Moulage sous pression du zinc technology is a popular method in manufacturing processes. It involves using a hot chamber die-casting machine to inject molten zinc into zinc die casting mold. The alloy’s enriched mechanical features, such as high strength, durability, good corrosion resistance, flexibility, and ease of use, make zinc zlloy suitable for different industrial uses. This guide discusses the zinc die-casting process, materials used for the process and product, advantages of zinc die-casting, applications, and even the fabricants de pièces en zinc coulées sous pression dans la fourniture de pièces en alliage moulé sous pression de première qualité.
Qu'est-ce que la coulée sous pression du zinc ?
Il s'agit d'un procédé de coulée d'alliages métalliques dans lequel les alliages de zamak en fusion sont pressés dans un moule. moule de coulée sous pression. Ce procédé est principalement utilisé pour la fabrication de formes complexes avec de bonnes tolérances de taille. Parmi ces pièces métalliques, le moulage sous pression du zinc se distingue par le fait que le métal le plus utilisé est le zinc. Cette méthode de moulage sous pression est appréciée pour fournir des composants présentant la meilleure stabilité dimensionnelle, dans des conditions qui nécessitent peu d'usinage post-coulée et un temps de cycle plus court. En raison de ces caractéristiques, elle est connue comme l'une des voies les moins coûteuses pour fabriquer une plus grande quantité de pièces en alliage de zamka que d'autres méthodes de formage des métaux telles que le moulage en sable ou les procédés de moulage à la cire perdue.
Moulage sous pression d'alliages de zinc
Cependant, le zinc pur ne peut pas être largement utilisé pour le moulage sous pression, car il forme un alliage avec d'autres métaux pour améliorer sa qualité. Les alliages de zinc, communément appelés alliages de zinc coulés sous pression sont développés de manière à offrir un compromis entre la dureté, la ténacité, la résistance à la corrosion et l'usinabilité.
Les alliages de zinc les plus couramment utilisés pour le moulage sous pression sont les suivants :
Zamak Alloys : Les alliages Zamak (Zinc-Aluminium-Magnésium-Cuivre), en particulier le Zamak 3 et le Zamak 5, sont classés parmi les alliages de zinc couramment utilisés dans le moulage sous pression. Ces alliages de zamak sont sélectionnés en raison de la possibilité de les couler facilement, d'ajuster leur résistance et de résister à la corrosion.
- Zamak 3 : Alliage de zinc largement utilisé dans le moulage sous pression, présentant des caractéristiques mécaniques relativement bonnes, une résistance élevée et une bonne résistance à la corrosion.
- Zamak 5 : Version plus résistante du Toyoguard 5 avec une meilleure capacité de résistance aux températures élevées.
- ZA Alloys : Les alliages ZA (zinc-aluminium) contiennent plus d'aluminium en pourcentage que tous les alliages Zamak. Ces alliages offrent une solidité, une dureté et une résistance à l'usure accrues, et conviennent donc aux pièces qui exigent ces caractéristiques.
Les trois alliages de zamak ci-dessus sont principalement utilisés pour fabriquer zamak die casting notamment l'alliage zamak 3.
Propriétés des alliages de zinc
Alliages de zinc possèdent plusieurs propriétés recherchées, notamment
- Rapport résistance/poids élevé : Les composants en zinc moulé sous pression sont robustes mais ont une faible densité et peuvent donc être utilisés dans les voitures et les appareils d'aérobic.
- Résistance à la corrosion : Ce matériau a tendance à développer des couches de carbonate de zinc lorsqu'il est exposé à l'air, d'où un niveau élevé de corrosion, en particulier en extérieur.
- Facilité d'usinage : Par rapport à d'autres matériaux de fonderie, les pièces moulées en zinc sont facilement usinées, ce qui réduit le processus et le coût de la fonderie.
- Recyclabilité : Nous pouvons recycler le zinc, ce qui signifie que le moulage sous pression du zinc doit être considéré comme une industrie verte.
