Fundición inyectada de zinc: Técnicas, ventajas y aplicaciones industriales

La fundición a presión de zinc es un método de producción comúnmente aplicado en industrias en las que la velocidad, la precisión, la resistencia y la asequibilidad son realmente importantes. Las aleaciones de zinc se utilizan en aplicaciones de automoción, aeroespaciales, de electrónica de consumo, etc., por sus elevadas propiedades de fundición, control dimensional, resistencia y versatilidad. Pueden utilizarse para fabricar formas complicadas con superficies lisas, lo que hace que sean muy demandadas para la producción en serie. Las superficies de zinc desnudo tienden a corroerse, deslustrarse y, en general, desgastarse fácilmente con la exposición a entornos adversos, lo que hace necesario aplicar un acabado protector. Es aquí donde el chapado se convierte en uno de los pasos más importantes, tanto en la usabilidad y la vida útil de los productos, como en el atractivo y el aspecto profesional de los productos en el mercado.

Cuando se abordan aspectos como el acabado de superficies, el revestimiento de piezas de fundición a presión de zinc garantiza una mayor resistencia al envejecimiento, aspecto y durabilidad. Los procesos más comunes en la industria manufacturera de todo el mundo son el cromado, la fundición a presión de zinc y el niquelado de piezas de fundición a presión de zinc. Además de la vida útil, el chapado también crea valor comercial porque los clientes siempre quieren productos resistentes pero con un acabado brillante y de alta calidad. Esto hace que el chapado sea una actividad fundamental en las industrias actuales.

En este artículo daré una extrapolación detallada de los argumentos de por qué es necesario el chapado, cómo funciona el proceso técnico, los retos y las ventajas industriales que conlleva el proceso.

¿Qué es la fundición inyectada de cinc?

Fundición a presión de cinc es el proceso utilizado para recubrir uniformemente con un revestimiento metálico protector y decorativo los componentes fundidos con zinc. Dado que las aleaciones de zinc son resistentes y rentables, pero corrosivas y dependientes del desgaste, el chapado amplía la durabilidad, el aspecto y el funcionamiento.

En pocas palabras, la fundición a presión de zinc es el proceso que produce la pieza o componente real, mientras que el chapado aplica una capa adicional, que coloca una capa protectora en la superficie y proporciona el acabado necesario. Galvanoplastia y zincado productos de fundición a presión para conseguir un acabado de espejo mediante el cromado de fundición a presión de cinc, o un acabado protector de alta gama mediante el niquelado, fundición a presión de cinc.

Este compuesto hace que la fundición inyectada de zinc chapado encuentre una amplia gama de aplicaciones en molduras de automóviles, carcasas electrónicas y equipos domésticos e industriales, donde el buen aspecto y la resistencia son requisitos potenciales.

¿Qué es el chapado?

El chapado es la adición de una fina capa de metal sobre la superficie de otro material, ya sea por galvanoplastia (uso de corriente eléctrica) o por chapado químico (sin usar corriente eléctrica). El metalizado se realiza para mejorar la estética, la resistencia a la abrasión, la resistencia a la corrosión, la conductividad y la resistencia al desgaste del sustrato.

Un ejemplo es cuando utilizamos níquel o cromo sobre piezas de fundición a presión de zinc para añadir protección y brillo al zinc base, que ofrece la resistencia y la forma. La superficie brillante del tirador cromado de un coche o de un elemento del cuarto de baño es el resultado directo del chapado.

En pocas palabras, el chapado es un proceso similar al de dotar a un producto de un escudo y un bello acabado para que parezca más duradero y atractivo.

La razón por la que la fundición a presión de zinc necesita revestimiento

A pesar de los puntos fuertes de las aleaciones de zinc que pueden utilizarse en diversas aplicaciones, existen algunas limitaciones cuando están en bruto. El zinc sin recubrimiento está sujeto al deslustre o al ataque corrosivo de la humedad, los productos químicos y los cambios térmicos. En muchas industrias, la pieza sin recubrimiento no es suficiente para utilizarla con fiabilidad a largo plazo.

