A fundição sob pressão utiliza altas temperaturas e pressão na fabricação de metais e ligas fundidos para gerar a forma desejada. Envolve a fusão de metais com baixo ponto de fusão e sua inserção em moldes de fundição.
Geralmente, a fundição sob pressão é classificada de acordo com a temperatura e a pressão necessárias para inserir o metal fundido no molde. No entanto, também pode ser classificada de acordo com o tipo de material utilizado no processo, sendo o zinco um dos metais mais comuns e versáteis para fundição sob pressão. Com isso em mente, aqui está tudo o que você precisa saber sobre a fundição de ligas de zinco:
O que é fundição sob pressão de zinco?
A fundição de zinco sob pressão é um processo que envolve a injeção de zinco metálico líquido sob pressão em um molde, onde permanece até solidificar. A cavidade do molde é feita a partir de dois moldes de aço ferramenta temperado, projetados no formato desejado.
As ligas de zinco possuem baixos pontos de fusão, portanto a fundição ocorre sob menor temperatura. Além disso, sua resistência ao impacto e ductilidade as tornam adequadas para a fabricação de peças.
Etapas do processo de fundição de zinco sob pressão
O processo de fundição sob pressão de liga de zinco pode variar dependendo do tamanho e do tipo de máquina utilizada. No entanto, existe um procedimento geral que pode ser seguido, conforme descrito abaixo:
- Etapa 1: Preparando o molde
Antes de iniciar o processo de fundição, o primeiro passo é preparar o molde. Para isso, é necessário limpar o molde e lubrificá-lo para facilitar a inserção da peça fundida após o resfriamento. Você também pode lubrificar as paredes internas do molde para controlar a temperatura e facilitar a remoção da peça.
Por fim, prenda a matriz sob alta pressão.
- Etapa 2: injeção
O próximo passo é inserir a liga de zinco na câmara de injeção da máquina. Aqui, é necessário fundir a liga de zinco antes da injeção. Como a fundição sob pressão de liga de zinco é um processo de fundição em câmara quente, a câmara de injeção estará aquecida. Em seguida, o zinco fundido é inserido no molde sob alta pressão.
- Etapa 3: Resfriamento e Ejeção
Após injetar o zinco fundido na câmara, deixe-o esfriar e solidificar. Certifique-se de dar ao metal tempo suficiente para gelificar e assumir a forma do molde. Além disso, verifique se está completamente solidificado antes de soltar a matriz. Lembre-se de que ejetar a peça fundida prematuramente pode causar danos permanentes.
Assim que o molde esfriar e solidificar, você pode soltar as metades do molde, abri-las e remover cuidadosamente as peças fundidas.
- Passo 4: Corte
A última etapa do processo de fundição de zinco é o acabamento. Enquanto o metal esfria, você pode remover cuidadosamente qualquer resíduo metálico, como rebarbas, canais de alimentação e canais de distribuição, da peça fundida de zinco. Você pode usar ferramentas como serra, matriz de acabamento, etc., para obter o formato desejado da peça. Certifique-se de limpar todas as peças antes de enviá-las aos seus clientes.
Ligas de zinco para fundição sob pressão
Abaixo estão as ligas de zinco mais comuns adequadas para fundição sob pressão:
- Zamac 2
Também conhecido como liga de zinco 2 ou kirksita, o zamac 2 possui a maior resistência e dureza de todas as ligas de zamac. Por esse motivo, é utilizado em peças fundidas que exigem alta integridade estrutural, como nos setores automotivo e mecânico.
Além disso, o Zamak 2 possui características de fundição excepcionais, como alto desempenho em fluência, excelente capacidade de amortecimento e resistência à vibração, superiores a outras ligas metálicas.
- Zamac 3
A liga de zinco Zamak 3 é uma das ligas mais populares para fundição sob pressão devido a vários motivos, incluindo os seguintes:
- Excelente capacidade de moldagem e estabilidade dimensional duradoura.
- Equilíbrio perfeito entre as propriedades físicas e mecânicas.
- Excelente compatibilidade com diferentes opções de acabamento, como galvanoplastia, cromatização e pintura.
- Boa combinação de força e flexibilidade.
- Zamac 7
O Zamak 7, também chamado de liga de zinco 7, é um Zamak 3 modificado, com alta pureza e baixo teor de magnésio em comparação com outras ligas de zamac. Possui ainda especificações rigorosas de impurezas, o que melhora a flexibilidade de fundição, a fluidez e o acabamento superficial.
Essa liga de zinco é aplicada em usos especiais de hardware ou quando a fundição exige maior conformabilidade durante operações de montagem subsequentes, como cravação e crimpagem.
- ZA 8
A liga ZA-8, ou liga de zinco-alumínio, possui um teor de alumínio superior ao de outros membros da família do zamac. Comparada a outras ligas ZA, a ZA-8 é a única que pode ser fundida em molde a quente.
Além disso, o ZA-8 proporciona dureza, resistência e propriedades de fluência significativamente aprimoradas. É usado principalmente para fins decorativos.