Composants moulés sous pression en zinc
Le moulage sous pression du zinc est utilisé dans la production de nombreuses pièces pour différents secteurs tels que l'automobile, l'électronique, etc. La précision, la fiabilité et l'adaptabilité du procédé permettent de l'appliquer efficacement à la production de pièces très complexes et de formes définies avec précision.
Différents composants fabriqués par moulage de zinc sous pression
- Composants automobiles : L'industrie automobile est le plus grand utilisateur final de zinc moulé sous pression pour fabriquer des pièces automobiles, c'est-à-dire des boîtiers de transmission, des supports, des pièces de colonne de direction et des ornements délicats utilisés dans les automobiles. La résistance et la densité relativement faible des alliages de zinc les rendent appropriés pour une utilisation dans les véhicules où ils sont utilisés pour réduire le poids de la voiture et donc augmenter l'efficacité du carburant.
- Électronique : Le moulage sous pression du zinc est évident dans la fabrication de boîtiers pour les appareils électroniques tels que les smartphones, les ordinateurs portables et les tablettes électroniques. Cela est dû à la résistance et à la précision qu'offre le zinc moulé sous pression pour protéger le produit sans en altérer l'aspect.
- Composants industriels : Le moulage sous pression du zinc est également utilisé pour la production de pièces d'équipement industriel, d'engrenages, de corps de vanne, de connecteurs et de corps de pompe. L'application de ce procédé permet d'obtenir des pièces à tolérances serrées et à haute résistance à l'usure.
- Biens de consommation : Outre les secteurs de l'automobile et de l'électronique, le moulage sous pression du zinc est utilisé dans la fabrication de produits de consommation courante tels que les poignées de porte, les robinets et les serrures.
Aperçu des fabricants de pièces moulées sous pression en zinc
Les fabricants impliqués dans le moulage sous pression du zinc contribuent à la production de pièces de haute qualité. Leurs tâches couvrent la conception et l'ingénierie, et même toute la manière dont les composants ont été coulés et finis.
- Services complets : Les fabricants sont largement impliqués dès la conception, l'ingénierie, le moulage et même le processus de finition afin de minimiser les écarts.
- Production de haute qualité : Ils permettent de créer des pièces d'une grande précision, d'une bonne stabilité dimensionnelle et d'une finition de surface lisse.
- Applications industrielles : Les secteurs ciblés sont l'industrie automobile, l'électronique, le matériel informatique et les biens de consommation durables.
- Personnalisation : Développer des variations dans les détails spécifiques pour répondre aux besoins et aux souhaits des clients potentiels en matière de taille, de géométrie et de performance des pièces.
- Technologie avancée : Utiliser des équipements et des méthodes de qualité supérieure pour assurer la productivité et réduire les coûts de production.
Équipements et technologies clés
Les fabricants de zinc moulé sous pression utilisent des machines spécialisées, notamment :
- Machines de moulage sous pression à chambre froide : Appliqué aux matériaux à haute température de fusion, tels que l'aluminium, sur la base du comportement de l'écoulement, comme indiqué précédemment. La matière en fusion est transférée dans une chambre où elle est injectée dans une filière.
- Machines de moulage sous pression à chambre chaude : Utilisé dans le cas d'alliages métalliques dont la température de fusion est inférieure à celle du milieu d'atomisation hautement redondant. Depuis la chambre, il est versé directement dans la matrice.
- Robotique et automatisation : Pour réduire les coûts de production et augmenter la précision, les fabricants utilisent des équipements robotisés et automatisés. Ainsi, il est possible de transférer des pièces et d'effectuer les opérations de finition facilement.
Produits en zinc moulé sous pression
Le moulage sous pression du zinc a de multiples applications dans la production de têtes de flèches, d'applications automobiles et de boîtiers électroniques, entre autres. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples clés de produits en zinc moulé sous pression dans différents secteurs :
- Accessoires automobiles - Poignées, boutons et supports pour automobiles.
- Interne - connecteurs, terminal et boîtier.
- Télécommunications - Couvre les boîtiers de téléphone, de tablette et d'ordinateur portable.
