Zinc turnat sub presiune vs aluminiu turnat sub presiune: Avantaje și dezavantaje

Turnarea sub presiune a fost, de asemenea, un proces viabil și versatil în sectorul de producție pentru fabricarea produselor metalice de înaltă precizie. Aluminiul și zincul sunt printre cele mai comune aliaje de turnare sub presiune. Presupunând că sunteți angajat în producția unui produs, în inginerie sau în localizarea ingredientelor, trebuie să realizați diferența dintre turnarea sub presiune a zincului și turnarea sub presiune a aluminiului.

Ghidul va ajuta producătorii să aleagă cel mai potrivit aliaj pentru proiectul lor, fie că este vorba de piese auto, electronice sau bunuri de larg consum. Turnarea sub presiune este un proces de turnare a metalului topit fierbinte într-o matriță sub presiune ridicată pentru a produce forme complicate cu un nivel ridicat de finisare a suprafeței. Atât zincul, cât și aluminiu turnat sub presiune au propriile merite și demerite.

Vă vom oferi, de asemenea, comparații aprofundate, o prezentare tabelară, rapidă și comentarii profesionale pentru a vă ajuta să luați o decizie în cunoștință de cauză. La final, veți înțelege clar diferența dintre zinc turnare sub presiune și aluminiu turnat sub presiune, și când să folosiți oricare dintre ele. Să explorăm factorii cheie.

Ce este turnarea sub presiune? O prezentare rapidă

Este esențial să înțelegeți procesul de turnare sub presiune înainte de a compara turnarea sub presiune a zincului și turnarea sub presiune a aluminiului. Turnarea sub presiune este un proces de forțare a metalului topit într-o cavitate de turnare sub presiune ridicată (1.000 până la 20.000 psi). Matrița sau matrița din oțel călit poate produce de obicei mii de piese similare cu toleranțe strânse.

Tipuri de turnare sub presiune

Turnare sub presiune cu cameră fierbinte

 Se aplică în metale cu punct de topire scăzut, cum ar fi zincul. Sistemul de injecție este cufundat în metalul topit.

Turnare sub presiune cu cameră rece

Este mai bine atunci când metalul are o temperatură de topire mai ridicată, cum ar fi aluminiul. Încărcarea metalului topit în cameră se face pentru a preveni deteriorarea mașinii.

Este preferat pentru viteza, precizia și capacitatea sa de a crea modele complexe fără o post-procesare extinsă. În acest moment, vom compara cele două aliaje vedetă: zincul și aluminiul.

Proprietățile primare ale turnării sub presiune a zincului și aluminiului

Decizia între turnarea sub presiune a zincului și a aluminiului este adesea redusă la caracteristicile materialului. Zincul (și este în mod obișnuit aliat ca Zamak) și aluminiu (cum ar fi ADC12 sau A380) nu au aceeași rezistență, greutate, rezistență la coroziune etc.

Rezistență și durabilitate

Aliaje de zinc au o rezistență mare la impact și ductilitate. Ele pot rezista la solicitări semnificative fără a se rupe, ceea ce le face potrivite pentru componentele care trebuie îndoite sau modelate după turnare. Aliaje de aluminiu, pe de altă parte, sunt superioare în ceea ce privește rezistența la tracțiune și duritatea, în special în structuri.

Greutate și densitate

Comparativ cu zincul, care are o densitate de 6,6 g/cm 3, aluminiul este mai ușor (d = 2,7 g/cm 3). Acest lucru contribuie la utilizarea aluminiului în industriile care necesită o greutate redusă, cum ar fi industria aerospațială.

Punctul de topire și turnabilitatea

Zincul se topește la aproximativ 380-390 °C, ceea ce permite mașinilor cu cameră fierbinte să funcționeze mai rapid. Numai aluminiul se topește la 660 °C, ceea ce înseamnă procese cu cameră rece care pot încetini producția, dar permit obținerea unor pereți mai subțiri.

