pouring gate, and the channel from the sprue circle to the workpiece. It is best to avoid directly filling the cavity with liquid metal, which should first flow through the cross pouring gate and the pouring system to ensure mold filling and help prevent impurities and slag from entering the cavity.

The mold cutting knife is placed at an 45 angle to the drawn line. First, cut out the pouring channel circle (Figure 4-16), about 12.5 mm wide and 6 mm deep in the center. Continuously cut along the inner and outer sides of the drawn runner circle to ensure smoothness, then remove the cut rubber material to obtain a runner circle shaped like a “V” (Figure 4-17).

The runner and the spoke runner should be cut out by cutting the runner circle, and a sufficient number of runners should be provided to ensure good filling of the molten metal. Generally, 4-5 spoke runners from the pouring cup to the runner circle is sufficient.

Cut the inner runner from the pouring circle to the workpiece. The inner runner is the part that connects the runner to the workpiece; it should not be a continuation of the transverse runner but rather a compensation for it to achieve optimal efficiency. The inner runner compensates and shrinks the workpiece; when cleaning, it should be knocked off from the casting. The inner runner should be large enough but should not cause cleaning difficulties. It is best to start cutting the inner runner at the workpiece as follows: neck down at the workpiece cut a very narrow channel with a thickness of about 5 mm; cut a channel towards the pouring circle, gradually increasing the depth and width, with a width of 12.5 mm and a depth of 6 mm at the pouring circle (approximately equal to the width of the pouring circle at the junction of the two inner runners).

If a top gating system is needed, the same method described above should be used for cutting. However, talcum powder should be used to complete the runner layout; the talcum powder will imprint the position of the workpiece in the lower half of the mold onto the corresponding position in the upper half of the mold, and cutting can be done based on these imprints.

d. Set up vent lines. The rubber mold’s vent lines must ensure that the gas in the cavity is smoothly discharged during the casting process to obtain high-quality castings. The vent lines here are very similar to those in the rubber mold during wax injection in investment casting. Just as talcum powder is dusted on the rubber mold during wax injection, talcum powder is also dusted on the rubber mold when centrifugally casting low-melting-point alloys to allow gas to be smoothly discharged outside the rubber mold.

There are two commonly used forms of vent lines, and their size depends on the size of the casting and the amount of gas that needs to be discharged. One is the conical vent line, which is very similar to the inner runner but much smaller, gradually tapering from the workpiece outward. The other, most commonly used, is the inner runner vent line, similar to the conical vent line but larger, allowing more gas to be discharged. When creating vent lines, the opening at the workpiece should be as small as possible to prevent molten metal from flowing in, but it should also be large enough to allow gas to escape quickly.

Since the workpiece is filled from the outer wall of the cavity towards the center, the inner runner should be set at the last filled area. If follow the imaginary straight line from the pouring cup to the center of the workpiece, this point should be the closest to the pouring cup. The inner runner is usually located at the tail end of the workpiece closest to the pouring cup. Most vent lines are cut similarly to the inner runner but are much smaller and established from the workpiece’s key points towards the cavity’s periphery. Sometimes, vent lines are also passed through the bottom of the mold, and then vent lines are established at the back, leading to the edge of the mold. Some manufacturers also use a vacuum during casting to assist with venting, a vacuum centrifugal casting process. The forms of vent lines are as follows:

Runner vent line: Often used with the direct inner runner, connected to the workpiece at an angle of 45°, then opened from one or both sides of the workpiece to the edge of the mold.

Drilling vent line: Used in situations where there is insufficient space in the mold, a gas collection point is set within the cavity, and a hole is drilled to the back of the mold at this point, then a ventilation line is drawn from the hole at the back of the mold to the edge of the mold. When making large workpieces, multiple ventilation holes may sometimes be drilled, drilling at an angle of 45° from the part of the workpiece close to the inner runner towards the back of the mold and then drawing ventilation lines from these to the edge of the mold at the back.

Vent holes: This ventilation method involves drilling holes in any part of the workpiece towards the back of the mold and creating vent lines. The reason for creating such vent holes is that gas can easily form back pressure during filling when blind holes are in the cavity, leading to poor filling. The diameter of a typical vent hole is 1 mm.

Air-collecting vent lines: They are composed of a series of conical vent lines drilled into the back of the mold and then opened on the back. They are usually used in areas of the workpiece that are difficult to fill completely.

Auxiliary vent line: It is opened along the side of the inner runner in the direction of rotation or on the edge of the reverse inner runner, drilled to the back of the mold, and its function is to assist the inner runner’s venting capability.

Figure 4-18 shows the opening methods of the pouring system for some typical ornaments.

e. Use a scalpel to mark the side of the disc for alignment.

(4) Smelting

Alloy melting is an important part of the casting process. The melting process not only obtains molten metal but, more importantly, achieves a chemical composition that meets specifications, allowing the castings to have a good crystalline structure and minimal gas and inclusions in the molten metal.

During the melting process, the interaction between the metal and gas and between the molten metal and the crucible causes changes in the components, resulting in inclusions and gas absorption. Therefore, formulating the correct melting process specifications and strictly adhering to them is an important guarantee for obtaining high-quality castings.

① Oxidation and burning loss of metals. Oxidation and burning loss inevitably occur during the metal smelting process, and the following factors influence the extent:

a. The properties of metals and oxides. The affinity of metals for oxygen and the oxide film’s properties significantly impact oxidation loss. Elements with a high affinity for oxygen and a loose, porous oxide film experience greater oxidation loss, such as magnesium and lithium, which oxidize preferentially; aluminum and beryllium have a high affinity for oxygen, but the a of oxide film＞1, allowing for the formation of a dense oxide film that reduces oxidation loss. Table 4-9 shows the a values of some oxides at room temperature.