- Quincaillerie - Poignées de portes et de fenêtres, boutons et heurtoirs de portes, ensembles de poignées et pênes dormants.
- Composants industriels - Il existe des pompes, des vannes et des mécanismes d'engrenage.
- Finitions intérieures - Tapis, portes, murs, plafonds et visages.
- Produits accessoires - Pièces de bicyclettes, têtes de clubs de golf, etc.
- Dispositifs médicaux - Griffes et poignées d'écarteurs, plateaux et étuis pour instruments.
Considérations de conception pour le moulage sous pression du zinc
Lors du processus de coulée du zinc sous pression. Il est important d'examiner en détail les exigences de la conception. Le tableau suivant vous aidera à mieux les comprendre ;
| Considération | Explication |
| Épaisseur de la paroi | Son épaisseur uniforme (1-4 mm) permet un écoulement régulier et évite les défauts tels que la porosité. |
| Angles d'ébauche | En général, il faut utiliser 1 à 3 degrés de dépouille pour faciliter le retrait des pièces et réduire la force d'éjection. |
| Sous-coupes | Veillez à éviter les contre-dépouilles si possible. Utilisez également des noyaux latéraux pour simplifier la conception du moule et le retrait des pièces. |
| Rayons et filets | Vous pouvez utiliser des coins arrondis pour améliorer l'écoulement du métal et réduire les concentrations de contraintes. |
| Tolérances | Il doit être conçu avec précision (±0,1-0,2 mm), car le moulage sous pression offre une grande précision. |
| Conception de la porte | Veillez à ce que la porte soit placée correctement. Ainsi, vous pouvez garantir un remplissage uniforme et réduire défauts de la coulée sous pression du zinc. |
| Ventilation | Il est doté d'évents qui permettent aux gaz de s'échapper. Il peut ainsi éviter les poches d'air ou les remplissages incomplets. |
| Finition de la surface | Conception pour les finitions de surface souhaitées, telles que le placage électronique, le chromage et la peinture. Il permet d'obtenir des surfaces d'une grande qualité esthétique avec un post-traitement minimal. |
| Projet de coulée | Il garantit une éjection aisée des pièces afin d'éviter les déformations ou les dommages. |
| Caractéristiques d'assemblage | Veillez à prévoir des points de montage ou des trous pour faciliter l'assemblage et l'intégration. |
Achever le processus de moulage du zinc
Zinc die casting is a very efficient technique for manufacturing near-net shapes and accurate and strong components by forcing molten zinc into a mold. Here’s a simplified breakdown of the zinc alloy casting process:
1. Conception et création de moules
La pièce est modélisée à l'aide d'un logiciel de CAO en tenant compte de l'épaisseur des parois intérieures et extérieures, des angles de dépouille pour faciliter le retrait de l'outillage de moulage sous pression, etc. Un outillage en acier solide est ensuite fabriqué selon le contour de la pièce, avec le réseau de canaux de refroidissement le plus important, qui permet d'orienter correctement le processus de refroidissement et de réduire le temps de cycle. Le moule doit également être lubrifié pour faciliter le retrait de la pièce lors de l'éjection, comme l'exige la pièce.
2. Fusion et préparation du zinc
L'alliage de zinc est versé dans le four et chauffé à 420-470°C pour que l'alliage de zinc atteigne l'état liquide nécessaire à la coulée. Le fer est presque fondu et, à l'aide de fondants, les impuretés sont réduites au minimum et la température du métal fondu est contrôlée afin d'obtenir une bonne norme. Le zinc en fusion est maintenu à une température qui lui permet d'avoir une viscosité correcte lorsqu'il doit être injecté.
3. Moulage sous pression
Le zinc en fusion est ensuite introduit dans le moule à une pression très élevée (de 10 000 à 20 000 psi) au moyen d'une pompe à chaleur. moulage sous pression à chaud machine. Elle veille à ce que le métal occupe tous les détails périphériques de la matrice, créant ainsi la pièce avec une grande précision et sans zones abrasives. Le processus d'injection est relativement court, il dure généralement quelques secondes, et il est essentiel pour créer des structures complexes avec un faible nombre d'imperfections.
