Fundição de liga de zinco

A fundição sob pressão utiliza altas temperaturas e pressão na fabricação de metais e ligas fundidas para gerar a forma desejada. Envolve derreter metais de baixo ponto de fusão e inseri-los em moldes de fundição sob pressão.

Normalmente, a fundição sob pressão é classificada de acordo com a temperatura e a pressão necessárias para inserir o metal fundido no molde fundido. No entanto, também pode ser classificado de acordo com o tipo de material utilizado no processo, e o zinco está entre os metais versáteis mais comuns fundidos sob pressão. Com isso em mente, aqui está tudo o que você precisa saber sobre fundição em liga de zinco:

O que é fundição sob pressão de zinco?

A fundição sob pressão de zinco é um processo que envolve a injeção de zinco metálico líquido sob pressão em um molde e deixado para solidificar. A cavidade do molde é feita de dois moldes de aço para ferramentas endurecidos, projetados no formato desejado.

As ligas de zinco têm pontos de fusão baixos, portanto a fundição ocorre sob calor mais baixo. Além disso, sua resistência ao impacto e ductilidade os tornam adequados para a fabricação de peças.

Etapas do processo de fundição sob pressão de zinco

O processo de fundição de liga de zinco pode variar dependendo do tamanho e dos tipos de máquinas que você usa. No entanto, há um procedimento geral que você pode seguir conforme descrito abaixo:

• Etapa 1: Preparando o dado

Antes de iniciar o processo de fundição, a primeira coisa é preparar a própria matriz. Aqui, você precisa purificar o molde fundido, limpando-o. Em seguida, lubrifique a matriz para melhorar a inserção da peça fundida após o resfriamento. Você também pode lubrificar as paredes internas dos moldes para controlar a temperatura do molde e facilitar a remoção do molde.

Finalmente, prenda a matriz sob alta pressão.   

• Etapa 2: Injeção

O próximo passo é inserir a liga de zinco na câmara de granalha da máquina. Aqui, você precisa derreter a liga de zinco antes da injeção. Como a fundição sob pressão de liga de zinco é um processo de fundição sob pressão com câmara quente, a câmara de injeção estará quente. Em seguida, insira o zinco metálico fundido no molde sob alta pressão.

• Etapa 3: Resfriamento e Ejeção

 Após injetar o zinco fundido na câmara, você pode deixá-lo esfriar e solidificar. Certifique-se de dar ao metal tempo suficiente para gelificar e tomar a forma do molde. Além disso, certifique-se de que esteja completamente ajustado antes de soltar a matriz. Lembre-se de que ejetar o gesso prematuramente pode causar danos permanentes.

Depois que a matriz esfriar e solidificar, você poderá soltar as metades da matriz, abri-las e remover cuidadosamente as peças fundidas.   

• Etapa 4: aparar

A última etapa do processo de fundição de zinco é o corte. Enquanto o metal está esfriando, você pode remover cuidadosamente qualquer sucata, como rebarbas, sprues e canais, da fundição de zinco. Você pode usar ferramentas como serra, matriz de corte, etc., para obter o formato de componente desejado. 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:

1. Zamac 2

Também conhecido como liga de zinco 2 ou kirksita, o zamak 2 possui a maior resistência e dureza de todas as ligas de zamak. Por isso é utilizado em peças fundidas que necessitam de alta integridade estrutural, como nos setores automotivo e mecânico.

Além disso, o Zamak 2 possui excelentes características de fundição, como alto desempenho de fluência, excelente capacidade de amortecimento e resistência à vibração do que 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 moldabilidade e estabilidade dimensional durável
• Equilíbrio perfeito entre as propriedades físicas e mecânicas
• Excelente compatibilidade com diferentes opções de acabamento como chapeamento, tratamentos de cromato 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 do que outras ligas de zamak. Ele também possui especificação firme de impurezas, melhorando a flexibilidade de fundição, fluidez e acabamento superficial.

Esta liga de zinco é aplicada em usos exclusivos de ferragens ou quando a fundição precisa de conformabilidade adicional durante operações de montagem sucessivas, como estaqueamento e crimpagem.

• ZA 8

ZA-8, ou liga de zinco-alumínio, contém alto teor de alumínio do que outros membros da família zamak. Em comparação com outras ligas ZA, a ZA-8 é a única liga ZA que pode ser fundida sob pressão em câmara quente.

Além disso, o ZA-8 oferece dureza, resistência e propriedades de fluência significativamente aprimoradas. É usado principalmente para fins decorativos.

• ACuZinc5

A General Motors pesquisou e desenvolveu esta liga de zinco. Também é conhecido como liga de zinco, cobre e alumínio e melhorou a resistência e a dureza devido ao seu baixo teor de alumínio e alto teor de cobre. Além disso, possui excelente desempenho de rolamento, como lubricidade.