Table 4-9 Approximate a Values of Certain Oxides at Room Temperature (Geng Haoran et al., 2006)

Me	Mg	Cd	Al	Pb	Sn	Ti	Zn	Jadilah	Ni	Cu	Cr	Fe
Me_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. Melting temperature. The higher the temperature, the more the metal oxide film dissolves and loses its protective effect. However, rapid melting at high temperatures can also reduce oxidation losses. The melting temperature is generally 10-20℃ above the alloy liquidus temperature. The current liquidus temperature for industrial casting zinc is 387℃ (including 3% aluminum )-493℃ (including 27% aluminum ). The casting temperature should be lower, generally 100-150℃ above the alloy liquidus temperature.

c. Properties of furnace gas. In oxidizing furnace gas, oxidative loss is difficult to avoid. The oxidizing nature of the furnace gas is strong, and the degree of oxidative loss is generally high.

d. Other factors. The smaller the size of the charge, the larger the surface area, and the more severe the burning loss. Under certain conditions, the longer the smelting time, the greater the oxidative burning loss. Oxygen-enriched blowing shortens the smelting time and reduces oxidative burning loss. When operations such as mixing and slagging are unreasonable, it is easy to break the protective oxide film on the surface of the melt, increasing burning loss. Sprinkling a thin layer of flux on the surface of the charge during loading can also reduce oxidative burning loss.

Metal oxidation burn loss deteriorates the material performance and affects product surface quality. Therefore, measures should be taken to reduce oxidation burn loss, generally in the following aspects.

First, choose a reasonable furnace type. Use a furnace with a smaller molten pool area and a faster heating speed.

Secondly, a reasonable charging sequence and charge handling process should be adopted. Easily oxidized and burned materials should be added to the lower layer of the charge or added to the melt after other materials have melted, or they can be added as intermediate alloys.

The third is to use a covering agent. Easily oxidizable metals and various metal scraps should be melted and refined under the flux’s cover.

Fourth, correctly control the furnace temperature. To ensure the molten metal’s fluidity and the refining process’s requirements, the melt’s temperature should be appropriately controlled. Before melting, it is advisable to use high-temperature rapid heating and melting; after melting, the furnace temperature should be adjusted to avoid overheating the melt.

The fifth is a reasonable operating method, avoiding frequent stirring.

Sixth, the addition of a small amount of active element of a＞1 improves the properties of the melt surface oxide film and effectively reduces burn loss.

② Volatile loss. Metal vapor and oxides pollute the environment and harm human health. Metals’ volatile loss primarily depends on their vapor pressure. Zinc and cadmium are more prone to volatile loss, and the methods for preventing or reducing volatile loss are the same as those for reducing oxidative loss.

③ Gas absorption. During the smelting process, the gases encountered include hydrogen (H₂), oxygen (O₂), water vapor (H₂O), nitrogen (N₂), CO₂, CO, etc. These gases may dissolve in the molten metal or react chemically. Gases can enter the alloy liquid through various sources such as gas, furnace lining, raw materials, flux, and tools.

④ Control of melting temperature. When the melting and pouring temperatures are too high, it can exacerbate the oxidation and loss of alloying elements, accelerate the reaction rate between the molten metal and the crucible material, and affect the mechanical properties of the alloy. Therefore, it is necessary to strengthen the control of the molten metal temperature during the melting and casting processes. Current melting pots or furnaces are equipped with temperature measurement and control systems, and in daily operations, regular checks are conducted to ensure the accuracy of the temperature measuring instruments, with periodic actual temperature measurements of the furnace using portable thermometers (thermometers) for calibration.

Experienced foundry workers will observe the molten liquid with the naked eye. If, after skimming the slag, they find the molten liquid not too viscous and relatively clear, and the slag does not form quickly, it indicates that the temperature is appropriate; if the molten liquid is too viscous, it indicates that the temperature is too low; if a layer of white frost quickly appears on the surface after skimming the slag and the slag forms too quickly, it indicates that the temperature is too high and should be adjusted promptly.

To maintain the stability of the casting temperature, a central melting furnace can be used, and the addition of the entire alloy ingot can be changed at once to multiple additions of small alloy ingots, reducing the temperature variation caused by feeding.

⑤ Scrap remelting. Sprue material, waste materials, scrapped workpieces, etc., should not be directly placed into the melting pot for remelting. The reason is that the surfaces of these waste materials oxidize during the casting process, and the content of their oxides far exceeds that of the original alloy ingot. When these waste materials are directly remelted, a large amount of slag is generated on the surface of the molten metal, and removing this slag will take away a significant amount of alloy components.

Electroplated waste should be smelted separately from non-electroplated waste because metals such as copper, nickel, and chromium contained in electroplated waste are insoluble in zinc and will exist as hard particles in the zinc alloy, causing difficulties in polishing and machining.

During the remelting of electroplating waste, pay attention to separating the coating material from the alloy. First, place the electroplating waste into a crucible containing the alloy melt. At this time, do not stir the melt or add-flux, as the melting point of the coating material is high, and the coating will not melt into the alloy but will float on the surface of the molten liquid for a while. After everything has melted, let the crucible sit for 15-20 minutes to see if any floating dross appears on the surface, and scrape off the dross. After this step, check if it is necessary to add refining agents.

