La fundición a presión utiliza altas temperaturas y presión en la fabricación de metales y aleaciones fundidos para generar la forma deseada. Implica fundir metales de bajo punto de fusión e insertarlos en moldes de fundición a presión.
Por lo general, la fundición a presión se clasifica según la temperatura y presión necesarias para insertar el metal fundido en el molde de fundición a presión. Sin embargo, también se puede clasificar según el tipo de material utilizado en el proceso, y el zinc se encuentra entre los metales fundidos a presión más versátiles y comunes. Teniendo esto en cuenta, aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre la fundición de aleaciones de zinc:
¿Qué es la fundición a presión de zinc?
La fundición a presión de zinc es un proceso que implica la inyección de zinc metálico líquido bajo presión en un molde y se deja solidificar. La cavidad del molde está hecha de dos moldes de acero endurecido para herramientas diseñados con la forma deseada.
Las aleaciones de zinc tienen puntos de fusión bajos, por lo que la fundición se realiza a menor temperatura. Además, su resistencia al impacto y ductilidad los hacen adecuados para la fabricación de piezas.
Pasos del proceso de fundición a presión de zinc
El proceso de fundición a presión de aleación de zinc puede diferir según el tamaño y los tipos de máquinas que utilice. Sin embargo, existe un procedimiento general que puede seguir como se describe a continuación:
- Paso 1: preparar el troquel
Antes de iniciar el proceso de fundición, lo primero es preparar el propio troquel. Aquí es necesario purificar el molde de fundición limpiándolo. Luego, lubrique el troquel para mejorar la inserción de la porción fundida después del enfriamiento. También puedes lubricar las paredes internas de los moldes para controlar la temperatura del molde y facilitar la extracción del molde.
Finalmente, sujete el troquel bajo alta presión.
- Paso 2: inyección
El siguiente paso es insertar la aleación de zinc en la cámara de perdigones de la máquina. En este caso, debes derretir la aleación de zinc antes de la inyección. Dado que la fundición a presión de aleación de zinc es un proceso de fundición a presión en cámara caliente, la cámara de perdigones estará caliente. A continuación, inserte el zinc metálico fundido en el molde bajo alta presión.
- Paso 3: enfriamiento y expulsión
Después de inyectar el zinc fundido en la cámara, puedes dejarlo enfriar y solidificar. Asegúrese de darle al metal el tiempo suficiente para gelificarse y tomar la forma del molde. Además, asegúrese de que esté completamente fraguado antes de soltar el troquel. Recuerde que expulsar el yeso prematuramente puede provocar daños permanentes.
Una vez que el troquel se enfríe y solidifique, puede soltar las mitades del troquel, abrirlas y retirar con cuidado las piezas fundidas.
- Paso 4: Recortar
El último paso en el proceso de fundición a presión de zinc es el recorte. Mientras el metal se enfría, puede eliminar con cuidado cualquier chatarra, como rebabas, bebederos y canales, de la fundición de zinc. Puede utilizar herramientas como una sierra, una matriz de corte, etc., para lograr la forma deseada del componente. Asegúrese de limpiar cada pieza antes de enviarla a sus clientes.
Aleaciones de zinc para fundición a presión
A continuación se muestran las aleaciones de zinc más comunes adecuadas para la fundición a presión:
- Zamak 2
También conocido como aleación de zinc 2 o kirksita, el zamak 2 tiene la mayor resistencia y dureza de todas las aleaciones de zamak. Por este motivo, se utiliza en secciones de fundición que necesitan una alta integridad estructural, como el sector de la automoción y la mecánica.
Además de eso, Zamak 2 tiene características de fundición excepcionales como alto rendimiento de fluencia, excelente capacidad de amortiguación y resistencia a las vibraciones que otras aleaciones metálicas.
