Moulage sous pression du zinc vs moulage sous pression de l'aluminium - En quoi sont-ils différents...

Le zinc et l'aluminium sont deux des métaux les plus couramment moulés sous pression dans la fabrication. Le moulage sous pression du zinc et de l'aluminium implique de forcer du métal en fusion dans des moules en acier sous haute pression pour produire rapidement des pièces métalliques complexes et précises.

En raison des différentes propriétés matérielles du zinc moulé sous pression et de l'alliage d'aluminium, l'application des pièces moulées sous pression en alliage de zinc et d'aluminium est différente. Généralement, les pièces en alliage de zinc conviennent aux pièces d'apparence petites et moyennes ou aux applications avec peu de force. Les alliages d'aluminium conviennent aux dissipateurs thermiques, aux pièces structurelles ou aux capots de protection.

Alliages pour moulage sous pression

- Le moulage sous pression du zinc utilise généralement des alliages à base de zinc avec de petites quantités d'aluminium, de magnésium et de cuivre ajoutées. Les alliages de zinc courants sont le Zamak 3, le Zamak 5 et le ZA-8.

- Le moulage sous pression de l'aluminium utilise des alliages à base d'aluminium, généralement avec du silicium, du cuivre, du magnésium, du zinc, du nickel, de l'étain ou d'autres éléments. Les alliages d'aluminium populaires pour le moulage sous pression sont le 380, le 383 et le 390.

Points de fusion

- Les alliages de zinc ont un point de fusion relativement bas, entre 380 et 420°C. Cela permet une fusion et un écoulement plus faciles du liquide.

- Les alliages d'aluminium ont un point de fusion plus élevé d'environ 700°C, ce qui nécessite plus d'énergie pour fondre le matériau.

Fluidité

- Les alliages de zinc ont une excellente fluidité et peuvent remplir des cavités complexes et fines avec des épaisseurs de paroi <1 mm.

- L'aluminium a une viscosité légèrement plus élevée mais peut encore remplir des épaisseurs de paroi jusqu'à environ 1,5 mm.

Forces de moulage

- Le zinc nécessite une pression de moulage plus faible, généralement autour de 2 000 psi. Le point de fusion plus bas permet un remplissage facile.

- L'aluminium nécessite une pression de moulage plus élevée, jusqu'à 15 000 psi pour certains alliages, pour remplir les moules en raison de points de fusion plus élevés.

Températures de moulage

- Le moulage du zinc est effectué à des températures plus basses de 400 à 450°C. Cela réduit les dommages et l'usure des moules en acier.

- Le moulage de l'aluminium nécessite des températures plus élevées, autour de 660 à 710°C, pour assurer une bonne liquidité du métal.

Vitesses de moulage

- Les machines de moulage sous pression du zinc typiques ont des vitesses d'injection plus rapides, jusqu'à 110 m/s, pour remplir rapidement les sections fines.

- Les vitesses d'injection de l'aluminium sont plus lentes, dans la plage de 45 à 70 m/s, en raison d'une viscosité plus élevée.

Précision dimensionnelle

- Le zinc peut être moulé sous pression avec des tolérances dimensionnelles serrées de ±0,001 à 0,002. Des formes complexes sont possibles.

- L'aluminium offre également une bonne précision dimensionnelle, bien que le zinc soit légèrement meilleur. La tolérance typique de moulage de l'aluminium est de ±0,003 à 0,004 pouces.

Opérations post-moulage

- Les pièces moulées en zinc peuvent être facilement plaquées ou peintes car les surfaces sont lisses. Un finition minimale est requise.

- Les pièces moulées en aluminium peuvent nécessiter des opérations de finition comme le meulage ou le polissage pour lisser les surfaces. L'anodisation peut améliorer la résistance à la corrosion et à l'usure.

Propriétés mécaniques

- Les alliages de zinc ont une résistance relativement faible avec une résistance à la traction dans la plage de 21 000 à 36 000 psi.

- Les alliages d'aluminium offrent des résistances plus élevées allant de 30 000 à 60 000 psi selon la composition exacte de l'alliage.

Limitations du moulage

- Les pièces moulées en zinc sont généralement limitées à moins de quelques livres en raison d'une résistance plus faible. Une épaisseur de paroi de 0,060 pouce est typique.

- L'aluminium peut produire des pièces moulées plus grandes pesant plus de 50 livres avec des épaisseurs de paroi dépassant 0,250 pouce.

Coûts de production

- Le moulage sous pression du zinc est un procédé moins coûteux que le moulage sous pression de l'aluminium. Les températures de fusion plus basses entraînent des coûts énergétiques plus faibles.

- Le moulage sous pression de l'aluminium a des coûts de production plus élevés en raison de points de fusion plus élevés, des coûts du métal, de la complexité des alliages et des besoins de finition.

Coûts d'outillage

- Les moules pour zinc coûtent 20 à 50 % de moins que les moules pour aluminium car ils impliquent des températures et des pressions plus basses.

- Les moules pour aluminium sont plus complexes et coûteux en raison du besoin d'aciers plus durs, d'une usinage précis et de contrôles thermiques supplémentaires.

Applications

- Le zinc est utilisé pour les petits composants électroniques, électriques et grand public à parois minces.

- Les applications de l'aluminium incluent les composants automobiles comme les roues, les boîtiers de transmission et les pièces de moteur qui nécessitent une résistance plus élevée.

Facteurs environnementaux

- Le zinc est moins dangereux pour l'environnement que l'aluminium car il a un point de fusion bas et aucun hydrocarbure n'est libéré.

- La production et le moulage de l'aluminium peuvent générer des dioxines à partir des lubrifiants et des revêtements. Le recyclage de l'aluminium est important.

Les points de fusion plus bas, une meilleure fluidité, des vitesses de moulage plus rapides et un coût inférieur des pièces petites, fines et complexes utilisent le moulage sous pression du zinc. Mais l'aluminium offre des résistances plus élevées pour les composants structurels plus importants dans l'industrie automobile et d'autres secteurs.