Заказное литье алюминия и цинка? 

Вопрос в заголовке — он как раз из тех, что постоянно всплывает в переговорах с новыми клиентами. Многие сразу спрашивают про ?заказное литье?, представляя себе что-то вроде волшебной кнопки: нарисовал деталь — получил готовое изделие. На деле же, ключевое слово здесь не ?литье?, а именно ?заказное?. Это значит, что под каждый новый продукт, по сути, создается уникальный технологический цикл. И разница между алюминием и цинком — это не просто выбор материала из каталога, а фундаментальное решение, которое определит всё: от конструкции пресс-формы до финальной стоимости партии. Сразу скажу, универсального ответа, что лучше, нет и быть не может. Все упирается в конкретную задачу.

Где кроется подвох? Алюминий против цинка

Начну с распространенной ошибки. Часто заказчики приходят с чертежом, разработанным, скажем, для стальной штамповки, и хотят перевести его на литье под давлением. И тут начинается. Алюминиевые сплавы, например, АК12 (ADC12) или АК5М2 (A380), имеют существенную усадку при затвердевании — около 1.2%. У цинковых сплавов, того же ZAMAK 3, усадка меньше и предсказуемее. Если не заложить эти проценты в геометрию пресс-формы с самого начала, деталь выйдет с недопустимыми отклонениями.

Еще один нюанс — текучесть. Цинковые сплавы обладают отличной текучестью, что позволяет отливать тонкостенные, сложные элементы с мелкой детализацией. Алюминий здесь более капризен. Поэтому, когда вижу чертеж с толщиной стенки 0.8 мм и ребрами жесткости, первая мысль — о цинке. Но если деталь крупная, требует легкости и хорошей теплопроводности (как корпус теплоотвода), то разговор сразу об алюминии, несмотря на все технологические сложности.

И про прочность. Цинковая отливка тверже и прочнее на разрыв в своем литом состоянии. Но алюминий можно подвергать последующей термообработке (закалке, старению), значительно повышая его механические свойства. Это уже другая история и другая калькуляция. Мы в свое время ?обожглись? на заказе партии алюминиевых кронштейнов для спецтехники. Сделали из АК5М2, но клиент, не сказав нам, планировал их дополнительно нагружать. Детали пошли трещинами. Пришлось переделывать весь цикл, переходя на сплав АК7ч (А356) с последующей Т6 термообработкой. Увеличило сроки и стоимость на 40%, но изделие получилось как надо.

Пресс-форма: скрытый игрок в стоимости

Вот о чем редко думают на старте. Заказное литье — это всегда история про оснастку. Стоимость пресс-формы под алюминий и под цинк может отличаться в разы, и не всегда очевидно, почему. Во-первых, рабочая температура. Алюминий льется при 650-720°C, цинк — при 400-450°C. Значит, для алюминия нужна сталь высшего качества, например, H13 (4Х5МФС), которая стойко переносит тепловые удары. Для цинка часто хватает и улучшенной стали типа P20 (3Х2МНФ). Разница в цене за килограмм заготовки — существенная.

Во-вторых, сама конструкция. Из-за более высокой текучести цинка, литниковые системы (каналы, по которым расплав идет в форму) для него могут быть тоньше и сложнее, что требует более ювелирной обработки электродами на ЧПУ. Но при этом срок службы пресс-формы для цинка будет, как правило, больше — меньше термических нагрузок. У нас есть формы для цинковых фитингов, которые уже отлили под 2 миллиона выстрелов и еще в работе. Алюминиевая же форма после 100-150 тысяч может потребовать серьезного ремонта или замены горячеканальных узлов.

Поэтому, когда на ООО Циндао Пишэнд Металл (https://www.qdpsd.ru) к нам обращаются с проектом, мы первую встречу посвящаем не цене за тонну, а именно анализу чертежа на предмет оптимизации под литье и просчету нескольких вариантов оснастки. Иногда дорогая, но долговечная и технологичная форма под цинк оказывается выгоднее в расчете на весь жизненный цикл продукта, чем ?экономный? вариант для алюминия.