Los acabados superficiales mediante galvanizado no sólo sirven para fines estéticos, sino que también aportan diversas ventajas en ingeniería. Los fabricantes aumentan las medidas de precaución contra la corrosión, la abrasión y la oxidación mediante el uso de las denominadas técnicas de zincado de fundición a presión. Esto garantiza la durabilidad del producto tanto en términos de integridad de su estructura como de su atractivo estético a largo plazo.

Además, es posible aplicar revestimientos especiales, como el cromado, la fundición a presión de zinc, que proporciona un acabado de alto brillo más adecuado para componentes de productos de consumo, así como el niquelado sobre fundición a presión de zinc, que es a la vez un revestimiento protector y decorativo.

El proceso de revestimiento de las piezas moldeadas a presión de zinc

El chapado es un proceso complicado que requiere una preparación y ejecución delicadas. A diferencia del aluminio y el acero, las aleaciones de zinc plantean retos inusuales debido a la reactividad del zinc. Como tal, el chapado en zinc presupone un tratamiento especial para garantizar una buena adherencia.

Revestimiento 1: Preparación de la superficie

El proceso inicial es el desengrasado, en el que se eliminan el aceite, el lubricante y las impurezas de la pieza fundida. Sin una limpieza estricta, se produciría pelado o descascarillado, lo que significa una mala adherencia en el uso de piezas de fundición a presión de zinc.

Paso 2: Seleccionar

Las piezas fundidas se desoxidan y se limpian por inmersión en ácido. De este modo, la superficie queda limpia, activa y capaz de aceptar capas de revestimiento.

Paso 3: Aplicar la capa de ataque

Las aleaciones de zinc son muy reactivas, por lo que normalmente se utiliza una fina capa de cobre o níquel para mejorar la adherencia antes del acabado. Este es un paso crucial tanto para el cromado como para el niquelado en la fundición a presión de zinc.

Paso 4, capa final de revestimiento

Los metales no resistentes, el cromo, el níquel u otras aleaciones se galvanizan para cubrir la superficie. La durabilidad y el aspecto del producto acabado dependen de esta capa y de su grosor y calidad.

Cromado de piezas moldeadas a presión de zinc

La técnica de acabado más apreciada aplicada a la fundición a presión de zinc se denomina cromado; este tipo de acabado se utiliza para aumentar la durabilidad de la pieza de zinc, su funcionalidad, así como su belleza. El cromado se refiere a la adherencia de una película muy fina de metal de cromo sobre la superficie de objetos de fundición a presión de zinc mediante un proceso de galvanoplastia.

El resultado es un revestimiento brillante, como un espejo, que puede mejorar su estética, pero también refuerza la pieza contra la corrosión, los arañazos y el desgaste diario. Se ha comprobado que los objetos cromados protegen una superficie de zinc en bruto propensa a deslustrarse rápidamente en condiciones más difíciles, y los productos son duraderos.

Ventajas importantes del cromado de piezas moldeadas a presión de zinc

• Mejor estética: Ofrece un acabado brillante y pulido que es el más adecuado para los productos que se venden al consumidor.
• Protección contra la corrosión: Protege la base de zinc contra la oxidación, el deslustre y la exposición a productos químicos.
• Durabilidad: Aumenta la resistencia en línea de arañazos, abrasión y daños físicos.
• Valor añadido: Hace que el componente parezca de primera calidad, y se vende mejor en el mercado.

Aplicaciones comunes:

• Sector del automóvil: Parrillas de automóviles, embellecedores de automóviles, tiradores de automóviles y piezas ornamentales.
• Artículos para el hogar: Kits de organización, grifería y menaje del hogar.
• Electrónica:  Carcasas y componentes de decoración utilizados cuando se necesita un brillo duradero.

En otras palabras, el proceso de cromado del zinc en la fundición a presión permite que los materiales de zinc normales se conviertan en aleaciones atractivas y de alto rendimiento destinadas a satisfacer las necesidades de las industrias modernas y sus consumidores con una eficacia superior.

