Lo zinco svolge un ruolo importante nella produzione contemporanea di veicoli, grazie alle sue eccezionali proprietà di resistenza alla corrosione, elevata durata e valore economico. Nel settore automobilistico, la zincatura è ampiamente utilizzata per proteggere dalla ruggine e dall'usura ambientale componenti in acciaio come bulloni, staffe e dispositivi di fissaggio. Per ottenere prestazioni ancora più elevate, soprattutto nei vani motore e nei sistemi di alimentazione, la zincatura-nichelatura offre una resistenza superiore al calore e alla corrosione, rendendola ideale per l'affidabilità a lungo termine. Nel frattempo, parti complesse e di alta precisione come le maniglie delle porte e gli alloggiamenti degli ingranaggi sono spesso realizzate attraverso la pressofusione di zinco per componenti automobilistici, che consente una produzione rapida e una qualità costante. Le soluzioni a base di zinco non solo aumentano le prestazioni, ma riducono anche la quantità di manutenzione da eseguire e il flusso di rifornimento, con un risparmio di milioni all'anno per i produttori. Grazie ai costi di attrezzaggio più bassi rispetto ad altri metalli e alla capacità di produrre grandi volumi, lo zinco rappresenta una decisione oculata da parte delle aziende automobilistiche per garantire qualità, prestazioni e ritorni economici.

In questo articolo esploreremo tre applicazioni cruciali: la zincatura automobilistica, la nichelatura e la pressofusione di parti automobilistiche, evidenziandone l'importanza, i vantaggi e la rilevanza futura nella progettazione dei veicoli.

Gli usi dello zinco nell'industria automobilistica

Perché lo zinco?

L'applicazione dello zinco nell'industria automobilistica presenta numerosi vantaggi. Non è facile da corrodere, si lega facilmente ad altri materiali e può esistere su una superficie liscia da pacificare ulteriormente, ad esempio con la verniciatura o la sigillatura. Lo zinco è economico, a differenza di altri metalli, senza contare che è anche ecologico, in quanto può essere riciclato senza danneggiare le sue proprietà.

Diversi usi dello zinco

Lo zinco viene utilizzato dalle case automobilistiche nel trattamento delle superfici, nei rinforzi strutturali e nel design. Che si tratti di bulloni e staffe esterne o di complessi componenti del motore, i processi a base di zinco non possono essere trascurati. Tra questi, metodi come la zincatura per autoveicoli, che riveste le parti metalliche per prevenire la ruggine, e la pressofusione di zinco per autoveicoli, che modella con precisione i componenti principali.

Zincatura per autoveicoli: Una protezione industriale

Che cos'è la zincatura per autoveicoli?

La zincatura automobilistica si riferisce al processo di elettrodeposizione di un sottile strato di zinco sui componenti automobilistici, in particolare quelli in acciaio. Questa zincatura forma uno strato sacrificale che si ossida al posto del metallo. Il processo aiuta a proteggere i componenti delle automobili dalla ruggine, aumentandone notevolmente la durata.

Vantaggi della zincatura sui veicoli

Il vantaggio principale della zincatura automobilistica è una maggiore protezione dalla corrosione. Il rivestimento offre inoltre un fondo solido per la vernice e gli adesivi, esalta la bellezza dei componenti e conserva le strutture in condizioni difficili. È anche economico, quindi adatto in caso di produzione su larga scala.

Casi d'uso comuni

Le parti più comuni che vengono sottoposte a zincatura nel settore automobilistico sono gli elementi di fissaggio, i componenti delle sospensioni, i tubi dei freni, le parti del sistema di alimentazione e i raccordi del telaio. L'umidità e il sale stradale tendono a corrodere queste aree nei punti metallici esposti. Lo zinco fornisce una prima linea di difesa contro la ruggine e l'usura meccanica.

Lo zinco nei componenti e nelle applicazioni automobilistiche

1. Maniglie delle porte

Lo zinco viene ampiamente utilizzato anche per produrre maniglie per porte esterne e interne con l'aiuto di un processo di pressofusione di zinco. Questi componenti devono essere molto resistenti, avere una finitura gradevole ed essere esenti da corrosione. Queste applicazioni trovano la loro collocazione ideale in leghe di zinco poiché possono essere fuse per dare la struttura richiesta e devono anche superare il test di durata e resistere alle intemperie, a qualsiasi contatto fisico e persino ai detergenti. La maniglia in lega di zinco per le porte è presente in quasi tutte le autovetture, conferendo loro non solo una funzionalità pratica, ma anche un fascino estetico.

