Ad oggi sono state sviluppate oltre 25 leghe di zinco. Allo stesso modo, le leghe di zinco hanno due famiglie principali: le leghe zamak e za. Le leghe di zinco contribuiscono in modo significativo ai componenti di pressofusione. Ad esempio, dalle stazioni di ricarica per veicoli elettrici (EV) ai componenti per smartphone e ai mobili di design, la pressofusione di zinco domina ovunque.
Autori: Anurag A. Gadgil, Arya Bairoliya e Balamurugan Parandhaman
I ricercatori dell'Università di Linköping hanno inventato una batteria ricaricabile a base di zinco e lignina. Questo design è unico e molto affidabile, poiché ha una durata di oltre 8.000 cicli di carica e scarica. Questa innovazione ha il potenziale per offrire una fonte di accumulo di energia economica e di lunga durata nelle aree in cui l'elettricità scarseggia.
L'aumento dei veicoli elettrici pone sfide uniche per la necessità di componenti leggeri. Le leghe di zinco hanno un miglior rapporto resistenza/peso. Sono utilizzate anche negli alloggiamenti delle batterie dei veicoli elettrici e nei componenti delle stazioni di ricarica.
Le leghe di zinco non sono solo leghe. Sono ideali per molti componenti industriali, come:
Industria automobilistica
- Maniglie delle porte
- Griglie per radiatori
- Cornici degli strumenti
- Componenti del motore
Beni di consumo
- Parti di elettrodomestici
- Ferramenta per armadietti
- Giocattoli
Elettronica
- Telecomandi TV,
- Alloggiamenti per altoparlanti per computer
- Schermatura contro le interferenze elettromagnetiche
Costruzione
- Pomelli per porte,
- Ferramenta per finestre
- Rmateriali per l'oofing
- Elementi architettonici decorativi
Altre industrie
- articoli sportivi come le mazze da golf
In questo articolo, impareremo a conoscere le leghe di zinco per la pressofusione, il loro processo, i materiali, i vantaggi, le applicazioni e le tipologie coinvolte.
Elenco delle leghe complete di zinco (composizione ed esempi)
Conoscere le leghe di zinco per i componenti di pressofusione
Le leghe di zinco sono materiali versatili per i componenti di pressofusione. Perché le leghe di zinco?
- Eccellente colabilità
- Produzione veloce
- Difetti di fusione minimi
- Eccellente stabilità dimensionale
- Buone proprietà meccaniche
- Maggiore resistenza
- Elevata duttilità
- Elevata resistenza agli urti
- Resistenza naturale alla corrosione
- Eccellente finitura superficiale
- Economicamente vantaggioso
Cosa sono le leghe di zinco?
Le leghe di zinco sono un gruppo versatile di metalli. Lo zinco (Zn) è l'elemento principale delle leghe di zinco. Le leghe di zinco contengono anche altri elementi, ognuno dei quali ha una natura specifica a seconda dell'applicazione. Ecco una suddivisione delle combinazioni più comuni e dei relativi risultati
Leghe popolari per la pressofusione di zinco
Zamak e ZA sono le famiglie più diffuse di leghe per pressofusione di zinco. Ciascuna ha composizioni standardizzate. Le leghe Zamak contengono in genere circa 4% di alluminio, mentre le leghe ZA hanno un contenuto di alluminio più elevato (fino a 8%) per una maggiore resistenza.
Le leghe per pressofusione di zinco si dividono in due famiglie principali, ognuna delle quali risponde a requisiti specifici:
Composto Zamak (Zamak 3, 5 e 7)
Caratteristiche:
Buona colabilità
- La lega Zamak è altamente resistente alla fusione e scorre facilmente negli stampi, dando vita a forme più robuste e pareti più sottili.
- Ciò consente cicli di produzione più rapidi e meno errori di fusione.
Resistenza e duttilità bilanciate:
- Queste leghe offrono un buon equilibrio tra resistenza e flessibilità.
- Sono più resistenti della maggior parte delle leghe di pressofusione non metalliche.
- Possono sopportare carichi verso il basso, ma hanno anche una certa resistenza.
Eccellente resistenza alla corrosione
- Le leghe di zama hanno una resistenza intrinseca alla corrosione.
- Possono essere ulteriormente migliorati con la placcatura o la cromatura.
Usi comuni
Grazie alla sua forma molto sferica, la vernice Zamac è ampiamente utilizzata in varie applicazioni, ad es.