- Zamak 3
La aleación de zinc Zamak 3 es una de las aleaciones más populares para la fundición a presión por varias razones, entre las que se incluyen las siguientes:
- Excelente moldeabilidad y estabilidad dimensional duradera.
- Equilibrio perfecto entre las propiedades físicas y mecánicas.
- Excelente compatibilidad con diferentes opciones de acabado como enchapado, tratamientos de cromado y pintura.
- Buena combinación de fuerza y flexibilidad.
- Zamak 7
Zamak 7, también llamado aleación de zinc 7, es un Zamak 3 modificado con alta pureza y bajo contenido en magnesio que otras aleaciones de zamak. También tiene una especificación firme de impurezas, lo que mejora la flexibilidad, la fluidez y el acabado de la superficie de la fundición.
Esta aleación de zinc se aplica en usos únicos de hardware o cuando la fundición necesita conformabilidad adicional durante operaciones de ensamblaje posteriores como replanteo y engarzado.
- ZA 8
ZA-8, o aleación de zinc y aluminio, contiene un mayor contenido de aluminio que otros miembros de la familia zamak. En comparación con otras aleaciones ZA, ZA-8 es la única aleación ZA que puede fundirse en cámara caliente.
Además de eso, ZA-8 proporciona propiedades de dureza, resistencia y fluencia significativamente mejoradas. Se utiliza principalmente con fines decorativos.
- ACuZinc5
General Motors investigó y desarrolló esta aleación de zinc. También se conoce como aleación de zinc, cobre y aluminio y tiene resistencia y dureza mejoradas debido a su bajo contenido de aluminio y alto contenido de cobre. Además, tiene un excelente rendimiento de los rodamientos, como la lubricidad.
ACuZinc5 se utiliza en piezas que requieren una alta integridad estructural y se aplica en condiciones de calor.
- EZAC
La aleación EZAC ofrece máxima resistencia a la fluencia, mayor límite elástico y dureza que otras aleaciones de zinc. Tiene un mejor rendimiento que Zamak 2 y dura más que ACuZinc 5.
- ZA 27- Zinc Aluminio
ZA-27 contiene el mayor contenido de aluminio, punto de fusión, resistencia y densidad en comparación con otras aleaciones ZA. Idealmente, esta aleación ZA tiene aluminio 27% y muestra propiedades de rodamiento perfectas, lo que permite crear rodamientos en piezas fundidas para aplicaciones específicas.
Ventajas de la fundición a presión de zinc
La fundición a presión de zinc ofrece una gran cantidad de ventajas. Algunos de los principales beneficios incluyen los siguientes:
Fácil montaje
Una de las ventajas importantes de la fundición a presión de zinc es que se minimizan las operaciones de montaje. Generalmente, el proceso de fundición a presión de aleación de zinc se realiza como una sola unidad, lo que elimina la necesidad de costosas actividades de ensamblaje manual.
Alta precisión con pared delgada
La fundición a presión de zinc genera formas complejas de múltiples cavidades con una tolerancia estrecha que otros procesos de fundición. Además, produce tiradas de gran volumen de piezas casi idénticas y resistentes al desgaste con alta estabilidad dimensional.
Mejores propiedades mecánicas
Las aleaciones de zinc tienen numerosas ventajas sobre otros materiales como el aluminio y el zinc en cuanto a propiedades mecánicas como firmeza, resistencia, tenacidad y durabilidad. Por esta razón, las piezas fundidas a presión de zinc se utilizan en piezas que necesitan una resistencia superior.
Geometrías complejas fundidas
Las excelentes propiedades de soporte y desgaste del zinc le permiten servir como casquillos para estructuras en movimiento. Además, permite fabricar piezas de fundición a presión con geometrías complejas porque puede formar uniones con otros materiales.
Mayor vida útil de la herramienta
Otra ventaja importante de los moldes de fundición a presión de zinc y zinc es que pueden durar varias veces más que el aluminio. Esto se debe a que las aleaciones de zinc tienen puntos de fusión más bajos y son menos abrasivas. Por esta razón, hay una disminución en el daño al molde y un aumento en la longevidad de la herramienta, lo que reduce el costo de las herramientas más que otros materiales.
