Zamak 5 для безельного кольца: плотность, покрытие, натяг

Zamak 5 подходит для безельного кольца Ø35 мм, потому что три свойства совпадают: он отливает стенку 1,8 мм без раннего замерзания, принимает 18–27 µm меди, никеля и хрома и держит натяг после покрытия. Марка числится в номенклатуре цинковых сплавов и задаётся по ASTM B86 AC41A в литом состоянии.

Эти три свойства — и есть пределы. Zamak 5 — декоративный сплав с мягкой сердцевиной, и каждое число ниже говорит о том, что он несёт и чего не несёт. Кольцо весит 4,5±0,5 г, так что металла на обмен за прочность почти нет.

Почему Zamak 5 подходит для безельного кольца 4,5 г?

Потому что кольцо — форма, а не несущий элемент. Его задача — держать стекло и выглядеть готовым, и обе задачи любят металл, который заполняет тонкое сечение за один впрыск, а не тот, который переживает удар.

Zamak 5 ещё и хорошо покрывается. Цинк принимает медь, никель и хром в стандартном трёхслойном пакете, а слои схватываются с литой коркой, плотной при верной оснастке.

Более тяжёлый сплав стоил бы дороже за кольцо, не став лучше ни в одной из задач. Бюджет 4,5 г закрывает сама отливка, а не вторая механическая операция, которая снимает металл.

Что плотность значит для кольца Ø35 мм?

Плотность переводит объём кольца в вес, который чувствует заказчик. Zamak 5 держится около 6,6 г/см³ — типичного значения для сплава, поэтому кольцо такого диаметра и высоты выходит около 4,5 г при стенке 1,5–1,8 мм.

Число важно на стадии чертежа, а не на весах. Сделать стенку толще — кольцо набирает вес; сделать тоньше — отливка перестаёт заполняться, не дойдя до дальней стороны.

Оно же задаёт сравнение с нержавеющей сталью. Точёное кольцо из нержавеющей стали того же размера весит больше чем вдвое, и это одна из причин, почему безельное кольцо вообще льют.

Какая марка Zamak подходит для безеля с натягом?

Zamak 5 — обычный выбор для безеля с натягом: он лучше младших марок уравновешивает литейные свойства и прочность и покрывается на тех же линиях, что и остальное семейство.

Марка — не свободный выбор в конце проекта. Переход с одной марки Zamak на другую меняет температуру литья, усадку и отклик на покрытие, то есть заново открывает первый образец.

На чертеже марку и стандарт указывают вместе. Запись только «Zamak» оставляет выбор марки за литейным цехом, и это может оказаться марка, которая легче льётся, а не та, что лучше покрывается.

Что фиксирует ASTM B86 AC41A?

Он фиксирует семейство сплава, литое состояние и пределы примесей, важные для покрытия. Кольцо, купленное по AC41A, куплено по известному составу, а не по торговому имени.

Стандарт даёт заказчику точку отсчёта и тогда, когда партия ведёт себя иначе. Если партия покрывается с пузырями или точится другой стружкой, первый вопрос — соответствовал ли металл спецификации.

Для чертежа практический итог — одна строка: Zamak 5 по ASTM B86 AC41A, литое состояние. Всё остальное про кольцо — геометрия и отделка.

Почему покрытие держится на Zamak лучше, чем на алюминии?

Потому что цинк химически ближе к гальванической последовательности, а стандартный трёхслойный пакет строили вокруг цинковых отливок. Медь ложится на цинк, никель наращивается на меди, хром отделывает поверхность.

Алюминию перед покрытием нужна цинкатная обработка, и этот добавочный шаг — ещё одно место, где может отказать адгезия. Строение слоёв описано в заметках об электроосаждении.

У цинка своя слабость — пористость. Пора, дошедшая до поверхности, держит раствор покрытия и позже вспучивает слой, поэтому задача литейной стороны — держать корку достаточно плотной, чтобы покрытию было на что лечь.