- Parti del veicolo: maniglie delle porte, griglie dei radiatori, lunette degli strumenti
- Materiali di consumo: maniglie per rubinetti, parti di elettrodomestici, ferramenta per armadietti e giocattoli
- Elettronica: alloggiamento, dissipatori e altri componenti
Leghe ZA (ZA-8, ZA-12, ZA-27)
Caratteristiche
Aumento del contenuto di alluminio
- Le leghe ZA hanno una percentuale di alluminio significativamente più alta (8%) rispetto alle leghe Zamak (circa 4%).
Maggiore forza e resistenza allo scorrimento
- L'aumento del contenuto di alluminio aumenta la resistenza complessiva della lega.
- Aumenta anche la resistenza al creep, un materiale che cambia lentamente sotto sforzo costante.
Le applicazioni richiedono un'elevata forza e resistenza al creep
- La lega ZA è la prima scelta quando la forza e la resistenza alla distorsione sono fattori importanti.
Usi comuni
- Parti del veicolo: Accessori come staffe e parti del motore
- Accessori: pomelli, cerniere e serrature delle porte
- Attrezzature industriali: Materiali che richiedono un'elevata resistenza alla corrosione
Confronto tra le proprietà delle leghe Zamak e ZA
Ecco una tabella che confronta le principali caratteristiche delle leghe Zamak e ZA:
Selezione della giusta lega di zinco
La scelta della lega di zinco giusta dipende dalle vostre priorità. Avete bisogno di strutture difficili e di una produzione rapida? Le leghe di zinco vincono grazie alla loro straordinaria colabilità.
Tuttavia, se la resistenza e la resilienza sono fondamentali, scegliete le leghe ZA. Gestiscono masse più pesanti e resistono meglio alla flessione, ma la colata può essere più difficile.
Considerate:
- Zamak per oggetti di uso quotidiano come i pomelli delle porte
- Leghe ZA per elementi strutturali come le staffe delle automobili
Ecco una tabella che riassume le proprietà critiche delle leghe Zamak e ZA:
I vantaggi dei componenti in pressofusione di zinco
I pezzi in pressofusione di zinco si distinguono nell'industria manifatturiera per l'impressionante mix di proprietà e vantaggi economici. Ecco cosa lo rende così popolare:
- Punto di fusione basso: Il basso punto di fusione dello zinco (circa 380 °C) gli consente di fluire rapidamente negli stampi, creando forme spettacolari e pareti sottili. Questo significa che:
- Elaborazione più rapida: Gli stampi si riempiono più velocemente, con conseguente riduzione dei tempi di lavorazione.
- Meno errori: La portata più lenta riduce le possibilità che i prodotti finali siano esposti o incrinati.
- Forte tolleranza: La colata di zinco mantiene la sua forma in modo eccezionale dopo il raffreddamento, ottenendo pezzi con un design uniforme e tolleranze elevate. In questo modo si elimina la necessità di nuove attrezzature, risparmiando tempo e denaro.
Leghe di zinco: Proprietà meccaniche
Forza e duttilità
Le leghe di zinco offrono un ottimo equilibrio. Sono più resistenti della maggior parte delle leghe non metalliche convenzionali per la pressofusione. Le leghe di zinco possono sopportare carichi più elevati. Inoltre, sono ideali per le applicazioni che richiedono resistenza.
Vantaggi aggiuntivi
Resistenza naturale alla corrosione
Lo zinco offre una protezione naturale dalla corrosione, che lo rende adatto ad applicazioni in acqua o semplici. Questa resistenza naturale può essere ulteriormente migliorata con la placcatura o la cromatura per una protezione ancora maggiore, riducendo in alcuni casi la necessità di rivestimenti aggiuntivi.
Conduttività termica ed elettrica
La buona conducibilità termica dello zinco lo rende un materiale ideale per i dissipatori di calore, aiutando a prevenire la dissipazione del calore nei componenti elettronici. Le sue proprietà elettriche possono essere utili anche in alcune applicazioni elettriche.
Riciclabile
Lo zinco è altamente riciclabile. Gli scarti del processo di pressofusione e il vecchio materiale di zinco possono essere riutilizzati, contribuendo a una produzione sostenibile.
Costo
Lo zinco è relativamente economico e il processo di pressofusione è efficiente. Questa combinazione rende la pressofusione di zinco un processo di produzione di massa economicamente vantaggioso.