4. Éjection et retrait
Lorsque le zinc a refroidi et s'est rigidifié, la matrice se fend et un système d'éjection expulse la pièce. À partir de cette pièce, on veille à éviter toute déformation ou tout dommage en utilisant des broches d'éjection ou des jets d'air. Parfois, un bras robotisé est utilisé pour traiter les pièces plus grandes ou les pièces qui ne doivent pas être touchées en raison de son efficacité dans l'enlèvement de la pièce.
5. Opérations post-coulée
Les bavures, ou à l'inverse toute matière excédentaire qui se trouve à la périphérie, sont enlevées à l'aide de presses d'ébarbage ou d'outils de coupe. La pièce peut être polie, sablée ou revêtue pour améliorer son aspect, sa protection contre la rouille et sa résistance à l'usure. Ces opérations effectuées après le moulage servent à obtenir les caractéristiques fonctionnelles souhaitées de la pièce, ainsi que son aspect.
6. Contrôle de la qualité et essais
La pièce est ensuite soumise à des tests d'assurance qualité approfondis, qui consistent à vérifier les dimensions pour s'assurer qu'elles respectent certains niveaux de tolérance. La durabilité du matériau en termes de dureté et de résistance à la traction ainsi que la capacité de la pièce à modérer les impacts sont également examinées. L'examen aux rayons X permet d'examiner les défauts internes tels que la porosité ou les vides sans détruire l'échantillon.
7. Emballage et livraison
Une fois la pièce testée pour l'assurance qualité, elle est correctement rembourrée avec des matériaux de protection afin de ne pas être cassée pendant le transport. Elles sont ensuite expédiées aux clients ou forment une collection de lignes de pièces pour des applications d'intégration de systèmes plus élevés telles que les voitures, les boîtiers électroniques et les industries, entre autres.
Propriétés du procédé de coulée sous pression du zinc
Voici quelques-unes des caractéristiques importantes du processus de coulée du zinc ;
1. Résistance et durabilité élevées
Propriétés mécaniques des alliages de zinc : Les alliages de zinc présentent une résistance élevée à la traction et une bonne résistance aux chocs. C'est pourquoi ils sont idéaux pour la formulation de composants résistants à l'usure et à la corrosion.
2. Résistance à la corrosion
Dans ce cas, le matériau que nous allons utiliser a un attribut naturel de corrosion, ce qui est avantageux pour les pièces qui entrent en contact avec l'eau ou toute autre condition difficile, comme les alliages de zinc tels que le Zamak.
3. Bonne coulabilité
Les alliages de zinc deviennent assez fluides lorsqu'ils sont fondus, ce qui permet de réaliser des dessins complexes avec des détails et des surfaces lisses, ce qui correspond à un moulage de précision.
4. Stabilité dimensionnelle
Les alliages de zinc conservent la forme et les dimensions et ne nécessitent pas de modifications, telles que l'usinage final après le moulage, ce qui réduit le coût global.
5. Point de fusion bas
On peut mentionner que le zinc a un point de fusion modéré d'environ 420°C, ce qui permet d'augmenter les taux de production par rapport à d'autres métaux.
6. Bonne conductivité thermique et électrique
Les alliages de zinc possèdent des propriétés telles que la conductivité et sont donc utilisés dans les pièces électriques et les sections exposées à la chaleur.
Choisir le bon fabricant pour le moulage sous pression du zinc
Lors de la sélection d'un fabricant de zinc moulé sous pression, il est essentiel de prendre en compte des facteurs tels que
- Expérience : Vous devez choisir des fabricants spécialisés dans la fourniture de pièces moulées sous pression de la meilleure qualité.
- Certifications : Les fabricants doivent respecter les normes industrielles telles que la norme ISO 9001, afin de garantir une qualité constante.
- Contrôle de la qualité : Quelques mesures suggérées pour tester la qualité des pièces fabriquées : porosité, dimensions et défauts de surface.
