Материаловедение: ЦАМ (Zamak)

AGB Manzzaro samet акции велозамки врезные замки гараж двери дверная ручка дверная фурнитура дверной доводчик дверные ручки детская безопасность джокеры доводчик двери доводчик для мебели домарт дорожная безопасность доставка замки замки почтовые защелки межкомнатные интервью интерьеры как заказать товар кнобы козья ножка колеса для тележек кронштейны мебельные кухонные аксессуары магнитные замки материалы мебельная фурнитура мороз навесной замок навесные замки оконные ручки отзывы петли полкодержатели портал поставщиков почтовые замки раздвижные двери реновация ригели ручка скоба ручки деревянные ручки для белых дверей ручки на планке стопоры дверные тросовый замок установка дверной ручки фабрика замков финская фурнитура фурнитура оптом фурнитура пвх цилиндровые механизмы черное и белое электромеханический замок

Замки и дверную фурнитуру изготавливают в основном из стали, алюминия и ЦАМ. С первыми двумя знаком каждый, но что такое ЦАМ, знают не все. А зря: прямо сейчас это главный материал в производстве дверной фурнитуры.



1. ЧТО ТАКОЕ ЦАМ ?

ЦАМ (ZAMAK) – семейство цинковых сплавов, открытых в 1929 году американской компанией The New Jersey Zinc Corporation. Их основной элемент – цинк, а легирующие – алюминий, медь и магний. Вообще оригинальное название ZAMAK это не что иное, как аббревиатура из обозначений этих металлов на немецком:

 Состав.jpg

Содержание элементов указано на примере сплава ЦАМ 4-1 (Zamak 5)

Российское «ЦАМ» – тоже аббревиатура, но без упоминания магния. Правда, из состава он никуда не делся. 

Сплавы ЦАМ имеют серебристо-серый цвет и продаются в чушках (слитках). В зависимости от состава выделяют три основных вида цинковых сплавов: 

1. литейные (для литья сложных тонкостенных форм – например, корпусных деталей);
2. деформируемые (для производства методами прессовки, проката, вытяжки); 
3. антифрикционные (для литья би- и монометаллических деталей для узлов трения). 


2. ЧТО КОНКРЕТНО ИЗГОТАВЛИВАЮТ ИЗ ЦАМ (ZAMAK) ?
 
изделия из цам.jpg
Очень много всего. ЦАМ активно используют в автомобилестроении – из него отливают радиаторные решетки, корпуса карбюраторов и бензонасосов.  Детали из ЦАМ можно обнаружить в пищевом оборудовании и кухонной технике – от блендера до холодильника. Пуговицы, кнопки и застежки-молнии – все это тоже ЦАМ. А также элементы часов, детали велосипедного тормоза, затворы стрелкового оружия, рыболовные катушки, ключи, игрушечные солдатики, сувениры, значки и многое другое. Даже спиннеры. 

Еще из ЦАМ делают дверную фурнитуру. Это ручки, накладки, петли, детали замков, задвижек, шпингалетов, доводчиков и т. д. Повторим: именно ЦАМ (а точнее – сплав ЦАМ4-1) сейчас материал №1 в производстве замочно-скобяных изделий.

3. ОТКУДА ТАКАЯ ПОПУЛЯРНОСТЬ? ПОЧЕМУ ЦАМ, А НЕ ДРУГИЕ МЕТАЛЛЫ ?
 сплав.jpg
Отменные литьевые свойства. ЦАМ – пластичный (жидкотекучий) материал. Из него можно получать изделия любой формы и сложности, в том числе тонкостенные. Причем они будут настолько точными, что обработка практически не понадобится. В этом смысле ЦАМ – антипод стали, из которой трудно отлить что-то детализированное. 

• Недорогое производство. Отчасти благодаря дешевизне цинка (из металлов дешевле разве что железо и свинец). Но в основном из-за экономии на производственных мощностях. Если сталь льют на металлургических заводах, то для цинкового сплава достаточно оборудовать подвал. А с учетом того, что температура плавления ЦАМ почти как у свинца (от ~ 380°, в зависимости от марки), что-нибудь простенькое можно лить даже дома на кухонной плите.

• Уверенная адгезия с покрытием. На цинковые сплавы отлично ложится гальваническое покрытие – гораздо лучше, чем, например, на алюминий. Благодаря гальванизации изделиям из ЦАМ можно придать латунный, золотой или, например, никелевый оттенок. При этом цвет и текстура будут однородными и годами продержатся без единой царапины. 

• Практичность. Гальванизированные изделия из ЦАМ хорошо противостоят коррозии и практически не подвержены старению (кроме сплавов с высоким содержанием меди). Благодаря меньшей плотности, чем у латуни и стали, они сравнительно легки, хотя и не настолько, как изделия из алюминия. 


4. КАКУЮ РОЛЬ В ЦАМ ИГРАЮТ ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРИМЕСИ ?
 
Легирующие элементы:

Алюминий. Улучшает жидкотекучесть и снижает растворение железа, что в итоге повышает прочность сплава. Если алюминия в сплаве 4-6%, то он выравнивает текстуру, делая ее однородной и мелкозернистой.

Медь. Делает сплав тверже и крепче: добавляем 3% меди и получаем +20% к прочности. Но есть и минусы: медь ухудшает антикоррозийные свойства и усиливает старение сплава. Последнее со временем приводит к просадке механических свойств и изменениям объема.