Rezistența la coroziune

Ambele au o rezistență bună; cu toate acestea, aluminiul funcționează mai bine în condiții dificile, deoarece formează în mod natural un strat protector de oxid. Utilizarea zincului în exterior necesită acoperire.

Beneficiile turnării sub presiune a zincului

Versatilitatea turnării sub presiune a zincului a făcut-o o opțiune fiabilă pentru mai mult de o sută de ani. Acesta este motivul pentru care producătorii o preferă:

Precizie dimensională excepțională

Zincul rămâne intact până la 0,05 mm sau mai puțin, eliminând necesitatea prelucrării secundare. Producătorul poate obține o precizie dimensională extremă cu matrițe pentru turnarea zincului sub presiune.

Finisaj înalt

Materia primă în sine are un finisaj de înaltă calitate. Piesele ies curate și frecvent nu necesită lustruire suplimentară înainte de a fi placate sau vopsite.

Prelungirea duratei de viață a sculei

Zincul se topește ușor, astfel încât matrițele se uzează mai puțin, rezultând în costuri mai mici pentru scule pe termen lung. Produsele sunt rezistente la coroziune și uzură, rezultând o durată de viață mai lungă.

Viteză mare de producție

Materialul topit se solidifică în 15-30 de secunde. Aceasta face ca turnarea zincului sub presiune să fie potrivită pentru producția de volum mare. Industria la scară largă o utilizează pentru a îmbunătăți și a crește producția.

Accesibil pentru componente mici

Zincul este ideal pentru piese mici și complexe, cum ar fi încuietori, angrenaje și feronerie. Cu toate acestea, aplicațiile care țin cont de greutate pot face ca zincul să fie mai puțin dorit din cauza densității sale mai mari. Exemple de aliaje standard includ Zamak 3 (uz general) și Zamak 5 (rezistență mai mare).

Aplicații

În alte industrii, cum ar fi sectorul auto, zincul este utilizat în mânerele și suporturile ușilor. În cazul electronicii, este preferat în conexiuni deoarece poate proteja împotriva EMI.

Beneficiile turnării sub presiune a aluminiului

În cazul componentelor mai mari și structurale, turnarea sub presiune a aluminiului este lider. Beneficiile sale includ:

Ușoare și rezistente

Componentele din aluminiu pot reduce greutatea totală a produsului cu 50% comparativ cu oțelul sau zincul. Aluminiul este ușor, dar rezistent. Acest lucru face ca turnarea sub presiune a aluminiului să fie ideală pentru producerea de produse potrivite pentru aplicații cu rezistență ridicată.  

Rezistență excelentă la coroziune

În majoritatea cazurilor, nu necesită acoperire suplimentară, ceea ce economisește timp și bani. Produsele realizate din aluminiu turnat sub presiune au o durată de viață mai lungă și rămân intacte.

Conductivitate termică și electrică bună

Capacitatea aluminiului de a conduce electricitatea și căldura îl face ideal pentru o gamă largă de aplicații. Este perfect pentru utilizarea în radiatoare, blocuri motor și carcase electrice.

Reciclabilitate

Procesul de turnare sub presiune a aluminiului este cel mai bun datorită gradului său ridicat de reciclabilitate - 100% reciclare a aluminiului, în conformitate cu tendințele de producție durabilă.

Capacitate de perete subțire

Turnarea sub presiune a aluminiului poate produce pereți subțiri de 0,5 mm, permițând modele complexe.

Dezavantaje

• Aluminiul este mai puțin rentabil și mai dificil de prelucrat.
• Castabilitatea și echilibrul rezistenței sunt esențiale pentru aliaje precum A380.
• Aluminiul este utilizat în industria aerospațială pentru rame și fitinguri.
• Acesta este utilizat pentru durabilitatea ușoară a carcasei laptopului în electronicele de consum.

Contradicții și dezavantaje

Nu orice material este perfect. În cazul turnării sub presiune a zincului în comparație cu turnarea sub presiune a aluminiului, acestea sunt dezavantajele:

Limitări ale turnării sub presiune a zincului

• Zincul este mai greu și are un punct de topire mai scăzut.
• Prin urmare, nu poate fi utilizat la temperaturi ridicate.
• Se va curge sau deforma sub sarcini continue.