⑥ Precautions during the smelting operation.

a. The crucible must be cleaned before removing surface oil, rust, slag, and oxides. To prevent the iron elements in the cast iron crucible from dissolving into the alloy, the crucible should be preheated to 150-200℃, a coating layer should be sprayed on the working surface, and then heated to 200-300℃ to completely remove the moisture from the coating.

b. The melting tools should be cleaned of surface dirt before use, and the parts that come into contact with metal must be preheated and coated. The tools must not be damp. Otherwise, the molten liquid may splash and explode.

c. Control the alloy composition by procuring alloy ingots with strict composition standards. High-quality alloy materials guarantee high-quality castings.

d. The alloy ingots purchased must be stored in a clean and dry area to avoid long-term exposure to a humid environment. This can lead to white rust or contamination from factory dirt that increases slag production and metal loss.

e. Clean and preheat before melting to remove surface-adsorbed moisture. The ratio of new material to recycled material, such as the sprue, should not exceed 50%. Generally, the ratio of new material: old material is 70:30. Some alloy elements gradually decrease in continuous remelted alloys.

f. The melting temperature must not exceed the upper limit.

g. Timely remove the floating dross on the surface of the zinc pot, and gently stir with a dross rake to gather the floating dross on the molten liquid for removal.

(5) Casting

Typical equipment involved in the casting process includes centrifugal casting machines and electric melting furnaces, with the equipment shapes shown in Figures 4-19 and 4-20, respectively.

① According to the requirements, add the alloy material to the electric furnace, apply electricity to melt it, and maintain the temperature as required.

② Prepare the rubber mold by dusting talcum powder on both sides, then tapping the two halves of the mold to remove excess talcum powder.

③ Preheat the rubber mold. Pour the molten metal into the mold and hold it for a period of time to preheat the mold to a sufficient temperature. Casting can also begin, and after a few times, the mold temperature will increase.

④ In accordance with the rotation direction on the rubber mold, pressure settings, and other markings, the rubber mold installed in the centrifuge, set the parameters to ensure that the air pressure is appropriate in the opposite direction to lock the rubber mold (Figure 4-21).

Generally, the larger the model, the higher the required pressure, as shown in Table 4-10.

Table 4-10 Casting Pressure Required for Different Types of Workpieces

Workpiece size	Pressure/MPa	Rotational speed/(r・min^-1 )	Metal temperature	Rotation time/min
Large items (above 3100g)	3. 92	250	Coldest end	4 ~ 5
Medium item (620 ~ 1 240g)	3.92	400 ~ 475	The thinner the workpiece, the higher the temperature	2 ~ 3
Small item (155 ~ 620g)	1.96	475 ~ 550	Hottest end	1 ~ 2

⑤ Properly close the centrifuge lid and check if the speed setting is correct. When the machine lid is closed, the casting cycle will start automatically. Use an appropriate ladle to push the dross on the surface of the molten metal aside with the back of the ladle and scoop an appropriate amount of molten metal from the furnace.

⑥ Pour the molten metal steadily into the mold (Figure 4-22). The pouring method depends on the type of workpiece and the foundry worker’s skills. The amount of molten metal should be appropriate; too much will splash out of the mold into the casting chamber, while too little will result in incomplete mold filling.

⑦ Pour the remaining metal liquid in the ladle back into the furnace, place the ladle on the edge of the furnace, and wait for the centrifuge to finish spinning.

⑧ After the rotation stops, open the centrifuge cover, remove the upper cover of the mold, then take out the mold and remove the workpiece from the mold. It will be easier to take it out while it’s still hot and then remove the pouring system.

There are several important considerations in centrifugal casting.

① In smelting operations, recycled materials are generally used and returned to the furnace with a new-to-old material ratio of 50:50. When necessary, flux is used to collect slag; when the material is a high-tin alloy, flux is rarely needed, as a high tin content does not produce much slag.

Most foundry workers mix 50% new and 50% recycled materials in a ratio of to. Alloys with high tin content do not require flux, but it is recommended to use flux to regularly clean the melting pot (clean before adding the sprue and new materials when using 25% the liquid in the melting pot ). The flux will produce metal oxides, forming slag that separates from the molten metal and creates a slag surface on the molten metal. The slag on the liquid surface can be removed with tools. Flux is generally ammonium chloride, added to the melting pot at a ratio of 1 spoon for 25% of the pot, placed in a bell jar, and pressed to the bottom of the melting pot, allowing the flux to disperse from the bottom to various parts of the molten metal.

② Controlling key parameters, such as mold temperature, metal liquid temperature, and rotation speed, is important during the casting process.

a. Maintain the pouring temperature of the molten metal in the furnace; the suitable pouring temperature should be as low as possible while ensuring filling. Practical experience shows that a pouring temperature 10℃ above the liquidus point can achieve good casting results.

b. Ensure that the temperature of the rubber mold is maintained at an optimal value. Experienced foundry workers will preheat the rubber mold to a sufficient temperature at a certain rhythm to achieve good casting results. Still, they will not allow the mold temperature to be too low or too high. When the mold temperature is too high, the lifespan of the rubber mold is shortened.

c. The integrity of the casting is greatly related to the centrifugal speed, ensuring that the speed during casting corresponds to the workpiece. When the diameter of the rubber mold is fixed, increasing the speed can allow the molten metal to enter the cavity quickly. However, if the speed is too high, it can easily cause a flash on the casting or vibrations during rotation. Conversely, if the casting speed is too low, the molten metal may solidify in the runner before filling the cavity, leading to an incomplete shape of the casting (Figure 4-23). Old centrifuges do not have instruments to display the speed, while new centrifuges generally have speed display gauges, but they need to be calibrated regularly. Different machines can significantly differ in actual values even if set to the same speed.

③ Set the appropriate air pressure; too high pressure will deform the workpiece, while too low pressure will cause a flash on the workpiece. High pressure should only be used when necessary.

④ Before casting, apply an appropriate amount of talcum powder to the rubber mold. The talcum powder should be very fine. The purpose of applying talcum powder is to prevent the workpiece from sticking to the mold, facilitate gas discharge from the cavity, and help the flow and filling of the molten metal.

(6) Trimming Assembly

After casting, the casting is connected to the pouring system, and the castings have various burrs that must be cleaned through processes such as removing the sprues and trimming. The tools used in this process are relatively simple, generally including scissors, blades, files, sandpaper, and electric hanging flexible shaft grinder (Figure 4-24).

