Fusione in lega di zinco

La pressofusione utilizza temperature e pressioni elevate nella produzione di metalli e leghe fusi per generare la forma desiderata. Si tratta della fusione di metalli a basso punto di fusione e del loro inserimento in stampi per pressofusione.

Solitamente la pressofusione viene classificata in base alla temperatura e alla pressione necessarie per inserire il metallo fuso nello stampo pressofuso. Tuttavia, può anche essere classificato in base al tipo di materiale utilizzato nel processo e lo zinco è uno dei metalli pressofusi più comuni e versatili. Tenendo questo in mente, ecco tutto ciò che devi sapere sulla fusione in lega di zinco:

Che cos'è la pressofusione di zinco?

La pressofusione dello zinco è un processo che prevede l'iniezione di zinco metallico liquido sotto pressione in uno stampo e lasciato solidificare. La cavità dello stampo è costituita da due stampi in acciaio per utensili temprato progettati secondo la forma desiderata.

Le leghe di zinco hanno punti di fusione bassi, quindi la fusione procede a calore inferiore. Inoltre, la loro resistenza agli urti e la duttilità li rendono adatti alla produzione di componenti.

Fasi del processo di pressofusione di zinco

Il processo di pressofusione della lega di zinco può variare a seconda delle dimensioni e del tipo di macchine utilizzate. Tuttavia, esiste una procedura generale che puoi seguire come descritta di seguito:

• Passaggio 1: preparazione del dado

Prima di iniziare il processo di fusione, la prima cosa è preparare lo stampo stesso. Qui è necessario purificare lo stampo pressofuso pulendolo. Quindi, lubrificare lo stampo per migliorare l'inserimento della porzione fusa dopo il raffreddamento. Puoi anche lubrificare le pareti interne degli stampi per controllarne la temperatura e facilitare la rimozione del calco.

Infine, serrare lo stampo ad alta pressione.   

• Passaggio 2: iniezione

Il passo successivo è inserire la lega di zinco nella camera di tiro della macchina. Qui, devi sciogliere la lega di zinco prima dell'iniezione. Poiché la pressofusione della lega di zinco è un processo di pressofusione a camera calda, la camera di iniezione sarà calda. Successivamente, inserire il metallo di zinco fuso nello stampo ad alta pressione.

• Passaggio 3: raffreddamento ed espulsione

 Dopo aver iniettato lo zinco fuso nella camera, è possibile lasciarlo raffreddare e solidificare. Assicurati di dare al tuo metallo il tempo sufficiente per gelificare e prendere la forma dello stampo. Inoltre, assicurati che sia completamente impostato prima di sbloccare lo stampo. Ricorda che l'espulsione prematura del gesso può causare danni permanenti.

Una volta che lo stampo si è raffreddato e si è solidificato, puoi sbloccare le metà dello stampo, aprirle e rimuovere con attenzione le parti fuse.   

• Passaggio 4: rifinitura

L'ultima fase del processo di pressofusione dello zinco è la rifilatura. Mentre il metallo si raffredda, puoi rimuovere con cura eventuali rottami metallici, come bave, canali di colata e canali, dalla fusione di zinco. È possibile utilizzare strumenti come una sega, una fustella, ecc., per ottenere la forma del componente desiderata. Assicurati di pulire ogni parte prima di spedirla ai tuoi clienti.

Leghe di zinco per pressofusione

Di seguito sono elencate le leghe di zinco più comuni adatte alla pressofusione:

1. Zamak 2

Conosciuta anche come lega di zinco 2 o kirksite, la zama 2 ha la resistenza e la durezza più elevate tra tutte le leghe di zama. Per questo motivo viene utilizzato nelle sezioni di fusione che necessitano di elevata integrità strutturale, come il settore automobilistico e quello meccanico.

Oltre a ciò, Zamak 2 ha eccezionali caratteristiche di fusione come elevate prestazioni di scorrimento viscoso, superba capacità di smorzamento e resistenza alle vibrazioni rispetto ad altre leghe metalliche.