Aluminum Die Casting Restricții

• Porozitatea este periculoasă; este fragilă și mai greu de topit.
• Prin urmare, este nevoie de mai multă energie pentru a o produce, ceea ce o face mai scumpă.
• Factorii de mediu le influențează.
• Mineritul zincului poate fi intensiv, iar producția de aluminiu emite mai mult CO2, dar reciclarea elimină acest lucru.

Comparație a costurilor: Zinc turnat sub presiune vs aluminiu turnat sub presiune

Un factor semnificativ în procesul de matrițare a zincului față de aluminiu turnat sub presiune este costul. Materiile prime sunt de obicei mai ieftine, cum ar fi zincul (2-3/kg) în comparație cu aluminiul (2-4/kg), însă sculele și producția sunt diferite.

Costuri de scule

Matrițele din zinc sunt mai durabile (până la 1 milion de lovituri) și costă $5.000-50.000. Similar, dar cu uzură mai rapidă, sunt matrițele din aluminiu (100.000-500.000 de lovituri).

Costul de producție

Zincul are cicluri mai scurte și minimizează costurile per piesă la volume mari. Prețul aluminiului poate crește cu 20-30% din cauza costurilor energetice mai mari.

Economii totale

Zincul prevalează în cazul loturilor mici (mai puțin de 10.000 de piese). Durabilitatea aluminiului este evidentă în cazul pieselor mari, ușoare.

Aplicații: Unde strălucește fiecare

Alegerea între turnarea sub presiune a zincului și turnarea sub presiune a aluminiului depinde de utilizarea finală.

Aplicații ale Zincului turnat sub presiune

Utilizarea zinc turnare sub presiune în diferite industrii este următoarea:

• În industria automobilelor, turnarea zincului sub presiune este utilizată pentru fabricarea corpurilor carburatoare și a pompelor de combustibil.
• În industria electrică, zincul turnat sub presiune este utilizat pentru aplicații de montare și comutare.
• Producătorii de feronerie îl folosesc pentru a produce încuietori și balamale.
• Finisajul de suprafață al produsului din zinc turnat sub presiune îi sporește atractivitatea estetică. Aceste produse ar putea fi utilizate în produse decorative.

Aplicații ale turnării sub presiune a aluminiului

Industrii diferite utilizează aluminiu turnat sub presiune ca proces primar de fabricație pentru obținerea produselor.

• Turnarea sub presiune a aluminiului este ideală pentru fabricarea cutiilor de transmisie și a blocurilor motor în industria auto.
• Diferite componente din industria aerospațială sunt realizate din aluminiu turnat sub presiune.
• Carcasele LED-urilor și componentele calculatoarelor din electronică sunt realizate prin turnare sub presiune a aluminiului.
• Acest proces produce pompe și supape.
• Rezistența aluminiului este adecvată pentru susținerea sarcinii.
• Carcasele bateriilor din vehiculele electrice sunt fabricate din aluminiu pentru a reduce greutatea, iar mai mulți conectori miniaturali sunt fabricați din zinc.

Diferențe în procesul de fabricație

Zinc turnat sub presiune vs aluminiu turnat sub presiune de fabricație procesele sunt ușor diferite:

• Pregătire: Ambele încep cu topirea unui aliaj.
• Injecție: Camera fierbinte utilizată în zinc, camera rece utilizată în aluminiu.
• Răcirea și ejecția: Zincul se răcește la o viteză mai mare.
• Finisarea ambele, cu toate acestea, pot fi prelucrate, cu zinc fiind mai ușor.

Controlul calității include examinarea porozității (prinderea gazelor) și a contracției. Procesele complexe, cum ar fi turnarea sub vid, minimizează defectele din aluminiu.

Post-procesare și finisare pe suprafețe

Funcționalitatea și stilul sunt îmbunătățite prin post-procesare.