Из практики: когда что выбирали и почему

Приведу пару живых примеров из нашего портфолио. Был проект — корпусная ручка для электроинструмента. Требования: высокая поверхностная твердость (чтобы не царапалась), точные посадочные места под подшипники, сложный эргономичный рельеф. Выбрали цинковый сплав ZAMAK 5. Почему? Отличная полируемость поверхности под гальванику (хром), высокая точность размеров ?из-под формы?, возможность получить тонкие грани дизайна. Алюминий здесь бы проиграл по износостойкости и дал бы большую усадку на крупных массивах.

Другой случай — теплораспределительная пластина для блока управления электромобиля. Тут критичны: легкий вес, рассеивание тепла, достаточная прочность. Однозначно — алюминий, сплав АК12 с высокой теплопроводностью. Правда, пришлось серьезно поработать над системой охлаждения пресс-формы и вакуумированием, чтобы избежать пористости в массивных зонах. Но результат того стоил.

А вот неудачный опыт. Заказчик настоял на алюминии для мелких декоративных накладок с имитацией текстуры дерева. Сплав АК12, казалось бы, подходит. Но текстура требовала глубокого, острого рисунка. В процессе отливки алюминий не заполнил мельчайшие углубления формы до конца, получилась смазанная картинка. Переделали форму под цинк — и все получилось идеально. Урок: для сложной поверхностной эстетики часто выигрывает цинк.

Неочевидные факторы: от логистики до финишной обработки

Выбор материала влияет на все последующие этапы. Возьмем механическую обработку. Цинковые детали литьем под давлением часто получаются настолько точными, что не требуют дополнительной токарной или фрезерной обработки — только удаление литников и заусенцев. Алюминиевые же отливки почти всегда идут на доводочные операции: расточку отверстий, фрезеровку плоскостей. Это добавляет время и деньги.

Покрытия. Цинк отлично принимает гальванику (хром, никель, латунь). Алюминий нужно сначала активировать, наносить промежуточные слои — процесс сложнее. Зато алюминий прекрасно анодируется в любой цвет, а цинк — нет. Если нужна стойкая черная матовая поверхность для оптики — это анодированный алюминий. Если блестящий ?металлический? хром — это цинк.

И даже упаковка и транспортировка. Алюминиевые детали легче, но мягче — их легче повредить при перевозке. Цинковые — тяжелее, но жестче. Для крупной партии это может влиять на логистический бюджет. Мы как-то считали для немецкого заказчика: при равном объеме коробки, партия цинковых деталей весила на 2.5 тонны больше, чем алюминиевые. Доставка морем вышла дороже, что немного нивелировало экономию на самой отливке.

Вместо заключения: как подходить к заказу

Итак, если резюмировать мой опыт, то алгоритм примерно такой. Не начинайте с вопроса ?сколько стоит отлить эту штуку??. Соберите техзадание воедино: функционал детали, ожидаемые нагрузки, тираж, требования к точности и поверхности, бюджет на оснастку, планы по постобработке. Только с этой картой можно идти к специалисту.

Компания вроде нашей, ООО Циндао Пиншэнда Металл, с ее 7000 м2 площадей и парком в 50+ прессов разного тоннажа, может предложить оба варианта. Но наша задача — не продать тонну алюминия или цинка, а найти наиболее эффективное технико-экономическое решение. Иногда в ходе анализа выясняется, что для первой партии, пока рынок тестируется, выгоднее сделать форму под цинк — она дешевле и быстрее в изготовлении. А когда продукт пойдет в серию на сотни тысяч штук — инвестировать в стойкую, дорогую форму для алюминия, чтобы выиграть на массе и последующей обработке.

Главное — это диалог. Покажите чертеж, расскажите, для чего деталь, в какой среде будет работать: автомобильный моторный отсек, бытовой прибор в ванной, уличное освещение. И тогда можно будет говорить не абстрактно про заказное литье алюминия и цинка, а конкретно про ваш продукт, его срок жизни и оптимальный путь к его производству. Все остальное — уже технологические детали, которые решаемы.