Где кольцо Zamak отказывает при износе?

На кромках и в точках контакта: вырез под головку, внутренний уступ, куда давит стекло, и наружный диаметр, которым кольцо садится в корпус. Там слой 18–27 µm тоньше или прерван.

Хром всего 0,1–0,3 µm, поэтому он держит лёгкое истирание, но не царапину. Как только хром прорезан, никель под ним корродирует и на кольце появляется тёмная полоса.

Пот и трение со временем довершают остальное. Декоративный безель рассчитан на такую службу; кольцо, которое трут о камень или держат в солёной воде, выходит за назначенную для сплава нагрузку.

Держит ли Zamak 5 круглость 0,05 мм после покрытия?

Да, но круглость даёт точение, а не сплав. Кольцо точат после полировки и до покрытия, и окружность строит станок на стенке, которую не деформирует патрон.

Покрытие заметно круглость не меняет: оно кладёт ровный слой и повторяет форму под ним. Меняется размер — поэтому отверстие режут по припуску до покрытия.

Вклад сплава — литейные свойства. Марка, которая чисто заполняет стенку 1,8 мм, даёт точению стабильное кольцо в патрон, а кольцо со спаем даёт пружину, которая ходит под резцом.

Как 18–27 µm влияют на натяг?

Съедают его. Покрытие ложится и на отверстие, и на наружный диаметр, поэтому натяг 0,02–0,05 мм расходуется с двух сторон, а размер до покрытия должен оставить для слоя место.

Эффект настолько велик, что решает сборку. На диаметр покрытие добавляет 0,036–0,054 мм — шире всей полосы натяга, поэтому кольцо, выточенное в готовый размер до покрытия, приходит слишком тугим.

Проверка — пробная запрессовка в ответный корпус с усилием 200–600 Н на этапе последующей механообработки. Нутромер на станке читает металл; только пресс читает металл плюс покрытие.

Когда кольцо переводить на нержавеющую сталь?

Когда условия службы выходят за декоративную черту: рейтинг для погружения, долгое истирание или стенка, которой нужно уйти ниже 1,5 мм. В этот момент цинковый маршрут перестаёт быть дешёвым.

Точение нержавеющей стали держит удар и сохраняет шлифовку, и проект с копилкой показывает тот же обмен на другой детали: сплав выбирают под отделку и посадку, а не под износ.

Переход — вопрос оснастки не меньше, чем материала. Цинковому кольцу, уже стоящему в производстве, нужна новая оснастка, чтобы стать кольцом из нержавеющей стали, поэтому решать нужно до первого реза.

Что меняется, если кольцо идёт на PVD вместо Cu/Ni/Cr?

Палитра цветов расширяется, процесс меняется. PVD наносит тонкую плёнку в вакуумной камере и даёт тона, которых гальваника не даёт, поэтому бренд может попросить его на безеле.

PVD входит в варианты отделки поверхности, и его обмен — толщина и рассеивающая способность. Плёнка PVD тоньше пакета 18–27 µm, поэтому она плотно повторяет полированную поверхность и показывает каждую царапину, которую покрытие скрыло бы.

Он меняет и натяг. Более тонкое покрытие съедает меньше натяга, поэтому припуск по отверстию отличается от покрытого варианта, и пробу приходится повторять под новое покрытие.

Условия службы отправляют вместе с чертежом. Марка следует из них, и литьё под давлением с линией покрытия можно просчитать по тем же условиям.

Вопросы и ответы

1. Держит ли безельное кольцо Zamak 1,8 мм круглость 0,05 мм?

2. Почему покрытое безельное кольцо больше не входит в корпус?

3. Как удержать ΔE 1 на покрытых безельных кольцах?

4. Почему на полированных безельных кольцах Zamak появляются поры?

5. Из чего складывается цена безельного кольца Zamak?