• În zinc turnare sub presiune finisare, un finisaj excelent pe o oglindă (crom, nichel) este obținut prin galvanizare. Acoperirea cu pulbere este standard.
• În timp ce în aluminiu turnat sub presiune, culoarea și protecția sunt obținute prin anodizare, estetica prin vopsire.

Sustenabilitatea și gestionarea mediului

În producția actuală, durabilitatea joacă un rol semnificativ. Efectele de mediu ale turnării sub presiune a zincului și ale turnării sub presiune a aluminiului sunt diferite.

• Zinc turnat sub presiune: Acesta nu numai că este reciclabil în întregime, dar este și extras folosind metale grele. Energia pentru topire este mai mică.
• Turnarea aluminiului sub presiune: La început se consumă multă energie; totuși, reciclarea consumă 95% din energie. Este reciclabil la infinit.
• Cele două sunt în conformitate cu standardele RoHS. Utilizați furnizori certificați ISO 14001 pentru practici ecologice.

Care este mai bun: Zinc sau aluminiu? Un cadru decizional

Pentru a lua o decizie cu privire la turnarea zincului sub presiune sau turnarea aluminiului sub presiune, întrebați:

• Este greutatea o prioritate? Producătorul trebuie să opteze pentru aluminiu.
• Aveți nevoie de rezistență ridicată în piese mici? Turnarea sub presiune a zincului este cea mai bună soluție.
• Constrângeri bugetare? Producătorul poate utiliza turnarea sub presiune a zincului pentru costuri inițiale mai mici.
• Atunci când sunt necesare toleranțe la temperaturi ridicate, produsele din aluminiu turnat sub presiune sunt ideale.

The producători de turnare sub presiune trebuie:

• Specificați nevoile piesei (dimensiune și rezistență)
• Evaluarea volumelor de producție
• Luați în considerare factorii de mediu
• Obținerea de mostre de la producători
• Comparați ofertele

După evaluarea tuturor acestor factori, cumpărătorul poate lua o decizie în cunoștință de cauză. Utilizarea zincului turnat sub presiune sau a aluminiului turnat sub presiune este o decizie total specifică aplicației. Utilizarea produsului depinde de selectarea ambelor materiale.

Cei mai buni producători de turnare sub presiune a zincului și aluminiului

China conduce în turnare sub presiune. Companiile de top includ:

• GC Precision Mold Co., Ltd.: Aliaje specializate în ambele.
• Piese turnate China: Furnizează zinc și aluminiu.
• TheDiecasting.com: Specializată în lucrări personalizate.

Verificați pentru a găsi certificarea de calitate IATF 16949 în sectorul auto.

Tendințe viitoare în turnarea sub presiune

În industrie, există o schimbare în:

• Inovații în aliaje: Aliaje zinc-aluminiu.
• Robotizare: Inteligența artificială în detectarea defectelor.
• Sustenabilitate: Lubrifianți fabricați din produse bio.
• Vehiculele electrice pot crește cererea de aluminiu cu 20 % până în 2030.

Concluzie

Zinc turnat sub presiune și turnarea sub presiune a aluminiului au ambele avantaje și dezavantaje clare. Zincul se aplică cel mai bine pieselor mici și complicate care sunt foarte precise, au un finisaj delicat și pot fi fabricate rapid și la costuri reduse. Este eficient în cazul volumelor semnificative de producție, unde etanșeitatea este esențială.

Aluminiul, în schimb, este mai potrivit pentru aplicații ușoare și structurale, precum și pentru aplicații la temperaturi ridicate. Raportul greutate/rezistență, rezistența la coroziune și reciclabilitatea au făcut din el un material preferat în industria auto, aerospațială și electronică.

Alegerea corectă depinde de dimensiunea piesei, de sarcină, de condițiile de lucru, de randamentul producției și de buget. Evaluarea critică a acestor parametri va permite întreprinderilor de producție să selecteze aliajul care oferă performanța, costul și fiabilitatea ideale pe termen lung.