Producción más rápida
Como se describió anteriormente, las aleaciones de zinc de producción más rápida requieren bajas temperaturas de fusión y un proceso de fundición a presión en cámara bajo altas presiones. Como resultado, aumenta la tasa del ciclo de fundición a presión de zinc, lo que, a su vez, aumenta las tasas de producción de fundición a presión.
La inyección de fundición a presión de zinc es sencilla, a diferencia de la inyección de fundición a presión de aluminio, que exige fundir el aluminio en un recipiente diferente antes de la inserción. Además, la fundición tiene una alta tasa de solidificación, lo que mejora el número de piezas producidas y reduce los costes de fundición.
Varias opciones de acabado
Existen numerosas opciones de acabado ideales para materiales de fundición a presión. A continuación se muestran algunos populares adecuados para la fundición a presión de zinc:
- Recubrimientos en polvo: Esta opción de acabado es adecuada con fines estéticos debido a su amplia gama de colores disponibles. Además de eso, genera un acabado superficial uniforme y duradero en las porciones fundidas.
- Cuadro: La pintura es responsable de las propiedades funcionales y estéticas. Al igual que el recubrimiento en polvo, tiene varios colores y se utiliza para obtener colores prácticos. La pintura necesita poco tiempo y bajos costes de producción.
- Enchapado: Esto mejora las propiedades funcionales, incluida una mayor durabilidad y resistencia a la corrosión de la fundición a presión de zinc.
Elimina cojinetes y bujes.
Las excelentes propiedades de rodamiento y desgaste del zinc permiten una mayor flexibilidad de diseño y reducen los costos de fabricación al eliminar pequeños casquillos e inserciones de desgaste.
Buena conductividad eléctrica y térmica.
El zinc es mejor conductor del calor y la electricidad que el aluminio. Como resultado, la fundición de zinc es ideal para aplicaciones como disipadores de calor y otros componentes eléctricos.
Se necesita menos mecanizado
Una de las principales ventajas de la fundición a presión de zinc es que requiere menos mecanizado. La fundición a presión de zinc tiene tolerancias más estrictas, lo que elimina la necesidad de mecanizado adicional.
Desventajas de la fundición a presión de zinc
Todo lo que tiene un lado bueno también tiene algunas desventajas. La fundición a presión de zinc presenta los siguientes inconvenientes:
Es propenso a sufrir defectos
El proceso de fundición a presión de zinc es rápido y el enfriamiento es rápido. Por esa razón, la descarga de gas puede retrasarse, provocando defectos como:
- Ampollas: Se trata de películas finas que se forman en la superficie de los componentes fundidos a presión de zinc.
- Grietas: Estos ocurren cuando el zinc metálico no tiene suficiente resistencia para soportar la fuerza de tracción durante la solidificación.
- Se hincha: Estas son extensiones en la fundición de zinc que dan como resultado un bulto suave en el lado vertical de la fundición.
- Falta de coincidencia o cambio: Se trata de un desplazamiento horizontal de un metal debido a la distorsión de las secciones superior e inferior del molde.
- Fusión: Ocurre cuando las partículas de arena se combinan con el metal fundido.
- Agujeros de soplado: Los orificios de soplado surgen cuando una ventilación inadecuada hace que el metal no retenga suficiente gas a medida que se forma el fluido.
- Pandeo: Esto altera las dimensiones del artículo final y puede ocurrir durante o después de la solidificación.
- Gotas: Esto sucede cuando caen trozos de arena en la pieza fundida cuando el metal aún está en forma líquida.
Piezas pesadas
Las piezas fundidas a presión de zinc producen piezas mucho más pesadas que otros metales como el aluminio y el magnesio. Por este motivo, no son aptos para usos ligeros, como en la industria aeroespacial.