• Zamak 3

La lega di zinco Zamak 3 è una delle leghe più apprezzate per la pressofusione per vari motivi, tra cui:

• Eccellente colabilità e stabilità dimensionale duratura
• Perfetto equilibrio tra le proprietà fisiche e meccaniche
• Eccellente compatibilità con diverse opzioni di finitura come placcatura, trattamenti cromati e verniciatura
• Buona combinazione di forza e flessibilità
• Zamak 7

Zamak 7, chiamata anche lega di zinco 7, è una Zamak 3 modificata con elevata purezza e basso contenuto di magnesio rispetto ad altre leghe di zama. Presenta inoltre specifiche precise sulle impurità, che migliorano la flessibilità della fusione, la fluidità e la finitura superficiale.

Questa lega di zinco viene applicata in usi hardware unici o quando la fusione richiede ulteriore formabilità durante le successive operazioni di assemblaggio come picchettamento e crimpatura.

• ZA 8

ZA-8, o lega di zinco-alluminio, contiene un elevato contenuto di alluminio rispetto ad altri membri della famiglia dello zama. Rispetto ad altre leghe ZA, ZA-8 è l'unica lega ZA che può essere pressofusa a camera calda.

Oltre a ciò, ZA-8 offre proprietà di durezza, resistenza e scorrimento viscoso significativamente migliorate. Viene utilizzato principalmente per scopi decorativi.

• ACuZinc5

General Motors ha ricercato e sviluppato questa lega di zinco. È noto anche come lega di zinco, rame e alluminio e ha una resistenza e una durezza migliorate grazie al suo basso contenuto di alluminio e all'alto contenuto di rame. Inoltre, ha prestazioni di cuscinetto eccezionali, come la lubrificazione.

ACuZinc5 viene utilizzato in parti che richiedono un'elevata integrità strutturale e applicato in condizioni calde.     

• EZAC

La lega EZAC offre la massima resistenza allo scorrimento viscoso, maggiore resistenza allo snervamento e durezza rispetto ad altre leghe di zinco. Ha prestazioni migliori di Zamak 2 e dura più a lungo di ACuZinc 5.

• ZA 27- Zinco Alluminio

ZA-27 contiene il contenuto di alluminio, il punto di fusione, la resistenza e la densità più elevati rispetto ad altre leghe ZA. Idealmente, questa lega ZA contiene alluminio 27% e presenta proprietà portanti perfette, consentendo la creazione di cuscinetti in fusioni per applicazioni specifiche.    

Vantaggi della pressofusione di zinco

La pressofusione di zinco offre numerosi vantaggi. Alcuni dei principali vantaggi includono quanto segue:

Montaggio semplice

Uno dei vantaggi significativi della pressofusione di zinco è che le operazioni di assemblaggio sono ridotte al minimo. Generalmente, il processo di pressofusione della lega di zinco viene eseguito come una singola unità, eliminando la necessità di costose attività di assemblaggio manuale.

Alta precisione con parete sottile

La pressofusione di zinco genera forme complesse a più cavità con una tolleranza stretta rispetto ad altri processi di fusione. Inoltre, produce serie in grandi volumi di parti quasi identiche e resistenti all'usura con elevata stabilità dimensionale.

Migliori proprietà meccaniche

Le leghe di zinco presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri materiali come l'alluminio e lo zinco in base alle proprietà meccaniche come fermezza, forza, resistenza, tenacità e durata. Per questo motivo, le pressofusioni di zinco vengono utilizzate in parti che necessitano di una resistenza superiore.  

Fusione di geometrie complesse

Le eccellenti proprietà portanti e antiusura dello zinco gli consentono di fungere da boccole per strutture in movimento. Inoltre, consente di realizzare pezzi pressofusi con geometrie complesse perché può formare giunzioni con altri materiali.