2. Staffe e morsetti del tubo del carburante

Nelle auto, i morsetti e le staffe per i tubi del carburante sono importanti per tenere saldamente i tubi del carburante e guidarli di conseguenza sotto il telaio o il vano motore. Normalmente sono progettati con componenti in acciaio rivestiti di zinco per autoveicoli per prevenire la corrosione causata dal vapore del carburante, dall'acqua e dal sale stradale. Il rivestimento di zinco elimina la corrosione e la durata delle staffe supera la vita dello stesso veicolo. È molto importante proteggerle dalla corrosione perché si trovano vicino al fondo dell'auto e al sistema di alimentazione del carburante.

3. Raccordi e accoppiamenti avanzati per tubi freno

I raccordi e gli accoppiamenti delle tubazioni dei freni svolgono un ruolo importante nel sostenere la pressione di un sistema frenante idraulico. Si tratta di parti secondarie ma essenziali che vengono normalmente prodotte utilizzando parti automobilistiche zincate e nichelate per garantire una maggiore sicurezza contro la ruggine, soprattutto perché il liquido dei freni è igroscopico (assorbe l'umidità). Questi raccordi sono presenti su tutto il veicolo (in particolare nel sottoscocca e in prossimità del gruppo ruota), dove sono esposti a condizioni ambientali difficili.

4. Staffe Supporto motore

Le staffe di montaggio del motore mantengono il blocco motore con il resto del veicolo, come il telaio, per sostenere il peso del motore e contribuire ad assorbire le vibrazioni. Per questo motivo, per la realizzazione di tali staffe vengono utilizzate molte leghe di zinco tramite la pressofusione di parti automobilistiche, in quanto hanno un elevato rapporto tra resistenza e peso. Questi componenti devono affrontare il calore, la pressione e le vibrazioni della strada. Lo zinco non si usura e la corrosione non li danneggia, rendendoli affidabili per lunghi periodi, in particolare nei veicoli che necessitano di ripetuti cicli start-stop o di guida fuoristrada.

5. Coperchio della trasmissione

I coperchi della scatola della trasmissione della maggior parte dei veicoli sono pressofusi in lega di zinco. Questi coperchi devono coprire gli ingranaggi sensibili della trasmissione e le parti elettroniche, oltre a sigillare i fluidi ed escludere i detriti all'interno. La pressofusione di zinco offre uno stretto controllo delle dimensioni e un'eccellente finitura superficiale, che la rende molto adatta per le superfici di tenuta. Questi coperchi si trovano sul lato o sul fondo della scatola della trasmissione.

6. Bracci e supporti per tergicristallo

Un'altra applicazione comune delle pressofusioni di zinco sono i bracci dei tergicristalli e il montaggio della base. Questi componenti devono essere resistenti alla ruggine e non possono smettere di muoversi continuamente, anche in condizioni di bagnato e quando fa freddo. Questi componenti presentano vantaggi che rendono lo zinco ideale, in quanto conserva le proprietà meccaniche e consente un movimento fluido nel tempo. Queste parti si trovano nella parte inferiore del parabrezza e sono esposte a pioggia, neve e detriti stradali.

7. Casi di connettori elettrici

Con la crescente complessità dei veicoli moderni, gli alloggiamenti dei connettori elettronici sono diventati importanti per schermare e stabilizzare le connessioni insieme al cablaggio. A seconda della posizione, tali alloggiamenti possono essere realizzati con nichelatura di zinco, per uso automobilistico o in pressofusione di zinco integrale. Lo zinco offre un'eccezionale schermatura EMI (interferenze elettromagnetiche) e resistenza alla corrosione. Questi componenti si trovano ovunque nel veicolo, nel vano motore, nel cruscotto e sotto l'auto, dove l'elettronica è a rischio di calore o umidità.

8. Leve e attuatori del sistema HVAC

Gli attuatori e le leve dei sistemi HVAC regolano la direzione dell'aria e la temperatura all'interno del cruscotto di un veicolo. Tutte queste parti mobili devono muoversi liberamente e funzionare con movimenti ripetuti per molti anni. La pressofusione di zinco di componenti automobilistici è perfetta per queste parti, in quanto si applica alla produzione di componenti puntuali e di lunga durata in piccole dimensioni. Di solito si trovano dietro il cruscotto o la console, fissati a motori o comandi a cavo.

9. Staffe a forma di C che sostengono i piantoni dello sterzo.

La staffa del piantone dello sterzo è un componente strutturale che sostiene il punto in cui il piantone dello sterzo è attaccato o fissato all'interno del telaio del veicolo e del gruppo cruscotto. Le staffe sono solitamente realizzate in zinco automobilistico o in zinco pressofuso, a seconda del design. Devono essere robuste, smorzare le vibrazioni e prevenire l'affaticamento. Il piantone dello sterzo è un componente critico per la sicurezza e, grazie alle sue prestazioni costanti sotto pressione, lo zinco è un materiale affidabile in questo campo.