Магний. Это «прививка» от коррозии (в том числе межкристаллитной, самой коварной из всех коррозий) и объемных изменений сплава из-за старения. Допустимое содержание – 0,1%. Если магния больше, ухудшатся механические свойства и пластичность. А еще повысится красноломкость: при горячей обработке давлением сплав может дать трещины.

Даже в самом чистом и дорогом ЦАМ есть вредные примеси. В первую очередь это олово, свинец и кадмий. Они не опасны, если остаются в пределах допустимого: для литейных сплавов – 0,001%, 0,007% и 0,003% соответственно. Если олова, свинца и кадмия больше, ухудшаются механические свойства сплава, повышается красноломкость, из-за чего на отливках образуются трещины. Наконец, резко возрастает опасность межкристаллической коррозии. Она не сразу заметна, но если появилась – это фатально.

Еще один враг ЦАМ – железо. Всего 0,2% железа в составе делает цинк хрупким и непригодным для прокатки, ухудшает пластичность и качество отливки. Также в сплавах ЦАМ встречаются и другие примеси – например, никель (снижает жидкотекучесть) и кремний (снижает прочность).


5. ЕСТЬ ЛИ РАЗНИЦА МЕЖДУ ПЕРВИЧНЫМ И ВТОРИЧНЫМ ЦАМ ?
 zamak.jpg

Да. Первичный ЦАМ получен из рудных металлов, он чище. Вторичный переплавлен из лома и содержит больше примесей.

Качество вторичного ЦАМ зависит от лома, которым он был в прошлой жизни. Так, ЦАМ 4-1 получают из переплавленных карбюраторов. В этом случае основные показатели химического состава почти всегда соответствуют нормам ГОСТ 19424-97 («Сплавы цинковые литейные в чушках. Технические условия»). А вот если плавить ЦАМ 4-1 из решеток радиаторов, алюминия и меди будет чуть больше, чем нужно, а магния – немного меньше.

Чтобы уменьшить содержание вредных примесей, расплавленный ЦАМ рафинируют. Но это трудно, дорого и долго. Простой пример: один из основных способов рафинирования цинковых сплавов – ликвация. Однако при ликвации жидкий расплав необходимо отстаивать сутками. И то удастся добиться снижения содержания свинца только на ~ 0,5%. А если его значительно больше?

Еще один минус вторичных цинковых сплавов – высокая активность к окислению при переплавке. На поверхности образуются окислы: оксиды цинка, диоксиды кремния и глиноземы. Все это сказывается на гальванизации: покрытие будет более зернистым и быстрее сползет.

В целом: чем ответственнее литье и сложнее форма отливки – тем больше резон использовать первичный ЦАМ. Правда, возрастет стоимость производства и конечная цена изделия. Например, дверная ручка из первичного ЦАМ в 1,5-2 раза дороже ручки из вторичного ЦАМ.


6. ЧТО ЗА МАТЕРИАЛ ЦАМ 4-1, ИЗ КОТОРОГО ДЕЛАЮТ ДВЕРНУЮ ФУРНИТУРУ ?

Это сплав для литья под давлением с температурой плавления 380-390°C, аналог американского Zamak 5. В расплавленном виде материал очень текуч, быстро заполняет каналы литейных форм, не налипая на их поверхность. Из него отливают ответственные и тонкостенные конструкции: корпуса и детали замков, доводчиков, дверные и оконные ручки, кронштейны и т. д.

Производят ЦАМ 4-1 в плавильных тигельных печах (реже – в канальных, с железным сердечником). Сначала готовят рабочую смесь – шихту. В разогретый до 400-500°C тигель (плавильный сосуд) загружают 2/3 от нужного количества цинка, всю медь, алюминий и медно-алюминиевую лигатуру. Затем подсыпают древесный уголь, а когда шихта прогреется ~до 500°C, загружают оставшийся цинк. Магний добавляют в конце, когда сплав почти готов к разливке. Наконец, сплав рафинируют от примесей с помощью хлористого аммония либо цинка и разливают в чушки по 20-28 кг.


7. ВМЕСТО ВЫВОДА: ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ЗАМКОВ И ФУРНИТУРЫ ИЗ ЦАМ
 
+ Любая форма и дизайн. Из литейных марок ЦАМ можно отливать изделия любой сложности, в том числе тонкостенные. Отбраковка минимальна.

+ Идеально гладкая поверхность. В отличие от алюминия ЦАМ отлично полируется. Поверхность будет гладкой, без заусенцев и зазубрин.

+ Практичность. Фурнитура из ЦАМ с гальваническим покрытием не ржавеет (при условии, что она используется внутри помещений).

+ Прочность на уровне малоуглеродистой стали. Некоторые сплавы ЦАМ в 10-15 раз прочнее популярного алюминиевого сплава A380.

+ Сравнительно небольшой вес. Вдвое легче латуни и в 1,2-1,5 раза легче стали. Казалось бы: ну легче – и ладно. Но если вы выбираете, скажем, велосипедный замок для перевозки в поясной сумке, то это действительно важно.

+ Всегда красивый и достоверный цвет. Сравните с алюминием, который плохо передает сложные оттенки вроде «античной бронзы».

+ Приемлемая цена. Изделия из ЦАМ дешевле фурнитуры из латуни и нержавеющей стали.

– Ограниченное применение на улице. Если вы живете в приморских или холодных регионах, больше подойдут латунь или нержавейка.





Форма обратной связи