Niquelado de piezas moldeadas a presión de zinc

Otra técnica de acabado muy utilizada, sobre todo en fundición inyectada de zinc, se denomina niquelado, y su principal finalidad es proporcionar protección funcional y también dar valor decorativo. El niquelado es el proceso por el que se deposita una fina capa de níquel metálico sobre la superficie de zinc fundido a presión mediante galvanoplastia o electrodeposición. electrodeposición.

En comparación con el cromo, que se elige principalmente por el bonito brillo que tiene, el niquelado es más preferible por el equilibrio que presenta en cuanto a resistencia y durabilidad y versatilidad en el atractivo estético. Puede ofrecer acabados brillantes, reflectantes o mates o satinados, según las necesidades industriales.

Importantes ventajas del niquelado de piezas fundidas de zinc:

• Excelente resistencia a la corrosión: El niquelado sirve de escudo que impide la oxidación de las piezas de zinc, la humedad y otros productos químicos de lectura.
• Alta resistencia al desgaste: Favorece la vida útil de las piezas que entran en contacto y deben utilizarse repetidamente.
• Flexibilidad de alto rendimiento: Puede utilizarse para obtener resultados brillantes, mates o satinados en diversas aplicaciones.
• Capa de adherencia: Lo más habitual en estos casos es aplicar capas de adherencia antes del cromado para mejorar la adherencia y proporcionar una capa duradera que pueda pulirse.

Aplicaciones comunes:

• Recambios y accesorios para automóviles: Piezas de motor, accesorios y carcasas protectoras.
• Productos de consumo: Conectores eléctricos y herramientas de ferretería, y adornos.
• Equipos industriales: Piezas de maquinaria en las que la solidez y la resistencia al desgaste son vitales.

Literalmente, el niquelado de piezas de fundición a presión de zinc no sólo aumenta la longevidad y utilidad de las piezas de fundición a presión de zinc, sino que también les da un acabado profesional y sofisticado que puede aplicarse a muchas industrias.

Comparación técnica del revestimiento de fundición inyectada de zinc

Este es un desglose de los revestimientos o chapados utilizados habitualmente en las piezas de fundición a presión de zinc, así como una tabla comparativa de propiedades técnicas de los revestimientos de fundición a presión de zinc (se incluyen todos los datos, como temperatura, densidad, presión, dureza, etc.).

Aleaciones que intervienen en la fundición a presión de zinc

La fundición a presión de zinc depende en gran medida del uso de aleaciones especiales capaces de proporcionar una combinación de resistencia, elongación, corrosión y fidelidad dimensional. Las más populares son las aleaciones de zinc que componen la familia Zamak, así como algunas aleaciones avanzadas:

Zamak 2

Zamak 2, la más fuerte de las aleaciones de zinc estándar, es muy resistente y presenta buenas propiedades de desgaste. Se aplica en piezas mecánicas y de automoción donde la calidad de resistencia y durabilidad es importante. Sin embargo, el proceso de revestimiento no es tan suave como el de Zamak 3 y 5 debido a la mayor proporción de cobre.

Zamak 3

Zamak 3 es la aleación de zinc para fundición a presión más común debido a su equilibrio entre colabilidad, resistencia y ductilidad. Es adecuada para una amplia aplicación objetiva y diseños complicados. En términos de chapado, Zamak 3 es la más estable y se acaba más fácilmente en níquel o cromo.

Zamak 5

El zamak 5 es más fuerte y resistente al desgaste que el zamak 3 porque contiene más cobre. Tiene una amplia aplicación en ferretería, automóviles y usos mecánicos. La presencia de cobre es más conductora, y la concentración de cobre es un poco más propensa a la corrosión, por lo que la preparación de la superficie antes del revestimiento debe ser precisa.

Zamak 7

El zamak 7 es una aleación casi idéntica al zamak 3, pero su menor contenido en magnesio mejora la fluidez en piezas de fundición de paredes más finas o detalladas. Es especialmente común en electrónica, artículos de consumo y ornamentación. El Zamak 7 también puede chaparse, lo que lo hace aplicable en algunas operaciones de acabado estético.

Aleaciones ZA: (ZA-8, ZA-12, ZA-27)

Las aleaciones tienen mayores cantidades de aluminio que añaden dureza, desgaste y resistencia mecánica. Se utilizan en aplicaciones difíciles, como engranajes, cojinetes y equipos industriales. El chapado de estas aleaciones no es tan fácil debido al contenido de aluminio, y el pretratamiento es fundamental.