Différence entre le moulage sous pression du zinc et d'autres procédés
Ce tableau présente les procédures en termes de procédés, de matériaux, de coûts, de complexité des pièces, de finition de surface et d'autres aspects.
| Fonctionnalité | Moulage sous pression | Moulage au sable | Moulage à la cire perdue | Moulage en moule permanent |
| Processus | Ici, le métal en fusion est injecté dans une matrice en acier. | Ici, le métal en fusion est injecté dans un moule en sable. Nous détruisons ensuite ce moule après la coulée | En général, les motifs en cire sont recouverts d'une coquille en céramique. | Le métal en fusion est injecté dans un moule métallique réutilisable. |
| Matériaux | Alliages de zinc, d'aluminium, de magnésium et de cuivre | Fonte, acier, aluminium, bronze, laiton | Acier, aluminium, bronze, titane, métaux précieux | Il peut s'agir d'alliages d'aluminium, de zinc et de cuivre. |
| Complexité des pièces | Il est d'une grande complexité et d'une grande précision | Convient parfaitement pour une complexité simple à moyenne | Grande complexité, détails complexes | Complexité moyenne à élevée |
| Taux de production | Il a des temps de cycle élevés (rapides) | Assez faible à moyen (plus lent pour les grandes pièces) | Faible à moyen (en raison de la préparation de la coquille) | Très probablement moyen (plus rapide que le moulage en sable mais plus lent que le moulage sous pression) |
| Finition de la surface | Excellent (lisse, post-usinage minimal) | Brut (nécessite des travaux de finition) | Excellent (finition de surface très fine) | Bon (finition fine avec besoin d'une finition mineure) |
| Coût par pièce | Faible (économique pour les gros volumes) | Moyen (économique pour un faible volume) | Élevé (coûteux pour la production de masse) | Moyenne à élevée (économique pour les volumes moyens) |
Avantages de la coulée sous pression du zinc
Les avantages du procédé de coulée de zinc sont les suivants ;
- Haute précision : Le moulage sous pression du zinc permet de créer des produits de haute précision avec des caractéristiques fines, ce qui rend les matériaux appropriés pour les pièces à tolérance étroite.
- Rentable pour les gros volumes : Ainsi, une fois la matrice fabriquée, le coût par pièce est très faible ; le système est donc efficace pour une utilisation dans une grande chaîne de production.
- Durabilité : Les alliages de zinc tels que les alliages moulés sous pression ne se corrodent pas facilement ou rapidement, sont solides et présentent une excellente endurance, ce qui les rend idéaux pour les automobiles et l'électronique.
- Lisse Finition de la surface : Néanmoins, le processus de moulage sous pression permet d'obtenir des parois minces et une finition de surface fine, ce qui signifie que moins de finitions sont nécessaires.
- Vitesse de production rapide : Il s'agit d'un processus rapide, en particulier dans le cas d'une production importante, ce qui signifie que la production peut aller de pair avec un délai d'exécution élevé.
Limites de la coulée sous pression du zinc :
Voici donc quelques inconvénients/limites du moulage sous pression du zinc ;
- Coûts initiaux d'outillage : L'inconvénient de l'utilisation de moules (matrices) est que le coût de création des moules peut être élevé et qu'il n'est donc pas idéal pour les petites séries ou les premiers échantillons.
- Restrictions de taille : Ils ont également découvert que le moulage sous pression du zinc est idéal pour créer des pièces de taille petite à moyenne, car les pièces plus grandes nécessiteraient des outils plus solides et plus coûteux.
- Limites matérielles : Les propriétés mécaniques de l'alliage de zinc sont assez bonnes, mais la résistance et les possibilités de traitement thermique d'un alliage de zinc ne sont pas aussi importantes que celles de métaux tels que l'aluminium ou l'acier.
- Complexité de la conception : Là encore, les pièces présentant des sections difficiles, des contre-dépouilles ou des caractéristiques de conception compliquées peuvent nécessiter des outils supplémentaires ou des méthodes spécifiques. Ces outils ou méthodes augmenteront les frais généraux.