For accessories such as chains and hairpins, after the accessory blanks are processed, it is necessary to assemble and weld fixed parts such as springs and shafts, which is also an important link in combining the decorative and functional aspects of the accessories.

(7) Pemolesan

The jewelry blanks that have been trimmed and welded, although the large burrs have been cleaned up, still do not meet the surface brightness requirements of the craftsmanship and must undergo polishing vibration to remove surface sand holes. There are many polishing methods, including manual and mechanical polishing, which should be selected based on the characteristics of the workpiece and equipment conditions. Low melting point alloys are relatively soft and have low melting points, so special care must be taken during polishing to avoid overheating. The speed of the manual grinding motor should be adjustable, and the speed of a single motor should generally not exceed 1750r/pm, and it should avoid staying too long in one place polishing.

① Polishing equipment. During mass production, mechanical polishing can be used, and the method of batch polishing should be determined based on the workpiece’s material and the surface quality requirements. Remember that the polishing time is very short for low melting point alloy workpieces, and the operation process must be strictly controlled to prevent excessive polishing. The polishing worker should understand the characteristics of the metal material of the jewelry; the higher the tin content, the harder the metal, which generally makes it easier to polish. Additionally, it is important to be clear about the quality requirements of the workpiece, whether it needs surface electroplating or to retain the original metal color.

In actual production processes, several typical batch polishing equipment are characterized as follows:

Vibrating polishing machine. It can use various materials for wet grinding or dry polishing and for polishing treatment before electroplating. Ceramic, plastic, and other abrasives are generally used for wet grinding, and the grinding performance of different abrasives varies. For dry polishing, wooden abrasives such as wood chips, corn kernels, sawdust, etc., are generally used, depending on the situation, to determine whether to add polishing liquid. During operation, care should be taken to avoid temperature rise; the workpiece’s resistance to temperature is inversely proportional to the lead content, meaning the higher the lead content, the poorer the heat resistance of the workpiece.
Centrifugal polishing machine. This type of equipment has high polishing efficiency. For rough castings, abrasive materials with strong grinding force can be used, along with suitable polishing liquids. During polishing, pre-plating polishing media is used, and a large amount of soapy water is rinsed, which can make the workpiece surface brighter. Sometimes, more soapy water can be added, and a slower water flow can further improve the effect of the polishing media and compounds, which can be prioritized.
Centrifugal vibration polishing machine. This equipment is rarely used on low melting point alloys because it is prone to heating during polishing. Wet polishing can be used, but over-polishing can easily occur due to its high polishing capability. Additionally, the relationship between loading and unloading time and processing time should be considered comprehensively.

When using the above polishing machine, it is best to equip it with a speed control device to adjust the speed according to the metal’s hardness.

② Polishing media. There are many polishing media available for polishing low melting point alloys. The shape of the media can be tubular, cylindrical, conical, or irregular quadrilateral, depending on which areas require the most work and which need little processing. Commonly used polishing media mainly include wood shavings, wood chips, wooden beads, corn kernels, walnut shells, and other wood-based media. These media types sometimes require a small amount of polishing liquid during polishing; synthetic media are used for alloys with low tin content or lower hardness; plastic media are used for alloys with high tin content. During use, the level of the media and processing time can be adjusted; the harder the metal (i.e., the higher the tin content), the faster the wear rate of the media.

A large amount of polishing generates suspended particles, requiring enhanced filtration. Attention should be paid to the monitoring and discharge of industrial wastewater. Due to lead, cadmium, and other harmful elements in low-melting-point alloys, the polishing waste liquid must be tested and treated to ensure compliance with local discharge standards.

Figures 4-25 and 4-26 are the defective tin alloy jewelryblanks and lead alloy jewelry blanks after mechanical polishing, respectively.

(8) Electroplating

Lead-tin alloy is a gray material, and the dazzling imitation jewelry we see is treated with electroplating. Electroplating can be divided into hanging plating and rolling plating based on the process method; in terms of the effects of electroplating, there are gold plating, silver plating, copper plating, nickel plating, white steel plating, and some other special electroplating effects.

Like the electroplating of jewelry made from other materials in the jewelry industry, the type of metal and surface condition significantly impacts the electroplating effect. Due to the relatively low surface quality of low-melting-point alloy jewelry after casting, it is often pre-plated with copper and nickel before electroplating with gold, silver, and other precious metals. The process can also use a conversion coating technique for antiquing. The process steps are as follows:

The workpiece is pulse-plated in a cyanide copper solution, usually for 35-40 seconds, with the time changing according to the voltage. It is necessary to prevent burning at the tip of the workpiece→ after soaking in the thick solution, rinse the workpiece twice→ ultrasonic cleaning of the workpiece→ rinse the workpiece twice→ the workpiece is immersed in an acid or salt solution→ rinse twice→ the nickel plating time depends on the structure of the workpiece, usually for 15-30 minutes. If brightness is required, use a plating solution with a brightener→ rinse twice.

After the above processing, the workpiece can undergo the final electroplating treatment, such as plating with 24K gold, bronze, or silver. Bronze electroplating can be plated for 15 minutes in a commercial bronze plating solution (ammonium polysulfide). Low voltage is used for large pieces, and the electroplating time is appropriately extended, followed by anodizing to turn the surface brown, then rinsing and drying to achieve the required brightness. Metal antiquing treatment usually involves treating the metal to a brown color and then oxidizing it to black. If silver plating is required, it is generally first pulse-plated with silver and then electroplated in a silver cyanide solution. When the workpiece needs to be blackened, it should be plated with thick silver. The blackening treatment after silver plating is generally done using a sulfide method, followed by thorough rinsing.