In conclusione, i componenti in zinco pressofuso offrono grandi proprietà come:
- velocità
- precisione
- forza
- convenienza economica
- rispetto dell'ambiente
Questo lo rende una soluzione versatile e preziosa per molte applicazioni in tutti i settori.
Processo di pressofusione per leghe di zinco
I componenti di pressofusione di zinco sono un processo ad alta pressione che trasforma lo zinco fuso in parti uniformi e dense.
- Pressofusione a camera calda: Modellare lo zinco con velocità La pressofusione a camera calda è molto efficace per le leghe di zinco grazie al loro basso punto di fusione. Ecco come:
- Preparazione degli stampi e zinco fuso: Gli stampi di metallo vengono puliti, ingrassati e preriscaldati. Nel frattempo, lo zinco fuso si trova in un forno di mantenimento, pronto per essere colato.
- Iniezione ad alta pressione: Uno stantuffo spinge lo zinco fuso ad alta pressione nello stampo, riempiendo ancora di più i dettagli.
- Solidificazione ed espulsione: Lo zinco si raffredda rapidamente e si solidifica, assumendo la forma dello stampo. Una volta indurito, lo stampo si apre e i perni di espulsione spingono fuori la nuova colata.
- Rifinitura e rifinitura: Il materiale in eccesso viene rimosso dalla materozza e dall'eccedenza. La colata può richiedere ulteriori finiture, come sbavatura, placcatura o verniciatura.
- Vantaggio della camera calda: Questo metodo consente tempi di ciclo più rapidi perché il metallo fuso è continuamente disponibile e la configurazione dell'apparecchiatura è più semplice rispetto ai metodi a camera fredda.
Il vantaggio della pressofusione rispetto ad altri metodi
La pressofusione offre vantaggi distinti rispetto ad altri metodi di fusione:
- Alta produzione e ripetibilità: L'alta pressione e l'automazione consentono di produrre rapidamente pezzi uniformi e di qualità.
- Forme complesse e tolleranze strette: La pressofusione eccelle nella creazione di forme intricate con pareti sottili e tolleranze strette, grazie a forme precise dello stampo e a pressioni di iniezione elevate.
La pressofusione di leghe di zinco offre un metodo rapido ed economico per produrre pezzi resistenti e di alta qualità in grandi quantità.
Applicazioni della pressofusione di zinco
I componenti in pressofusione di zinco sono utilizzati in diversi settori industriali. Vediamo alcuni esempi:
Industria automobilistica
La pressofusione di zinco è ampiamente utilizzata nell'industria automobilistica per molte applicazioni. Le parti pressofuse in zinco offrono all'industria automobilistica resistenza, precisione e risparmio di costi per componenti e parti. Di seguito sono riportate alcune delle applicazioni più utilizzate.
- Staffe del motore
- Alloggiamenti della trasmissione
- Maniglie delle porte
- Manopole
- Lunette
- Staffe
Industria dei consumi
I componenti in pressofusione di zinco hanno grandi esempi nell'industria dei beni di consumo. La pressofusione di zinco consente di realizzare design complessi e belli per i prodotti di consumo, producendo componenti di alta qualità per porte, ferramenta e mobili. Il processo fornisce prodotti durevoli e resistenti alla corrosione. Alcuni esempi comuni sono:
- Dissipatori di calore
- Pomelli delle porte
- Cerniere
- Parti di mobili
Illuminazione
Le parti in pressofusione di zinco presentano molti vantaggi nelle applicazioni elettriche. Le leghe di zinco sono più resistenti di molte plastiche o altre leghe metalliche. Lo zinco ha anche eccellenti proprietà di schermatura elettromagnetica e di smorzamento delle vibrazioni, entrambe desiderabili per la protezione dei componenti elettrici interni.
Alcuni esempi comuni sono:
- Apparecchi di illuminazione
- Riflettori
Robotica
Esiste un'enorme richiesta di componenti leggeri e funzionali in grado di gestire i movimenti ripetitivi dei robot. La pressofusione di zinco ha la grande capacità di produrre forme complesse con un rapporto resistenza-peso. Oggi la pressofusione di zinco viene studiata per essere utilizzata in molti componenti robotici, come ad esempio:
- Bracci robotici,
- Pinze
- Alloggiamento del sensore
Considerare la pressofusione di zinco rispetto a quella di alluminio
La scelta della pressofusione di zinco o di alluminio dipende dalle vostre priorità. Ecco una tabella che riassume le principali differenze:
Lo zinco eccelle per la stabilità della forma e del movimento, mentre l'alluminio rafforza i componenti rigidi.