ACuZinc5 é utilizado em peças que requerem alta integridade estrutural e aplicado em condições quentes.     

• EZAC

A liga EZAC oferece máxima resistência à fluência, maior resistência ao escoamento e dureza do que outras ligas de zinco. Tem um desempenho melhor que o Zamak 2 e dura mais que o ACuZinc 5.

• ZA 27- Zinco Alumínio

ZA-27 contém o maior teor de alumínio, ponto de fusão, resistência e densidade em comparação com outras ligas ZA. Idealmente, esta liga ZA possui alumínio 27% e apresenta propriedades de rolamento perfeitas, permitindo a criação de rolamentos em peças fundidas de aplicações específicas.    

Vantagens da fundição sob pressão de zinco

A fundição sob pressão de zinco oferece uma infinidade de vantagens. Alguns dos principais benefícios incluem o seguinte:

Fácil montagem

Uma das vantagens significativas da fundição sob pressão de zinco é que as operações de montagem são minimizadas. Geralmente, o processo de fundição sob pressão de liga de zinco é feito como uma unidade única, eliminando a necessidade de atividades dispendiosas de montagem manual.

Alta precisão com parede fina

A fundição sob pressão de zinco gera formas complexas com múltiplas cavidades com tolerância estreita do que outros processos de fundição. Além disso, produz grandes volumes de peças quase idênticas e resistentes ao desgaste, com alta estabilidade dimensional.

Melhores propriedades mecânicas

As ligas de zinco têm inúmeras vantagens sobre outros materiais como alumínio e zinco de acordo com propriedades mecânicas como firmeza, resistência, resistência, tenacidade e durabilidade. Por esse motivo, peças fundidas de zinco são utilizadas em peças que necessitam de resistência superior.  

Fundir geometrias complexas

As excelentes propriedades de rolamento e desgaste do zinco permitem que ele sirva como buchas para estruturas em movimento. Além disso, possibilita a fabricação de peças fundidas sob pressão com geometrias complexas, pois pode formar juntas com outros materiais.

Maior vida útil da ferramenta

Outra vantagem significativa dos moldes de fundição sob pressão de zinco é que eles podem durar várias vezes mais que o alumínio. Isso ocorre porque as ligas de zinco têm pontos de fusão mais baixos e são menos abrasivas. Por esse motivo, há uma diminuição dos danos ao molde e um aumento na longevidade da ferramenta, reduzindo o custo do ferramental mais do que outros materiais.

Produção mais rápida 

Conforme descrito acima, as ligas de zinco de produção mais rápida requerem baixas temperaturas de fusão e um processo de fundição sob pressão em câmara sob altas pressões. Como resultado, aumenta a taxa do ciclo de fundição sob pressão de zinco, o que, por sua vez, aumenta as taxas de produção de fundição sob pressão.

A injeção de fundição sob pressão de zinco é simples, ao contrário da injeção de fundição sob pressão de alumínio, que exige a fusão do alumínio em um recipiente diferente antes da inserção. Além disso, a peça fundida apresenta alta taxa de solidificação, melhorando o número de peças produzidas e reduzindo os custos de fundição.

Várias opções de acabamento

Existem inúmeras opções de acabamento ideais para materiais de fundição sob pressão. Abaixo estão alguns populares adequados para fundição sob pressão de zinco:

• Revestimentos em pó: Esta opção de acabamento é adequada para fins estéticos devido à sua ampla gama de cores disponíveis. Além disso, gera um acabamento superficial duradouro e uniforme nas peças fundidas.
• Pintura: A pintura é responsável pelas propriedades funcionais e estéticas. Assim como o revestimento em pó, possui várias cores e é utilizado para cores práticas. A pintura necessita de pouco tempo e baixos custos de produção.
• Chapeamento: Isto aumenta as propriedades funcionais, incluindo maior durabilidade e resistência à corrosão do zinco fundido.

Remove rolamentos e buchas

As excelentes propriedades de rolamento e desgaste do zinco permitem maior flexibilidade de projeto e reduzem os custos de fabricação, removendo pequenas buchas e inserções de desgaste.

Boa condutividade elétrica e térmica

O zinco é um melhor condutor de calor e eletricidade do que o alumínio. Como resultado, a fundição de zinco é ideal para aplicações como dissipadores de calor e outros componentes elétricos.

Menos usinagem necessária

Uma grande vantagem da fundição sob pressão de zinco é a menor necessidade de usinagem. A fundição sob pressão de zinco tem tolerâncias mais restritas, eliminando a necessidade de usinagem extra.   