Maggiore durata dell'utensile

Un altro vantaggio significativo degli stampi per pressofusione di zinco è che possono durare molte volte più a lungo dell'alluminio. Questo perché le leghe di zinco hanno punti di fusione più bassi e sono meno abrasive. Per questo motivo si riduce il danneggiamento della muffa e si aumenta la longevità dell'utensile, riducendo il costo dell'attrezzatura più rispetto ad altri materiali.

Produzione più veloce 

Come accennato in precedenza, le leghe di zinco a produzione più rapida richiedono basse temperature di fusione e un processo di pressofusione a camera ad alte pressioni. Di conseguenza, aumenta la velocità del ciclo di pressofusione dello zinco, che, a sua volta, aumenta la velocità di produzione della pressofusione.

L'iniezione pressofusa di zinco è semplice, a differenza dell'iniezione pressofusa di alluminio, che richiede la fusione dell'alluminio in un contenitore diverso prima dell'inserimento. Inoltre, la fusione ha un elevato tasso di solidificazione, migliorando il numero di parti prodotte e riducendo i costi di fusione.

Varie opzioni di finitura

Esistono numerose opzioni di finitura ideali per i materiali pressofusi. Di seguito sono riportati alcuni dei più popolari adatti alla pressofusione di zinco:

• Vernici in polvere: Questa opzione di finitura è adatta a fini estetici grazie all'ampia gamma di colori disponibili. Oltre a ciò, genera una finitura superficiale uniforme e duratura sulle parti fuse.
• Pittura: La verniciatura è responsabile delle proprietà funzionali ed estetiche. Come la verniciatura a polvere, ha vari colori e viene utilizzata per il colore pratico. La verniciatura richiede tempi brevi e bassi costi di produzione.
• Placcatura: Ciò aumenta le proprietà funzionali, inclusa una maggiore durata e resistenza alla corrosione dello zinco pressofuso.

Rimuove cuscinetti e boccole

Le eccellenti proprietà portanti e antiusura dello zinco consentono una maggiore flessibilità di progettazione e riducono i costi di fabbricazione rimuovendo piccole boccole e inserti soggetti a usura.

Buona conduttività elettrica e termica

Lo zinco è un conduttore di calore ed elettricità migliore dell’alluminio. Di conseguenza, la fusione di zinco è ideale per applicazioni quali dissipatori di calore e altri componenti elettrici.

Meno lavorazioni necessarie

Uno dei principali vantaggi della pressofusione di zinco è la minore lavorazione richiesta. La pressofusione di zinco ha tolleranze più strette, eliminando la necessità di lavorazioni aggiuntive.   

Svantaggi della pressofusione di zinco

Tutto ciò che ha un lato positivo presenta anche degli svantaggi. La pressofusione di zinco presenta i seguenti inconvenienti:

È soggetto a difetti

Il processo di pressofusione dello zinco è rapido e il raffreddamento è rapido. Per questo motivo, lo scarico del gas può ritardare, causando difetti come:

• Blister: Si tratta di pellicole sottili che si formano sulla superficie dei componenti pressofusi in zinco.
• Crepe: Questi si verificano quando lo zinco metallico non ha abbastanza resistenza per resistere alla forza di trazione durante la solidificazione.
• Si gonfia: Si tratta di estensioni della fusione di zinco che danno luogo a un rigonfiamento liscio sul lato verticale della fusione.
• Mancata corrispondenza o spostamento: Si tratta di uno spostamento orizzontale di un metallo dovuto alla distorsione delle sezioni superiore e inferiore dello stampo.
• Fusione: Si verifica quando le particelle di sabbia si combinano con il metallo fuso.
• Fori di soffiaggio: I fori di soffiaggio si formano quando uno sfiato improprio fa sì che il metallo non trattenga gas sufficiente durante la formazione del fluido.
• Deformazione: Ciò altera le dimensioni dell'oggetto finale e può verificarsi durante o dopo la solidificazione.
• Gocce: Ciò accade quando pezzi di sabbia cadono nella fusione quando il metallo è ancora in forma liquida.