(9) Effect Production

The electroplated accessories, some of which can be directly packaged and stored, but some also need to have various effects applied according to design requirements, such as release agent applying (burnout and thin coating), spray painting, frosted, dripping oil, and sand flushing (Figure 4-27); after completing these effects, if the product does not require diamond setting, then it can be stored.

(10) Diamond Setting

This is the final step in the process, and the rhinestones are attached using a special adhesive, which can be combined to create various effects of colored rhinestones according to design requirements (Figure 4-28).

(11) Packaging Storage

Products that have passed quality inspection can be packaged and put on the market.

2. Cold Extrusion Forming Process

Cold extrusion technology is an advanced production process that is high precision, efficient, high quality, and low consumption. It is suitable for the mass production of medium—and small-sized parts. Compared with conventional processes, it can save 30%-50% materials and 40%-80% energy and produce high-quality products. Dimensional accuracy is good, and it can process complex shapes that are difficult to machine.

In the past, tin crafts were mainly shaped and cast by hand, and these methods have limitations. For example, the development cycle is long, manufacturing time is lengthy, and surface quality is poor. Tin has good ductility and plasticity, with material properties second only to gold and silver, and higher ductility and plasticity than black and non-ferrous metals. These characteristics allow it to be shaped using cold extrusion processes.

The cold extrusion forming process involves melting tin casting material→ materials casting→ materials placing→ pre-forming→ lubrication treatment→ extrusion forming→ removing residual materials→ trimming and polishing. During pre-forming, the material can be extruded or machined as required. Generally, cold extrusion forming is fast and can ensure accurate extrusion dimensions.

3. Die Casting Process

Pressure die casting refers to the process of injecting molten metal into a mold under the action of external forces (excluding gravity). In a broad sense, pressure die casting includes pressure die casting with a die-casting machine, vacuum casting, low-pressure casting, centrifugal casting, etc.; in a narrow sense, die casting specifically refers to the metal die casting of a die casting machine, abbreviated as die casting.

The essence of die casting is a method in which liquid or semi-liquid metal is filled into the die cavity at high speed and formed and solidified under pressure to obtain castings. Die casting is one of the most advanced metal forming methods and is an effective way to achieve minimal or no chips. It has wide applications and rapid development. Die casting has become one of the important production processes for zinc alloy jewelry.

3.1 Characteristics of Die Casting

Die casting has two main characteristics: high pressure and high-speed filling. The commonly used injection pressure ranges from several thousand to tens of thousands of kPa and can even reach 2×10⁵KPa.The filling speed is about 10-50m/s, and sometimes can even exceed 100m/s. The filling time is very short, generally within the range of 0.01-0.2s.

(1) Keuntungan

Compared with other casting methods, die casting has the following three advantages.

① The product quality is good. The dimensional accuracy of the castings is high, generally equivalent to 6-7 grade, and can even reach grade 4; the surface finish is good, generally equivalent to 5-8 grade; the strength and hardness are relatively high, with 25%-30% strength generally improved compared to sand casting, but the elongation rate decreases by about 70%; the dimensions are stable, and interchangeability is good; thin-walled complex castings can be die-cast. For example, the minimum wall thickness of current zinc alloy die-castings can reach 0.3 mm; aluminum alloy castings can reach 0.5 mm; the minimum casting hole diameter is 0.7 mm.

② High production efficiency. The machine production rate is high; for example, a typical horizontal cold chamber die casting machine can cast 3000-7000 times in an average of eight hours, while a small hot chamber dies casting machine can cast times in an average of eight hours; die casting molds have a long lifespan, and when using alloys with a lower melting point, a set of die casting molds can last for hundreds of thousands of times or even over a million times; it is easy to achieve mechanization and automation.

③ Good economic benefits. Due to the advantages of precise dimensions and smooth surfaces of die-cast parts, the amount of polishing and finishing work is reduced, improving metal utilization and reducing the large amount of processing equipment and man-hours.

(2) Kekurangan

Although die-casting has many advantages, some disadvantages need to be addressed.

① During die casting, due to the high speed of liquid metal filling the cavity and the unstable flow state, it inevitably traps air from the cavity inside the casting. Therefore, using the general die casting method, the casting is prone to porosity, cannot undergo heat treatment, and is unsuitable for surface spraying; otherwise, the internal porosity of the casting will expand when heated during the treatments above, causing the casting to deform or bubble.

② It isn’t easy to die-cast complex castings with internal concavities.

③ High melting point alloys (such as copper and black metals) have a lower lifespan in die casting.

④ It is unsuitable for small batch production, mainly because the manufacturing cost of die-casting molds is high, and the production efficiency of die-casting machines is high, making small batch production uneconomical.

3.2 Types of Die-Casting Machines

Die casting is a metal casting process on a die-casting machine, and it is currently the most efficient. Die casting machines are divided into hot chamber and cold chamber machines.

(1) Hot Chamber Die-Casting Machine

The hot chamber die casting machine has its pressure chamber immersed in liquid metal from an insulated melting crucible. The injection components are not directly connected to the machine base but are mounted on the crucible, as shown in Figure 4-29. The advantages of this type of die-casting machine are simple production processes and high efficiency; it consumes less metal and has stable processes. However, the pressure chamber and injection plunger are long-term immersed in liquid metal, which affects their service life and can easily increase the iron content of the alloy. The hot chamber die-casting machine has a high degree of automation, low material loss, and higher production efficiency than that of cold chamber die-casting machines. Still, the production of castings made from low melting point materials such as zinc and magnesium alloys is currently limited due to the constraints of the heat resistance of the machine components.

