Zinc Die Casting vs Alumínio Die Casting - Como Eles Diferem?

Zinco e alumínio são dois dos metais mais comumente fundidos por injeção na manufatura. A fundição por injeção de zinco e a fundição por injeção de alumínio envolvem forçar metal fundido em moldes de aço sob alta pressão para produzir peças metálicas complexas e precisas rapidamente.

Devido às diferentes propriedades do material da liga de zinco fundida por injeção e da liga de alumínio, a aplicação das peças fundidas por injeção de liga de zinco e de alumínio é diferente. Geralmente, as peças de liga de zinco são adequadas para peças de aparência pequenas e médias ou aplicações com pouca força. As ligas de alumínio são adequadas para dissipadores de calor, peças estruturais ou capas protetoras.

Ligas para Fundição por Injeção

- A fundição por injeção de zinco normalmente usa ligas à base de zinco com pequenas quantidades de alumínio, magnésio e cobre adicionadas. As ligas de zinco comuns são Zamak 3, Zamak 5 e ZA-8.

- A fundição por injeção de alumínio usa ligas à base de alumínio, geralmente silício, cobre, magnésio, zinco, níquel, estanho ou outros elementos. As ligas populares para fundição por injeção de alumínio são 380, 383 e 390.

Pontos de Fusão

- As ligas de zinco têm um ponto de fusão relativamente baixo, entre 380–420°C. Isso permite uma fusão e fluxo do líquido mais fáceis.

- As ligas de alumínio têm um ponto de fusão mais alto de ~700°C, o que requer mais energia para fundir o material.

Fluidez

- As ligas de zinco têm excelente fluidez e podem preencher cavidades complexas e finas com espessuras de parede <1mm.

- O alumínio tem viscosidade ligeiramente maior, mas ainda pode preencher espessuras de parede até ~1,5mm.

Forças de Fundição

- O zinco requer pressão de fundição mais baixa, tipicamente em torno de 2.000 psi. O ponto de fusão mais baixo permite um preenchimento fácil.

- O alumínio precisa de pressão de fundição mais alta, até 15.000 psi para algumas ligas, para preencher os moldes devido aos pontos de fusão mais altos.

Temperaturas de Fundição

- A fundição de zinco é feita em temperaturas mais baixas de 400–450°C. Isso reduz danos e desgaste aos moldes de aço.

- A fundição de alumínio requer temperaturas mais altas, em torno de 660–710°C, para garantir liquidez adequada do metal.

Velocidades de Fundição

- As máquinas típicas de fundição por injeção de zinco têm velocidades de injeção mais rápidas, até 110 m/s, para preencher seções finas rapidamente.

- As velocidades de injeção de alumínio são mais lentas, na faixa de 45-70 m/s, devido à maior viscosidade.

Precisão Dimensional

- O zinco pode ser fundido por injeção com tolerâncias dimensionais apertadas de ±0,001–0,002. Formas complexas são possíveis.

- O alumínio também oferece boa precisão dimensional, embora o zinco seja ligeiramente melhor. A tolerância típica de fundição de alumínio é ±0,003–0,004 pol.

Operações Pós-Fundição

- As peças fundidas de zinco podem ser facilmente galvanizadas ou pintadas, pois as superfícies são lisas. É necessário acabamento mínimo.

- As peças fundidas de alumínio podem precisar de operações de acabamento como retificação ou polimento para suavizar as superfícies. A anodização pode melhorar a resistência à corrosão e ao desgaste.

Propriedades Mecânicas

- As ligas de zinco têm resistência relativamente baixa, com resistência à tração na faixa de 21.000-36.000 psi.

- As ligas de alumínio oferecem resistências mais altas, variando de 30.000-60.000 psi, dependendo da composição exata da liga.

Limitações de Fundição

- As peças fundidas de zinco geralmente são limitadas a menos de alguns quilos devido à menor resistência. Uma espessura de parede de 0,060 pol. é típica.

- O alumínio pode produzir peças fundidas maiores pesando mais de 50 lbs com espessuras de parede superiores a 0,250 pol.

Custos de Produção

- A fundição por injeção de zinco é um processo de menor custo do que a fundição por injeção de alumínio. Temperaturas de fusão mais baixas resultam em custos de energia mais baixos.

- A fundição por injeção de alumínio tem custos de produção mais altos devido aos pontos de fusão mais altos, custos do metal, complexidade da liga e necessidades de acabamento.

Custos de Ferramentaria

- Os moldes de zinco custam 20-50% menos do que os moldes de alumínio, pois envolvem temperaturas e pressões mais baixas.

- Os moldes de alumínio são mais complexos e caros devido à necessidade de aços mais duros, usinagem precisa e controles térmicos adicionais.

Aplicações

- O zinco é usado para componentes eletrônicos, elétricos e de consumo pequenos e de paredes finas.

- As aplicações de alumínio incluem componentes automotivos como rodas, caixas de transmissão e peças de motor que requerem maior resistência.

Fatores Ambientais

- O zinco é menos perigoso para o meio ambiente do que o alumínio, pois tem um ponto de fusão baixo e nenhum hidrocarboneto é liberado.

- A produção e fundição de alumínio podem gerar dioxinas a partir de lubrificantes e revestimentos. A reciclagem do alumínio é importante.

Pontos de fusão mais baixos, melhor fluidez, velocidades de fundição mais rápidas e menor custo para peças pequenas, finas e complexas usam fundição por injeção de zinco. Mas o alumínio oferece resistências mais altas para componentes estruturais mais significativos nas indústrias automotiva e outras.