Parti pesanti

Le pressofusioni di zinco producono parti molto più pesanti rispetto ad altri metalli come alluminio e magnesio. Per questo motivo non sono adatti per usi leggeri, come nel settore aerospaziale.  

Non adatto per la produzione di piccoli lotti

La pressofusione di zinco ha elevati costi di investimento iniziale. Pertanto, è adatto principalmente per la produzione di massa di componenti e non è applicabile alla produzione in piccoli lotti.

Applicazioni di parti pressofuse in zinco

Le parti pressofuse in zinco vengono utilizzate in vari settori, tra cui:

Industria automobilistica

Grazie alla loro incredibile resistenza e durezza, alle caratteristiche geometriche complesse, alla buona qualità della superficie, all'elevata tolleranza dimensionale e alla resistenza alla corrosione, i componenti pressofusi di zinco vengono utilizzati nell'industria automobilistica per la produzione di:

• Specchietti retrovisori
• Recinzioni
• Parti del telaio
• Componenti per la sicurezza dell'utente e dell'auto come pulegge e ingranaggi
• Componenti della trasmissione
• Tetto apribile, tergicristalli
• Parentesi
• Cuscinetti
• Timone
• Parti del freno

Sopra sono solo alcuni dei componenti automobilistici realizzati in pressofusione.  

Elettronica

La pressofusione di zinco presenta numerosi vantaggi nelle applicazioni elettroniche. Una delle sue proprietà significative è la capacità di essere colato in pareti più sottili e forme complicate. Come spiegato sopra, le leghe di zinco sono più resistenti di altri metalli pressofusi.

Oltre a ciò, la lega di zinco ha un'eccellente schermatura elettromagnetica e smorzamento delle vibrazioni adatti a salvaguardare i componenti elettrici interni.

Elettrodomestici

La pressofusione di zinco è tra i migliori metalli per pressofusione per elettrodomestici. Grazie alla buona finitura superficiale, stabilità dimensionale e resistenza, la fusione di zinco viene utilizzata per produrre elettrodomestici come serrature, frullatori, cinture, miscelatori manuali, fibbie per scarpe, maniglie, portachiavi, ecc.

Settore Meccanico

Un'altra significativa applicazione della pressofusione di zinco è nel settore meccanico. Le parti in zinco fuso vengono utilizzate nella produzione di parti di motori in questo settore.  

Conclusione

La fusione in lega di zinco è uno dei metodi di fusione più diffusi. Offre numerosi vantaggi rispetto ad altri getti metallici, inclusa l'iniezione facile e diretta. Tuttavia, prima di iniziare il processo di fusione, è fondamentale comprendere le varie procedure, leghe, applicazioni, nonché vantaggi e svantaggi.

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Domande frequenti

Quanto sono resistenti le pressofusioni di zinco?

Le pressofusioni di zinco sono molto resistenti. Forniscono una resistenza alla trazione più elevata rispetto alle leghe non ferrose più diffuse utilizzate nella pressofusione. Ad esempio, le leghe di pressofusione di zinco hanno una resistenza circa 2,5 volte maggiore dell’alluminio.

Lo zinco pressofuso arrugginirà?

No. Le pressofusioni di zinco hanno un'elevata resistenza alla corrosione. Se esposto all'aria e all'umidità, lo zinco reagisce con l'ossigeno per formare un sottile strato di ossido, che poi reagisce con l'umidità per formare idrossido di zinco. Per questo motivo, le parti pressofuse in zinco non arrugginiscono anche se utilizzate in ambienti corrosivi.

Tuttavia, quando la superficie dello zinco non ha sviluppato completamente uno strato protettivo, mostra una corrosione chiamata ruggine bianca. Ciò si verifica quando non c'è abbastanza ossigeno sulla superficie dello zinco; quindi, la ruggine bianca è polverosa.

È possibile saldare la pressofusione di zinco? 

No. Può essere difficile saldare lo zinco pressofuso a causa del suo basso punto di fusione. Ma se usi materiali come la Super Alloy 1, puoi saldare la parte pressofusa.