(2) Cold Chamber Die-Casting Machine

The pressure chamber of a cold chamber die-casting machine is separate from the holding furnace. During die casting, liquid metal is taken from the holding furnace and poured into the pressure chamber for casting (Figure 4-30). Due to their higher melting point, the aluminum alloy die castings widely used today can only be produced on cold chamber die casting machines. Cold chamber die-casting machines are divided into two types based on their pressure chamber structure and layout: horizontal die-casting machines and vertical die-casting machines (including fully vertical die-casting machines).

3.3 Selection of Die-Casting Machines

In actual production, not every die-casting machine can meet the needs of die-casting various products, and selection must be made based on specific circumstances, generally considering the following two aspects.

(1) Select according to Different Varieties and Batches

When organizing multi-variety, small-batch production, choosing a die-casting machine with a simple hydraulic system, strong adaptability, and the ability to make quick adjustments is generally necessary. When organizing single-variety, large-scale production, a high-efficiency die-casting machine equipped with various mechanized and automated control devices should be selected; for large-scale production of a single variety of castings, a dedicated die-casting machine can be chosen.

(2) Select according to Product Structure and Process Parameters

The product’s dimensions, weight, wall thickness, and other parameters significantly impact the selection of die-casting machines. The weight of the casting (including the pouring system and overflow trough) should not exceed the rated capacity specified by the die-casting machine. Still, it should not be too small to avoid wasting the machine’s power.

For jewelry, the general size is relatively small, and using a die-casting machine of 10-25t is sufficient to meet production needs.

3.4 Die Casting Process

(1) Basic Process of Die Casting

Taking the vibration force hot chamber die casting machine as an example; its process is as follows.

① Before starting the die casting, first check the oil level in the oil tank, power on the electric furnace to heat it, and insert the thermocouple for temperature measurement; heat the insulation sleeve; preheat the die casting mold according to the process requirements; supply cooling water to the injection support, and supply cooling water to other parts as needed; open the pressure cylinder valve and the air shut-off valve; turn on the pressure gauge switch, start the oil pump, and raise it to the required pressure; after the alloy melts, immerse the injection piston in the molten alloy, then install the injection piston; test the mold opening and closing, and confirm that the mechanism is normal before proceeding with production.

② When working with die casting, safety must be observed. Operators must wear appropriate protective gear and not stand directly in front of the die-casting parting line and nozzle to prevent metal splashes that could cause accidents. When starting die casting, first operate in “manual” mode once to confirm normal operation before switching to “semi-automatic” or “automatic” mode. Regularly check that various instrument readings meet process requirements and that the equipment functions normally. If any abnormalities are found, check by pressing the “emergency stop” button, and only continue working after troubleshooting. Adjust the temperature of the insulation sleeve as required by the process to prevent nozzle blockage and overheating metal splashes. Regularly monitor the temperature rise of the hydraulic oil, which must not exceed 55℃. Adjust the cooling water flow as necessary depending on the degree of rise in temperature. If the equipment is idle for over half an hour, the injection piston must be removed and placed next to the crucible for insulation. If idle for more than one hour, the power must be turned off, and the pressure cylinder valve must be closed to prevent accidental operation and pressure loss in the pressure cylinder. The metal liquid level should always submerge the injection piston, and the maximum liquid level should be 20 mm below the edge of the crucible. When adding metal blocks to the crucible, the size of the blocks should not be too large to avoid significantly lowering the metal temperature, and the blocks should be preheated according to the process. Wet metal blocks are not allowed to prevent explosion accidents.

③ After die casting, leave 2/3 of the molten metal in the crucible; the thermocouple can remain in the crucible, close the liquid pump, cut off the power supply, close the water supply valve, remove the injection piston, and apply a thin layer of machine oil to the equipment’s moving parts (such as the cylinder rod, guide rod, slide rail, etc.).

(2) Die-Casting Process Parameters

① Selection of pressure and speed. Injection pressure selection should be based on different alloys and castings structural characteristics to determine, for zinc alloy jewelry, casting wall thickness <3mm, using the injection pressure of 30 – 40MPa, casting wall thickness >3mm, using the injection pressure of 50 – 60MPa. For the selection of filling speed, generally, for thick-walled castings or those with high internal quality requirements, a lower filling speed and higher boost pressure should be chosen; for thin-walled castings or those with high surface quality requirements, as well as complex castings, a higher pressure and higher filling speed should be selected.

② Pouring temperature. The pouring temperature refers to the average temperature of the liquid metal when it enters the mold cavity from the press head. Since measuring the temperature of the liquid metal in the pressure chamber is inconvenient, it is generally represented by the temperature in the insulation furnace.

If the pouring temperature is too high, it leads to significant shrinkage, making the casting prone to cracks and large grain size, and it can also cause adhesion; if the pouring temperature is too low, it is likely to produce cold shuts, surface patterns, and insufficient pouring defects. Therefore, the pouring temperature should be considered with pressure, die-casting mold temperature, and filling speed.

The melting point of the zinc alloy used for die casting is 382-386℃ and appropriate temperature control are important factors in controlling the composition of the zinc alloy. To ensure good fluidity of the alloy liquid to fill the cavity, the temperature of the metal liquid in the zinc pot of the die-casting machine is 430-450℃. For thin-walled and complex parts, the upper limit of the die-casting temperature can be taken; for thick-walled and simple parts, the lower limit can be taken. The temperature of the metal liquid in the central melting furnace is. The temperature of the metal liquid entering the gooseneck pipe is the same as that in the zinc pot. By controlling the temperature of the metal liquid in the zinc pot, the pouring temperature can be accurately controlled, ensuring that the metal liquid is a clear liquid without oxides; the pouring temperature remains stable.

③ The temperature of the die-casting mold. The die-casting mold should be preheated to a certain temperature before using gas, a torch, electrical appliances, or induction heating.