Conclusione
Le leghe di zinco brillano nella pressofusione grazie alla loro combinazione vincente di materiale e convenienza. Offrono proprietà eccellenti, come:
- Buona resistenza
- Resistenza naturale alla corrosione
- Capacità di riciclare
Il processo di pressofusione offre pezzi più precisi, una maggiore velocità di produzione e una minore lavorazione successiva. Le leghe di zinco sono ideali per la produzione di alti volumi nelle industrie. Queste leghe hanno una vasta gamma di applicazioni, dall'industria automobilistica all'elettronica di consumo. La pressofusione di zinco sta silenziosamente plasmando il nostro mondo quotidiano.
Domande frequenti
Le leghe di zinco si appannano?
Anche le leghe di zinco sono soggette ad appannamento, ma non è come il ferro che arrugginisce. Ecco la ripartizione:
Appannamento vs. Ruggine: La ruggine è una corrosione associata al ferro (Fe). Il ferro si combina con l'ossigeno e l'umidità e dà origine all'ossido di ferro, comunemente noto come ruggine. Questa sostanza rossa e scagliosa distrugge il metallo.
Corrosione delle leghe di zinco: Se esposte all'atmosfera, le leghe di zinco reagiscono con l'ossigeno formando ossido di zinco. Questo strato offre una certa protezione agli strati successivi, ma si presenta sotto forma di una pellicola bianca che rovina la finitura.
Che cos'è la lega rame-zinco?
Un altro nome per l'ottone è lega di rame e zinco. È forse uno dei tipi di leghe metalliche più utilizzati e più flessibili in circolazione. L'ottone è una lega prodotta dalla combinazione di rame e zinco, con un rapporto più alto tra rame e zinco: circa 66% di rame e 34% di zinco.
Che cos'è la lega di rame e zinco?
La soluzione al cruciverba per il termine; una lega di rame e zinco sarebbe OTTONE.
Ecco perché:
Materiale: La lega di rame e zinco è comunemente chiamata ottone.
Lunghezza del cruciverba: "Ottone" è del tutto appropriato a cinque o sei lettere, lunghezza tipica delle risposte nei cruciverba.
Sebbene esistano altre leghe a base di rame, come la lega rame-stagno nota come bronzo, la più comune è l'ottone.
Che cos'è la lega di zinco?
La lega metallica di zinco è un tipo di metallo che ha come componente principale lo zinco, ma che include altri metalli per migliorarne le proprietà. Ecco la ripartizione:
Zinco: La base della lega che conferisce al materiale il costo, il peso e la formabilità ottimali.
Elementi di lega: Si tratta generalmente di metalli come l'alluminio, il rame, il magnesio e, a volte, il ferro. Ogni elemento contribuisce con proprietà specifiche: Ogni elemento contribuisce con proprietà specifiche:
Alluminio: Aumenta la resistenza, diminuisce il punto di fusione e favorisce la fusione.
Rame: Miglioramento delle proprietà quali la forza, la resistenza alla corrosione e la lavorabilità.
Magnesio: Migliora la stabilità dimensionale e la colabilità.
Il ferro può aumentare la forza e la resistenza alla corrosione, ma può anche rendere la lega fragile se usato in grandi quantità.
La lega di zinco può arrugginire?
Le leghe di zinco non arrugginiscono in senso proprio, perché la ruggine è una forma precisa di corrosione che si verifica sul ferro. Tuttavia, le leghe di zinco non arrugginiscono, ma si corrodono in modo diverso dall'acciaio. Ecco la ripartizione:
Ruggine: Il ferro (Fe) si combina con l'ossigeno (O2) e l'umidità (H2O) per produrre l'ossido di ferro (Fe2O3), generalmente noto come ruggine. Questa sostanza rossa e scagliosa fa perdere forza agli elementi.
Corrosione della lega di zinco: Se esposte all'atmosfera, le leghe di zinco possono creare uno strato di ossido di zinco, un composto di zinco e ossigeno. Questo strato protegge da un'ulteriore corrosione, ma produce una tonalità bianca sulla superficie che può rovinare l'aspetto del pezzo.
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