Aleación EZAC

Entre los productos más recientes de aleación de zinc-aluminio-cobre de alto rendimiento se encuentra EZAC, diseñada para ofrecer una alta resistencia a la fluencia, gran dureza y durabilidad. Se aplica cada vez más en piezas de automoción y de servicio pesado. El chapado en Ezac puede resultar complicado, pero es posible con los procesos avanzados.

Fundición inyectada de cinc Chapado Materiales utilizados

El material seleccionado en el revestimiento es muy importante para determinar el rendimiento, la durabilidad y el aspecto de las piezas de fundición inyectada de zinc. Los distintos metales de revestimiento se eligen en función de la característica deseada, ya sea resistencia a la corrosión, atractivo estético, conductividad o resistencia al desgaste.

1. Níquel

Las piezas de fundición a presión de zinc suelen estar niqueladas. El niquelado de las piezas de fundición a presión de zinc es muy útil para protegerlas contra la corrosión y el desgaste, y les confiere un acabado de buen aspecto, ya sea mate o brillante. También se ha empleado para mejorar la adherencia de otras capas.

2. Cromo (Chromium)

El cromado del zinc fundido a presión proporciona un acabado de espejo, resistencia a los arañazos y un brillo lustroso. Puede utilizarse para recubrir níquel y mejorar tanto la durabilidad como la belleza del objeto, especialmente en casas y coches.

3. Cobre

El cobre puede utilizarse ampliamente como capa de ataque intermedia.. El cobre también mejora la adherencia entre la superficie de la pieza moldeada a presión y el revestimiento final de la superficie, ya que el zinc es reactivo.

4. Oro y plata (usos especiales)

El chapado en oro y plata puede aplicarse a componentes electrónicos o de lujo. Son conductores, resistentes a la corrosión y un producto decorativo de alta calidad.

5. Recubrimientos de conversión de zinc

Para ofrecer una protección básica contra la corrosión antes del tratamiento final de revestimiento, las piezas fundidas de zinc pueden a veces pasivarse y/o recubrirse con una capa de cromato.

Desafíos del revestimiento de piezas moldeadas a presión de zinc

Aunque el uso de componentes de fundición inyectada de zinc chapado tiene varias ventajas, también está asociado a dificultades técnicas. El zinc es un metal sensible cuyas superficies se caracterizan por unas propiedades especiales que exigen una atención especial en el proceso de chapado. La capa de revestimiento puede degradarse debido a una preparación y regulación inadecuadas, lo que da lugar a una adherencia deficiente o a una baja durabilidad.

Principales retos

Reactividad superficial

El zinc reacciona fácilmente con el aire para formar una fina capa de óxido. Si no se elimina correctamente esta capa, pueden producirse dificultades en la alta adherencia de la capa de revestimiento, sobre todo en procesos como el cromado de piezas de fundición inyectada de zinc.

Porosidad de las piezas moldeadas

Las piezas fundidas a presión de zinc suelen tener poros de naturaleza microscópica. Los micro arañazos creados por estos poros pueden llenarse posteriormente de productos químicos de revestimiento, gases o impurezas y provocar burbujas, ampollas o incluso la descamación del revestimiento.

Problemas de adherencia

El zinc es más blando que otros metales y, por tanto, el chapado directo puede no adherirse bien. Por eso se utilizan algunas capas de ataque, normalmente níquel o cobre, antes de la última capa. Cuando se trata de fundición a presión de zinc, garantizar una adherencia adecuada es de vital importancia en el niquelado.

Control del espesor

Es difícil ser coherente en formas complejas cuando se trata del grosor del revestimiento. Los revestimientos desiguales pueden provocar capas débiles que disminuyen la resistencia a la corrosión y hacen que el revestimiento parezca deficiente.

Normativa medioambiental

Hay ciertas sustancias químicas, sobre todo las que intervienen en el cromado y la fundición a presión de zinc, que suponen un riesgo para el medio ambiente y la salud. Las industrias tienen normas estrictas y deben invertir en tecnologías más ecológicas.