In continuous production, the temperature of the die-casting mold often rises, especially for high-melting-point alloys, and it rises quickly. Excessively high temperatures not only cause the liquid metal to become viscous but also slow down the cooling of the castings, leading to coarse grains. Therefore, when the temperature of the die-casting mold is too high, certain cooling measures should be taken. Typically, cooling is done using compressed air, water, or chemical media.

④ Filling, holding pressure, and opening time.

a. Filling time. The time required from when the liquid metal starts to enter the mold cavity until it is filled is called filling time. The length of the filling time depends on the size and complexity of the casting. The filling time tends to be relatively longer for large and simple castings, while for complex and thin-walled castings, the filling time is shorter. The filling time is closely related to the inner gate’s cross-sectional area or the inner gate or the width and thickness of the inner gate, which must be correctly determined.

b. Holding pressure and opening time. The duration from when the liquid metal fills the cavity until the inner gate is completely solidified under the continued action of the injection punch is called the holding pressure time. The length of the holding pressure time depends on the material and wall thickness of the casting.

After holding pressure, the mold should be opened to remove the casting. The time from the end of injection to the die’s opening is called the opening time. The opening time should be controlled accurately; if the opening time is too short, the alloy strength is still low, which may cause deformation during the ejection of the casting and the fall of the self-pressing die; but if the opening time is too long, the temperature of the casting will be too low, resulting in significant shrinkage, and there will also be greater resistance to core pulling and ejection of the casting. Generally, the opening time is calculated as 3 seconds for a casting wall thickness of 1 mm and adjusted accordingly after testing.

(3) Coating for Die Casting

In the die-casting process, coatings prevent the casting from welding to the die, reduce the friction resistance during ejection, and avoid excessive die heating. The coating requirements are as follows:

At high temperatures, it has good lubricity.
Low boiling point: the diluent can evaporate quickly at 100-150℃.
No corrosive effect on die-casting molds and die-cast parts.
The performance is stable, and the diluent should not evaporate too quickly in the air and become thick.
No harmful gases will be released at high temperatures.
There will be no dirt accumulation on the die-casting cavity’s surface.

3.5 Casting Cleaning

It includes the use of equipment such as cutting machines and punch presses to remove gates and flash and polishing equipment to clean the castings.

3.6 Post-processing

The treatment method for silicone rubber centrifugal casting jewelry is the same as that introduced earlier and will not be repeated.

Copywrite @ Sobling.Jewelry - Produsen perhiasan khusus, pabrik perhiasan OEM dan ODM

Heman

Pakar Produk Perhiasan --- Pengalaman berlimpah selama 12 tahun

Hai sayang,

Saya Heman, ayah dan pahlawan bagi dua anak yang luar biasa. Saya senang berbagi pengalaman perhiasan saya sebagai seorang ahli produk perhiasan. Sejak tahun 2010, saya telah melayani 29 klien dari seluruh dunia, seperti Hiphopbling dan Silverplanet, membantu dan mendukung mereka dalam desain perhiasan yang kreatif, pengembangan dan pembuatan produk perhiasan.

Jika Anda memiliki pertanyaan tentang produk perhiasan, jangan ragu untuk menelepon atau mengirim email kepada saya dan mari kita diskusikan solusi yang tepat untuk Anda, dan Anda akan mendapatkan sampel perhiasan gratis untuk memeriksa detail pengerjaan dan kualitas perhiasan.

Mari tumbuh bersama!

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

Kategori Kiriman

Butuh Dukungan Produksi Perhiasan?

Kirimkan Pertanyaan Anda ke Sobling

Hai sayang,

Mari tumbuh bersama!

Ikuti aku.

Mengapa Memilih Sobling?

SERTIFIKASI

Menghormati Standar Kualitas dengan Tenang

Posting terbaru

Apa Rahasia Kalung dan Aksesori Kepala Cantik Buatan Tangan DIY?

Heman - Pakar Produk Perhiasan 3 April 2025

Panduan ini sangat cocok untuk toko perhiasan, desainer, dan merek. Buku ini mencakup cara mendesain dan membuat kalung dan anting-anting dengan menggunakan berbagai bahan seperti manik-manik, mutiara, dan kristal. Pelajari kiat-kiat pencocokan, langkah-langkah produksi, dan cara membuat gaya yang unik. Cocok untuk peritel, penjual e-commerce, dan selebriti yang mencari perhiasan khusus.

Baca Selengkapnya "

Panduan Utama Membuat Paduan Emas K yang digunakan untuk Perhiasan

Heman - Pakar Produk Perhiasan 13 September 2024

Memadukan emas dengan presisi untuk membuat perhiasan K kuning, putih, dan merah. Pelajari warna, kekuatan, dan keamanan dalam pembuatan paduan. Memastikan daya tahan dan gaya untuk setiap kreasi perhiasan, mulai dari studio hingga desain khusus selebriti.

Baca Selengkapnya "

setengah Pemeriksaan kualitas produk jadi sebelum pengiriman perhiasan yang menyedihkan

Bagaimana Sobling melakukan kontrol kualitas untuk perhiasan Anda？ 6 langkah yang harus dilakukan untuk memastikan Anda menerima kualitas terbaik.

Heman - Pakar Produk Perhiasan 28 Maret 2023

Jadikan perhiasan Anda menonjol dengan panduan sederhana kami! Pelajari kontrol kualitas dari bahan mentah hingga produk akhir. Pastikan permata terbaik, logam murni, dan setiap bagian terlihat menakjubkan. Sempurna untuk pembuat perhiasan, studio, merek, dan siapa pun yang membuat perhiasan khusus.

Baca Selengkapnya "

Gambar 7-1 Mutiara dengan berbagai warna

Bagaimana Cara Mengoptimalkan Mutiara dan Batu Permata Organik Lainnya? bagaimana cara mengidentifikasi Batu Permata Organik yang Dioptimalkan?