Défis associés à la coulée sous pression du zinc
Bien que le moulage sous pression du zinc offre de nombreux avantages, le processus présente certains défis qu'il convient de relever :
- Limites matérielles : Néanmoins, les alliages de zinc ne conviennent pas aux applications impliquant des températures élevées ou une forte demande de résistance.
- Défauts: S'il n'est pas bien contrôlé, le processus peut entraîner des problèmes tels que la porosité, des défauts de surface et des imprécisions dimensionnelles.
- Coûts initiaux d'outillage élevés: La mise en place de l'industrie du moulage sous pression du zinc implique des dépenses d'investissement coûteuses pour l'acquisition d'outils et de matrices.
Impact environnemental et durabilité
Voici quelques impacts environnementaux et facteurs de durabilité associés au moulage sous pression du zinc ;
- Recyclage et réutilisation : Le principal avantage du zinc, en tant que matériau de construction, est sa recyclabilité - il peut être utilisé à plusieurs reprises sans polluer l'environnement.
- Pratiques durables : La durabilité du moulage sous pression est assurée par la mise en œuvre de méthodes qui consomment moins d'énergie, la minimisation de la production de déchets et l'utilisation de matériaux respectueux de l'environnement.
- Réglementations environnementales : L'industrie du moulage sous pression du zinc dispose de lois et de règlements régissant ses activités afin de réduire les effets sur l'environnement sans compromettre ses règles écologiques.
Tendances pour le moulage sous pression du zinc à l'avenir
L'avenir du moulage sous pression du zinc est prometteur, car plusieurs tendances façonnent son développement :
- Avancées technologiques : Ils peuvent utiliser l'impression 3D pour créer des moules dans la production. En outre, la mise en œuvre de robots pour manipuler les pièces de production et la fabrication intelligente.
- Applications émergentes : Les industries automobiles, telles que les voitures électriques et l'énergie verte, et les secteurs de la santé, tels que MEDICON, la technologie médicale et la biotechnologie, devraient garantir un marché stable pour le moulage sous pression du zinc de haute précision.
- Initiatives en matière de développement durable : Les objectifs de durabilité sont atteints grâce à la réduction des déchets et de l'énergie, et à l'utilisation d'éléments de fabrication respectueux de l'environnement.
Conclusion
Le moulage sous pression du zinc est un procédé rapide et peu coûteux utilisé en particulier dans les secteurs de l'automobile et de la quincaillerie pour produire des pièces solides, précises et de la plus haute qualité. Compte tenu de ses qualités de résistance, de corrosion et de recyclabilité, le moulage sous pression du zinc est promis à un bel avenir en tant que moyen de fabrication important pour les années à venir. Grâce à l'intégration continue des nouvelles technologies et à l'importance croissante accordée au développement durable, les fabricants de zinc moulé sous pression joueront un rôle important dans l'industrie en répondant à la demande mondiale de produits durables et de haute fiabilité.
FAQ
Qu'est-ce que le moulage sous pression du zinc ?
Une opération au cours de laquelle le zinc est coulé dans un moule à haute pression pour produire des pièces précises et solides.
Quels sont les avantages ?
Précision supérieure à un micromètre, usinage à grande vitesse, consommation minimale de matières premières et textures de surface fines.
Quels sont les alliages utilisés ?
Les alliages Zamak les plus connus sont le Zamak 3, le Zamak 5 et le Zamak 7, car ils offrent une grande résistance et une corrosion fine.
Quelles sont les applications courantes ?
Ils sont utilisés dans les secteurs de l'automobile, de l'électronique, de la quincaillerie, ainsi que dans les secteurs grand public tels que les serrures, les connecteurs, etc.
Quelles sont les exigences de conception nécessaires pour le moulage sous pression du zinc ?
Épaisseur de paroi constante, angles de dépouille symétriques, contre-dépouilles limitées, emplacement correct de la porte et ventilation adéquate de la moisissure.