- ACuZinc5
A General Motors pesquisou e desenvolveu essa liga de zinco. Também conhecida como liga de zinco, cobre e alumínio, ela apresenta maior resistência e dureza devido ao seu baixo teor de alumínio e alto teor de cobre. Além disso, possui excelente desempenho em mancais, como lubrificação.
O ACuZinc5 é utilizado em peças que exigem alta integridade estrutural e são aplicadas em condições de alta temperatura.
- EZAC
A liga EZAC oferece máxima resistência à fluência, maior limite de escoamento e dureza do que outras ligas de zinco. Seu desempenho é superior ao do Zamak 2 e sua durabilidade, superior à do ACuZinc 5.
- ZA 27 - Zinco Alumínio
A liga ZA-27 apresenta o maior teor de alumínio, ponto de fusão, resistência e densidade em comparação com outras ligas ZA. Idealmente, essa liga ZA possui 27% de alumínio e exibe propriedades perfeitas para mancais, permitindo a fabricação de mancais em peças fundidas para aplicações específicas.
Vantagens da fundição sob pressão de zinco
A fundição de zinco sob pressão oferece uma série de vantagens. Alguns dos principais benefícios incluem:
Montagem fácil
Uma das vantagens significativas da fundição de zinco sob pressão é a minimização das operações de montagem. Geralmente, o processo de fundição de liga de zinco é realizado em uma única etapa, eliminando a necessidade de atividades de montagem manual dispendiosas.
Alta precisão com parede fina
A fundição sob pressão de zinco gera formas complexas com múltiplas cavidades e tolerâncias mais rigorosas do que outros processos de fundição. Além disso, produz grandes volumes de peças praticamente idênticas e resistentes ao desgaste, com alta estabilidade dimensional.
Melhores propriedades mecânicas
As ligas de zinco apresentam inúmeras vantagens sobre outros materiais, como alumínio e zinco, em termos de propriedades mecânicas como firmeza, resistência, tenacidade e durabilidade. Por esse motivo, as peças fundidas em zinco são utilizadas em componentes que exigem alta resistência.
Fundir Geometrias Complexas
As excelentes propriedades de resistência ao desgaste e de suporte do zinco permitem que ele seja usado como bucha em estruturas em movimento. Além disso, possibilita a fabricação de peças fundidas com geometrias complexas, pois pode formar juntas com outros materiais.
Maior vida útil da ferramenta
Outra vantagem significativa dos moldes de fundição de zinco é que eles podem durar várias vezes mais do que os de alumínio. Isso ocorre porque as ligas de zinco têm pontos de fusão mais baixos e são menos abrasivas. Por esse motivo, há uma redução nos danos ao molde e um aumento na vida útil da ferramenta, reduzindo o custo de ferramental mais do que outros materiais.
Produção mais rápida
Conforme descrito acima, a produção mais rápida de ligas de zinco requer baixas temperaturas de fusão e um processo de fundição sob pressão em câmara fechada. Consequentemente, isso aumenta a taxa de ciclos de fundição de zinco, o que, por sua vez, eleva as taxas de produção por fundição.
A fundição por injeção de zinco é um processo simples, ao contrário da fundição por injeção de alumínio, que exige a fusão do alumínio em um recipiente separado antes da inserção. Além disso, a peça fundida apresenta uma alta taxa de solidificação, o que aumenta o número de peças produzidas e reduz os custos de fundição.
Várias Opções de Acabamento
Existem inúmeras opções de acabamento ideais para materiais de fundição sob pressão. Abaixo estão algumas opções populares adequadas para fundição de zinco:
- Revestimentos em pó: Essa opção de acabamento é adequada para fins estéticos devido à sua ampla gama de cores disponíveis. Além disso, proporciona um acabamento de superfície uniforme e duradouro nas partes moldadas.
- Pintura: A pintura é responsável pelas propriedades funcionais e estéticas. Assim como a pintura a pó, ela apresenta diversas cores e é utilizada para fins práticos. A pintura requer pouco tempo e tem baixos custos de produção.
- chapeamento: Isso aumenta as propriedades funcionais, incluindo maior durabilidade e resistência à corrosão do zinco fundido.
Remove rolamentos e buchas
As excelentes propriedades de suporte e resistência ao desgaste do zinco permitem maior flexibilidade de projeto e reduzem os custos de fabricação, eliminando buchas pequenas e inserções de desgaste.
Boa condutividade elétrica e térmica
O zinco é um condutor de calor e eletricidade melhor do que o alumínio. Consequentemente, a fundição de zinco é ideal para aplicações como dissipadores de calor e outros componentes elétricos.
Menos usinagem necessária
Uma das principais vantagens da fundição de zinco sob pressão é a menor necessidade de usinagem. A fundição de zinco sob pressão apresenta tolerâncias mais rigorosas, eliminando a necessidade de usinagem adicional.