Consideraciones económicas

El chapado de calidad abarca varios procesos: limpieza, decapado, revestimiento por adherencia y acabado, y estos procesos aumentan el coste de producción. Los productores deben encontrar un equilibrio entre precio, durabilidad y eficacia.

Puede concluirse que el zincado de piezas moldeadas a presión es una necesidad en términos de durabilidad y estética, y para superar los retos, debe realizarse con pericia, con el uso de tecnología avanzada y una estrecha supervisión de la calidad para obtener resultados fiables.

Comparación de los tipos de revestimiento de la fundición inyectada de zinc

Aplicaciones industriales de la fundición inyectada de cinc recubierto

1. Industria del automóvil

Uno de los mayores consumidores del componente zincado es el sector del automóvil. Parrillas, embellecedores y tiradores de puertas son ejemplos de componentes que se recubren mediante cromado de zinc fundido a presión para combinar su belleza y durabilidad en entornos difíciles.

2. Electrónica de consumo

El proceso de chapado en la fundición a presión de zinc consiste en niquelar o cromar la fundición a presión y se utiliza en ordenadores portátiles, teléfonos móviles y soportes electrónicos para combatir las razones de aspecto y protección.

3. Mobiliario doméstico

Los accesorios de baño, tiradores de cocina y artículos decorativos suelen pasar por procesos conocidos como chapado, fundición a presión de zinc para darles mayor durabilidad de vida y brillo.

4. Equipamiento industrial

Las herramientas y los componentes mecánicos se niquelan y croman para ofrecerles protección contra el desgaste. El recubrimiento de cinc en matriz es importante cuando los fabricantes pretenden fabricar piezas de uso industrial con niquelado.

Cuestiones medioambientales y reglamentarias

Las industrias modernas están sometidas a presiones para volverse sostenibles. Los procesos convencionales de fundición a presión de zinc y cromado suelen utilizar cromo hexavalente, que es una sustancia tóxica. Hoy en día, la mayoría de las empresas se están pasando al cromo trivalente y a alternativas respetuosas con el medio ambiente.

Del mismo modo, el sector de la galvanoplastia está invirtiendo en el reciclaje de las aguas residuales, la reducción del uso de productos químicos y la utilización de electrolitos más seguros. Al invertir en procesos ecológicos y sostenibles de revestimiento de zinc fundido a presión, los fabricantes no sólo cumplen las normativas establecidas por los gobiernos de todo el mundo, sino que también aumentan la confianza de los consumidores.

Tendencias en el revestimiento futuro de la fundición inyectada de zinc

Con los cambios en las industrias, ha aumentado la necesidad de que los componentes fabricados con zinc tengan acabados más finos que sean más resistentes y duraderos, debido a la sostenibilidad y a un mejor aspecto. Las tecnologías convencionales de revestimiento de fundición a presión de zinc se están perfeccionando para cumplir unas condiciones medioambientales más estrictas, ser más eficientes y conseguir un desgaste más prolongado.

Tendencias futuras importantes

Alternativas ecológicas al cromo

Debido a los crecientes controles sobre el cromo hexavalente, muchos fabricantes se han pasado al cromado trivalente. Esta transición garantizará que el cromado del zinc de fundición a presión siga siendo respetuoso con el medio ambiente y, al mismo tiempo, sólido y brillante.

Revestimientos nanotecnológicos

Capas de revestimiento nanoestructuradas. El uso de capas de revestimiento nanoestructuradas está surgiendo como técnica para ofrecer revestimientos ultrafinos pero altamente protectores. En gran medida, estos revestimientos pueden mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión sin aumentar el peso.

Sistemas de metalizado híbridos

También hay un auge en la combinación de tecnologías, como el niquelado sobre fundición inyectada de zinc, y que culmina en el acabado cromado. Estas capas híbridas proporcionan a las piezas una mayor adherencia, protección y efecto decorativo.

Galvanoplastia inteligente y automatización

La galvanoplastia controlada por IA y los sistemas robóticos avanzados garantizan una galvanoplastia de alta calidad y homogénea, menos residuos y mayor velocidad de producción. Esta tendencia reducirá los errores humanos y optimizará la utilización de los recursos.