Heman - Pakar Produk Perhiasan 13 November 2024

Ungkap misteri mutiara dan batu permata organik dengan panduan untuk para perajin perhiasan ini. Pelajari cara mengidentifikasi mutiara alami vs mutiara hasil budidaya, cara meningkatkan kualitas seperti pemutihan dan pencelupan, serta memahami warna dan kilau untuk meningkatkan keahlian Anda dalam membuat perhiasan.

Baca Selengkapnya "

Satu waktu untuk mengetahui semua hal tentang Kristalografi Batu Permata: Ilmu Pengetahuan di Balik Kilauan dan Kecerahan Batu Permata

Heman - Pakar Produk Perhiasan 22 Oktober 2024

Kristal adalah bahan pembentuk permata, dengan bentuk dan sifat unik yang membuat setiap perhiasan menjadi istimewa. Artikel ini menguraikan ilmu pengetahuan tentang kristal, simetri, dan bagaimana kristal membentuk fondasi batu permata yang menakjubkan. Pelajari tentang berbagai jenis kristal, pola pertumbuhannya, dan apa yang membuatnya sempurna untuk menciptakan perhiasan yang unik. Baik Anda seorang pembuat perhiasan, perancang, maupun peritel, panduan ini akan membantu Anda memahami struktur kristal di balik kilauan.

Baca Selengkapnya "

Jelajahi Metode Akurat untuk Menguji Kemurnian Perhiasan Logam Mulia - Buku Panduan untuk Menguji Kandungan Logam Mulia pada Perhiasan

Heman - Pakar Produk Perhiasan 19 September 2024

Jelajahi metode yang akurat untuk menguji kemurnian perhiasan: tidak merusak, hemat biaya, dan tepat. Teknik-teknik utama meliputi batu uji sentuh, hidrostatik, XRF, dan uji api. Memastikan keaslian perhiasan untuk semua orang, mulai dari desainer hingga pengecer.

Baca Selengkapnya "

Setelah penyelesaian perhiasan, lubang pasir akan terlihat pada bagian tertentu dari perhiasan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7-7.

Cara Melakukan Pemeriksaan Kualitas dan Analisis Cacat Umum pada Finishing Perhiasan

Heman - Pakar Produk Perhiasan 22 Juli 2024

Artikel ini terutama membahas tiga aspek penting dalam finishing perhiasan seperti pengarsipan, pengamplasan dan pemolesan. termasuk analisis, solusi dan kasus.

Baca Selengkapnya "

Langkah 04 Gambarlah bentuk sorotan pada manik-manik dengan pena teknis. Sesuaikan detail yang dilokalisasi.

Bagaimana Menguasai Desain Perhiasan: Kalung, Hiasan Kepala, dan Set Tematik?

Heman - Pakar Produk Perhiasan 21 April 2025

Pelajari cara mendesain kalung, aksesori kepala, dan set perhiasan bertema. Dapatkan kiat memotong dan memadukan bahan seperti batu giok, safir, dan berlian. Ikuti langkah-langkah mudah untuk menggambar dan mewarnai desain Anda. Sempurna untuk toko perhiasan, studio, desainer, dan penjual online.

Baca Selengkapnya "

Pabrik perhiasan, kustomisasi perhiasan, pabrik Perhiasan Moissanite, Perhiasan tembaga kuningan, Perhiasan Semi Mulia, Perhiasan Permata Sintetis, Perhiasan Mutiara Air Tawar, Perhiasan CZ Perak Sterling, kustomisasi Permata Semi Mulia, Perhiasan Permata Sintetis

Produk Unggulan

kategori produk

kategori bahan

Bagaimana Cara Memproduksi Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah dan bagaimana cara melakukan Perawatan Perhiasan?

Apa yang Membuat Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah Menjadi Unik: Panduan untuk Produksi dan Perawatan

Temukan Seni Kerajinan: Di Dalam Dunia Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah

Daftar Isi

Bagian I Aksesori Paduan Titik Leleh Rendah

1. Pengenalan Beberapa Elemen Logam dengan Titik Leleh Rendah yang Khas

2. Paduan Titik Leleh Rendah yang Khas

2.1 Paduan Timah

2.2 Paduan Timbal

2.3 Pemilihan Bahan Paduan Titik Leleh Rendah untuk Perhiasan

2.4 Karakteristik Paduan Titik Leleh Rendah yang Digunakan dalam Kerajinan Perhiasan

3. Kategori dan Karakteristik Perhiasan Kerajinan Paduan Titik Leleh Rendah

4. Pemeliharaan Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah

5. Keamanan Perhiasan Paduan Titik Leleh Rendah

Bagian II Produk Paduan Seng

1. Paduan Seng

1.1 Paduan Seng untuk Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

1.2 Paduan Seng Die-Casting

2. Contoh Perhiasan Paduan Seng

Bagian III Proses Produksi Perhiasan Kerajinan Paduan Titik Leleh Rendah

1. Proses Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

1.1 Pengantar Proses Pengecoran Sentrifugal

1.2 Karakteristik Proses Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

1.3 Proses Produksi Pengecoran Sentrifugal Karet Silikon

Gambar 4-3 Lembaran karet silikon

2. Cold Extrusion Forming Process

3. Die Casting Process

3.1 Characteristics of Die Casting

3.2 Types of Die-Casting Machines

3.3 Selection of Die-Casting Machines

3.4 Die Casting Process

3.5 Casting Cleaning

3.6 Post-processing

Heman

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

Kategori Kiriman

Butuh Dukungan Produksi Perhiasan?

Ikuti aku.

Mengapa Memilih Sobling?

Menghormati Standar Kualitas dengan Tenang

Posting terbaru

Menu

Layanan Pelanggan

DAPATKAN katalog produk terbaru

10% Mati !!

Bergabunglah dengan buletin kami

Panduan Utama Sumber Bisnis