No apto para producción en lotes pequeños
La fundición a presión de zinc tiene altos costos de inversión inicial. Por lo tanto, es principalmente adecuado para la fabricación en masa de piezas y no es aplicable en la producción de lotes pequeños.
Aplicaciones de piezas de fundición a presión de zinc
Las piezas fundidas a presión de zinc se utilizan en diversas industrias, entre ellas:
Industria automotriz
Debido a su increíble resistencia y dureza, características geométricas complejas, buena calidad de superficie, alta tolerancia dimensional y resistencia a la corrosión, los componentes de fundición a presión de zinc se aplican en la industria automotriz para la fabricación de:
- Espejos retrovisores
- Cerramientos
- Piezas del chasis
- Componentes de seguridad para el usuario y el automóvil, como poleas y engranajes.
- Componentes de transmisión
- Techo corredizo, limpiaparabrisas
- Soportes
- Aspectos
- Direccion
- Piezas de freno
Los anteriores son sólo algunos de los componentes automotrices fabricados a partir de fundición a presión.
Electrónica
La fundición a presión de zinc tiene numerosos beneficios en aplicaciones electrónicas. Una de sus propiedades importantes es su capacidad para moldearse en paredes más delgadas y formas complicadas. Como se explicó anteriormente, las aleaciones de zinc son más resistentes que otros metales de fundición a presión.
Aparte de eso, la aleación de zinc tiene un excelente blindaje electromagnético y amortiguación de vibraciones, adecuada para proteger los componentes eléctricos internos.
Electrodomésticos
La fundición a presión de zinc se encuentra entre los mejores metales de fundición a presión para electrodomésticos. Debido a su buen acabado superficial, estabilidad dimensional y resistencia, la fundición de zinc se utiliza para fabricar electrodomésticos como cerraduras de puertas, licuadoras, correas, batidoras de mano, hebillas de zapatos, manijas, llaveros, etc.
Sector Mecánico
Otra aplicación importante de la fundición a presión de zinc es el sector mecánico. Las piezas fundidas de zinc se utilizan en la fabricación de piezas de motores en este sector.
Conclusión
La fundición de aleaciones de zinc se encuentra entre los métodos de fundición más populares. Ofrece varias ventajas sobre otras piezas fundidas de metal, incluida la inyección sencilla y directa. Sin embargo, antes de comenzar el proceso de fundición, es vital comprender los distintos procedimientos, aleaciones, aplicaciones y ventajas e inconvenientes.
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preguntas frecuentes
¿Qué tan resistentes son las piezas moldeadas de zinc?
Las piezas moldeadas de zinc son muy fuertes. Proporcionan una mayor resistencia a la tracción que las aleaciones no ferrosas más populares utilizadas en la fundición a presión. Por ejemplo, las aleaciones de zinc para fundición a presión tienen aproximadamente 2,5 veces más resistencia que el aluminio.
¿Se oxidará el zinc fundido a presión?
No. Las piezas fundidas a presión de zinc tienen una alta resistencia a la corrosión. Cuando se expone al aire y la humedad, el zinc reaccionará con el oxígeno para formar una fina capa de óxido, que luego reacciona con la humedad para formar hidróxido de zinc. Por esta razón, las piezas de zinc fundido no se oxidan incluso si se usan en ambientes corrosivos.
Sin embargo, cuando la superficie de zinc no ha desarrollado completamente una capa protectora, muestra una corrosión llamada óxido blanco. Esto ocurre cuando no hay suficiente oxígeno sobre la superficie del zinc; por tanto, el óxido blanco es polvoriento.
¿Se puede soldar zinc fundido a presión?
No. Puede resultar complicado soldar zinc fundido debido a su bajo punto de fusión. Pero, si utiliza materiales como Super Alloy 1, puede soldar la pieza fundida.
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