Acabados funcionales

Además de la belleza, en el futuro se llevarán a cabo funciones más especializadas con el chapado, como el chapado antimicrobiano de equipos médicos o el chapado conductor de dispositivos electrónicos.

Sostenibilidad y reciclaje

Se están empezando a utilizar sistemas de revestimiento de circuito cerrado para reciclar el agua, minimizar los residuos químicos y reducir el consumo de energía. Las próximas décadas estarán dominadas por procesos sostenibles de fundición a presión de zinc.

El futuro del revestimiento de zinc fundido a presión pasa por la innovación, la sostenibilidad y un proceso de rendimiento avanzado. Gracias a las iniciativas ecológicas y a la hibridación, así como a la tecnología inteligente, las industrias nunca dejarán de ver que el zincado a presión nunca quedará obsoleto en el proceso moderno de fabricación.

Conclusión

Una práctica que se ha convertido en una necesidad absoluta en la fabricación actual es el chapado de piezas de fundición a presión de zinc. Este es el proceso que contribuye a las dimensiones en resistencia, funcionalidad, belleza y elegancia en la fabricación. Aunque la fundición a presión de zinc tiene cualidades de precisión, versatilidad y asequibilidad en su máxima expresión, las superficies de aleación de zinc sin protección son bastante susceptibles a la corrosión, el deslustre y el desgaste en general. Las limitaciones de selección explicadas anteriormente se están solventando con métodos de revestimiento como el cromado, el zincado a presión y el niquelado sobre zinc fundido a presión, que permiten aumentar la durabilidad, prolongar la vida útil y mejorar el acabado estético del producto.

Además de proteger los productos contra los efectos degradantes del medio ambiente, el chapado también puede aumentar el valor comercial de los productos, por el acabado que les da. La tecnología del metalizado ha progresado hasta superar con creces el problema de la porosidad, la alta reactividad de la superficie y las limitaciones normativas. Tendencias como el cromo respetuoso con el medio ambiente, los nanorrevestimientos, los acabados híbridos y la automatización muestran cómo el sector se está sumergiendo en tendencias ecológicas y tecnológicas.

En última instancia, el proceso de revestimiento de componentes de fundición a presión de zinc garantiza la producción de componentes que combinan funcionalidad con una mayor estética en sectores como el de la automoción y la electrónica/electrodomésticos y equipos industriales. Con los avances tecnológicos, los sistemas de revestimiento seguirán desempeñando un papel fundamental en la satisfacción de las demandas de calidad, sostenibilidad y estética de los productos de zinc fundido a presión en todo el mundo.

Preguntas frecuentes

Q1. ¿Qué es el cincado de fundición a presión?

 El chapado describe el proceso de cubrir con una fina capa de metal las piezas de fundición a presión de zinc, como el cromo o el níquel, para añadir durabilidad, evitar la corrosión y mejorar un aspecto atractivo.

Q2. ¿Por qué deben chaparse las piezas de fundición a presión de zinc?

 El zinc se corroe con facilidad y es resistente al desgaste. El chapado ofrece protección anticorrosiva a los productos, mejorando su vida útil además de ofrecerles una belleza moderada.

Q3. ¿Cuáles son las ventajas del cromado de piezas de fundición a presión de zinc?

 El zinc fundido cromado es ideal cuando se desea un acabado de espejo brillante, buena resistencia a la corrosión y protección contra arañazos; es adecuado para embellecedores de automóviles y artículos decorativos.

Q4. ¿Qué diferencias hay entre el niquelado y el cromado?

 Niquelado monocapa: El niquelado sobre fundición inyectada de zinc ofrece una alta resistencia a la corrosión/desgaste, así como una superficie mate y brillante.

Q5. ¿Cuáles son las tendencias actuales en el revestimiento de piezas moldeadas a presión de zinc?

 Se espera que en el futuro se aborden cuestiones como el cromo trivalente ecológico, el revestimiento nanotecnológico, el cromo níquel híbrido, la automatización y los problemas de sostenibilidad relacionados con el reciclaje de los procesos de revestimiento.