Desvantagens da fundição de zinco sob pressão
Tudo que tem um lado bom também tem suas desvantagens. A fundição de zinco sob pressão apresenta os seguintes inconvenientes:
É propenso a defeitos
O processo de fundição de zinco é rápido e o resfriamento também é veloz. Por esse motivo, a descarga do gás pode atrasar, resultando em defeitos como:
- Bolhas: São películas finas que se formam na superfície de componentes de zinco fundido sob pressão.
- Rachaduras: Isso ocorre quando o zinco metálico não possui resistência suficiente para suportar a força de tração durante a solidificação.
- Ondas: Essas são extensões na peça fundida de zinco, resultando em uma protuberância suave na lateral vertical da peça.
- Incompatibilidade ou deslocamento: Trata-se de um deslocamento horizontal do metal devido à distorção das seções superior e inferior do molde.
- Fusão: Isso ocorre quando partículas de areia se combinam com metal fundido.
- Buracos de respiração: Os poros se formam quando a ventilação inadequada impede que o metal retenha gás suficiente na forma de fluido.
- Empenamento: Isso altera as dimensões do produto final e pode ocorrer durante ou após a solidificação.
- Gotas: Isso acontece quando pedaços de areia caem na peça fundida enquanto o metal ainda está em estado líquido.
Peças Pesadas
As peças fundidas em zinco são muito mais pesadas do que as feitas com outros metais, como alumínio e magnésio. Por esse motivo, não são adequadas para aplicações que exigem leveza, como na indústria aeroespacial.
Não é adequado para produção de pequenos lotes
A fundição de zinco sob pressão apresenta altos custos de investimento inicial. Portanto, é mais adequada para a fabricação em massa de peças e inviável para produção em pequenos lotes.
Aplicações de peças fundidas sob pressão de zinco
As peças fundidas em zinco são utilizadas em diversos setores industriais, incluindo:
Indústria automobilística
Devido à sua incrível resistência e dureza, características geométricas complexas, boa qualidade superficial, alta tolerância dimensional e resistência à corrosão, os componentes de zinco fundido são aplicados na indústria automotiva para a fabricação de:
- Espelhos retrovisores
- Cercas
- Peças do chassi
- Componentes de segurança do usuário e do veículo, como polias e engrenagens.
- componentes de transmissão
- Teto solar, limpadores de para-brisa
- Suportes
- Rolamentos
- Direcção
- Peças de freio
Acima estão alguns exemplos de componentes automotivos fabricados por fundição sob pressão.
Eletrônicos
A fundição de zinco sob pressão apresenta inúmeras vantagens em aplicações eletrônicas. Uma de suas propriedades mais significativas é a capacidade de produzir paredes mais finas e formatos complexos. Como explicado anteriormente, as ligas de zinco são mais resistentes do que outros metais utilizados na fundição sob pressão.
Além disso, a liga de zinco possui excelente blindagem eletromagnética e amortecimento de vibrações, sendo adequada para proteger componentes elétricos internos.
Eletrodomésticos
A fundição de zinco é um dos melhores métodos para a produção de eletrodomésticos. Devido ao seu bom acabamento superficial, estabilidade dimensional e resistência, o zinco fundido é utilizado na fabricação de eletrodomésticos como fechaduras de portas, liquidificadores, correias, batedeiras manuais, fivelas de calçados, puxadores, chaveiros, etc.
Setor Mecânico
Outra aplicação importante da fundição de zinco sob pressão é no setor mecânico. Peças fundidas em zinco são utilizadas na fabricação de componentes de motores nesse setor.
Conclusão
A fundição de ligas de zinco está entre os métodos de fundição mais populares. Ela oferece diversas vantagens em relação a outras fundições de metais, incluindo a facilidade e a injeção direta. No entanto, antes de iniciar o processo de fundição, é fundamental compreender os diferentes procedimentos, ligas, aplicações, benefícios e desvantagens.
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Perguntas
Quão fortes são os moldes de zinco?
As peças fundidas em zinco são muito resistentes. Elas oferecem maior resistência à tração do que as ligas não ferrosas mais comuns usadas na fundição sob pressão. Por exemplo, as ligas de zinco para fundição sob pressão têm cerca de 2.5 vezes mais resistência do que o alumínio.
O Zinco Die Cast enferruja?
Não. As peças fundidas em zinco têm alta resistência à corrosão. Quando exposto ao ar e à umidade, o zinco reage com o oxigênio formando uma fina camada de óxido, que por sua vez reage com a umidade formando hidróxido de zinco. Por esse motivo, as peças fundidas em zinco não enferrujam, mesmo em ambientes corrosivos.
No entanto, quando a superfície do zinco não desenvolveu completamente uma camada protetora, ela apresenta uma corrosão chamada ferrugem branca. Isso ocorre quando há oxigênio insuficiente sobre a superfície do zinco; portanto, a ferrugem branca tem aspecto pulverulento.
O zinco fundido sob pressão pode ser soldado?
Não. Soldar zinco fundido sob pressão pode ser um desafio devido ao seu baixo ponto de fusão. No entanto, se você usar materiais como a Super Liga 1, poderá soldar a peça fundida.