Desvantagens da fundição sob pressão de zinco

Tudo que tem um lado bom também tem algumas desvantagens. A fundição sob pressão de zinco apresenta as seguintes desvantagens:

É propenso a defeitos

O processo de fundição de zinco é rápido e o resfriamento é rápido. Por esse motivo, a descarga do gás pode atrasar, resultando em defeitos como:

• Bolhas: Estas são películas finas que se formam na superfície dos componentes fundidos de zinco.
• Rachaduras: Isso ocorre quando o zinco metálico não tem resistência suficiente para suportar a força de tração durante a solidificação.
• Incha: Estas são extensões na peça fundida de zinco, resultando em uma protuberância suave no lado vertical da peça fundida.
• Incompatibilidade ou mudança: Este é um deslocamento horizontal de um metal devido à distorção das seções superior e inferior do molde.
• Fusão: Ocorre quando partículas de areia se combinam com metal fundido.
• Buracos de sopro: Buracos surgem quando a ventilação inadequada faz com que o metal não retenha gás suficiente à medida que o fluido se forma.
• Empenamento: Isto altera as dimensões do item final e pode ocorrer durante ou após a solidificação.
• Gotas: Isso acontece quando pedaços de areia caem na peça fundida quando o metal ainda está na forma líquida.

Peças Pesadas

As peças fundidas de zinco produzem peças muito mais pesadas do que outros metais, como alumínio e magnésio. Por esse motivo, são impróprios para usos leves, como na indústria aeroespacial.  

Não é adequado para produção de pequenos lotes

A fundição sob pressão de zinco tem altos custos de investimento inicial. Portanto, é principalmente adequado para a fabricação em massa de peças e não é aplicável na produção de pequenos lotes.

Aplicações de peças fundidas sob pressão de zinco

As peças fundidas sob pressão de zinco são usadas em vários setores, 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 fundidos de zinco são aplicados na indústria automotiva para a fabricação de:

• Espelhos retrovisores
• Gabinetes
• Peças do chassi
• Componentes de segurança do usuário e do carro, como polias e engrenagens
• Componentes de transmissão
• Teto solar, limpador de para-brisa
• Colchetes
• Rolamentos
• Direção
• Peças de freio

Acima estão apenas alguns dos componentes automotivos fabricados a partir de fundição sob pressão.  

Eletrônicos

A fundição sob pressão de zinco tem inúmeros benefícios em aplicações eletrônicas. Uma de suas propriedades significativas é a capacidade de ser moldado em paredes mais finas e formas complicadas. Conforme explicado acima, as ligas de zinco são mais resistentes do que outros metais fundidos.

Além disso, a liga de zinco possui excelente blindagem eletromagnética e amortecimento vibracional adequado para proteger componentes elétricos internos.

Eletrodomésticos

A fundição sob pressão de zinco está entre os melhores metais fundidos para eletrodomésticos. Devido ao seu bom acabamento superficial, estabilidade dimensional e resistência, a fundição de zinco é utilizada na fabricação de eletrodomésticos como fechaduras, liquidificadores, cintos, batedeiras, fivelas de sapatos, puxadores, chaveiros, etc.

Setor Mecânico

Outra aplicação significativa da fundição sob pressão de zinco é no setor mecânico. Peças fundidas de zinco são utilizadas na fabricação de peças de motores neste setor.  

Conclusão

A fundição em liga de zinco está entre os métodos de fundição mais populares. Oferece diversas vantagens sobre outras peças fundidas de metal, incluindo injeção fácil e direta. No entanto, antes de iniciar o processo de fundição, é vital compreender os diversos procedimentos, ligas, aplicações e vantagens e desvantagens.

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perguntas frequentes

Quão fortes são os moldes de zinco?

Os moldes de zinco são muito fortes. Eles fornecem maior resistência à tração do que as ligas não ferrosas mais populares usadas na fundição sob pressão. Por exemplo, as ligas de zinco fundidas sob pressão têm cerca de 2,5 vezes mais resistência que o alumínio.

O zinco morrerá com ferrugem?

Não. As peças fundidas de zinco têm alta resistência à corrosão. Quando exposto ao ar e à umidade, o zinco reage com o oxigênio para formar uma fina camada de óxido, que então reage com a umidade para formar hidróxido de zinco. Por esse motivo, as peças fundidas de zinco não enferrujam, mesmo se usadas em ambientes corrosivos.

No entanto, quando a superfície do zinco não desenvolve totalmente uma camada protetora, ela apresenta uma corrosão chamada ferrugem branca. Isso ocorre quando há oxigênio insuficiente na superfície do zinco; assim, a ferrugem branca é pulverulenta.

O zinco fundido pode ser soldado? 

Não. Pode ser um desafio soldar zinco fundido sob pressão devido ao seu baixo ponto de fusão. Mas, se você usar materiais como Super Alloy 1, poderá soldar a peça fundida.