10. Supporti e custodia del sensore

Le auto dei modelli più recenti sono dotate di numerosi sensori: sistemi airbag, monitor della pressione degli pneumatici, monitor del motore e altri. La pressofusione di zinco per componenti automobilistici è popolare nella produzione di questi supporti e involucri per sensori, grazie alla sua capacità di fornire protezione da calore, polvere e vibrazioni. Grazie alla loro forma precisa, si adattano bene alle aree più strette. La stabilità termica e meccanica dello zinco contribuisce a mantenere la precisione del segnale e la sicurezza fisica di questi delicati componenti elettronici.

Resistenza alla corrosione dello zinco-nichel: Placcatura High Tech delle auto

Cosa c'è di speciale nello zinco-nichel?

La zincatura nichelata per autoveicoli è una versione aggiornata della zincatura tradizionale, alla quale viene aggiunto il nichel (solitamente 12-15%). Questa lega è associata a una migliore resistenza alla corrosione e a migliori prestazioni termiche, che sono fondamentali nei veicoli moderni, caratterizzati da condizioni di alta temperatura.

Vantaggi del rivestimento di zinco rispetto al rivestimento di zinco convenzionale

Rispetto allo zinco puro, la zincatura al nichel per autoveicoli resiste alla corrosione per oltre 1.000 ore nei test in nebbia salina. Inoltre, riduce la possibilità di infragilimento da idrogeno, una condizione che rende i metalli deboli. Questo lo rende più adatto per le parti ad alto stress o mission-critical.

Il suo utilizzo Dove si trova

La zincatura-nichelatura viene utilizzata per i sistemi di alimentazione, i connettori elettrici, i sistemi frenanti e i componenti del motore. Ha elevate prestazioni in condizioni ambientali estreme, quindi è il nome preferito quando si tratta di veicoli di lusso e commerciali di fascia alta. Le case automobilistiche lo scelgono solitamente per i modelli di lusso e per i veicoli da esportazione, dove la durata è fondamentale.

Pressofusione di zinco ad alta densità di parti automobilistiche: Precisione e potenza

La pressofusione nelle automobili

La pressofusione di zinco per componenti automobilistici prevede l'iniezione di zinco fuso in uno stampo ad alta pressione per formare pezzi con forme complesse e tolleranze ristrette. La pressofusione è il metodo per produrre nuovi pezzi, a differenza della placcatura, che prevede il rivestimento di quelli esistenti, utilizzando una lega di zinco.

Perché la pressofusione di zinco?

Le leghe di zinco sono eccellenti per la colata grazie al loro basso punto di fusione, alla resistenza e alla fluidità. La pressofusione di zinco per i componenti automobilistici produce pezzi altamente dettagliati, resistenti alla corrosione e strutturalmente solidi. Possono anche avere pareti sottili che riducono il peso senza diminuire la durata.

Erano componenti comuni realizzati

Esempi di parti realizzate con la pressofusione di zinco per il settore automobilistico sono le maniglie delle porte, gli alloggiamenti degli ingranaggi, le custodie degli airbag, i componenti dello sterzo e le staffe dei sensori. Questi componenti sfruttano la tenacità e la resistenza all'usura dello zinco, in particolare nelle composizioni meccaniche in movimento.

La zincatura vs. la pressofusione di zinco

Obiettivi diversi, interessi comuni

Mentre la zincatura per autoveicoli si concentra sulla protezione della superficie, la pressofusione di zinco per autoveicoli si concentra sull'integrità strutturale. Una superficie riveste, l'altra costruisce. Queste due cose sembrano diverse, ma allo stesso tempo entrambe contribuiscono alla sicurezza, alla durata e alle prestazioni dell'auto.

Impatto ambientale e impatto economico

I due metodi hanno il vantaggio della sostenibilità. Lo zinco può essere completamente riciclato e la placcatura e la pressofusione possono essere eseguite con scarti minimi. Inoltre, la placcatura zinco-nichel dell'industria automobilistica si allinea bene agli standard di produzione ecologica grazie alla sua lunga durata, che riduce la necessità di sostituire i pezzi.

Una pratica popolare e comune è la protezione dei metalli attraverso la zincatura, che riduce al minimo la vulnerabilità dei metalli alla ruggine. Non tutti i metalli possono essere zincati, ma i metalli industriali più diffusi possono funzionare abbastanza bene.

Metalli che possono essere zincati

1. Acciai non legati (acciaio al carbonio e acciaio legato)

I più comuni

Il metallo più comunemente zincato è l'acciaio. La zincatura presenta un rivestimento sacrificale che si corrode al posto dell'acciaio, conferendogli un vantaggio unico di resistenza alla corrosione. Si applica a dadi, bulloni, rondelle, staffe e anche a parti di automobili.

2. Ghisa

La ghisa può essere zincata, ma la superficie porosa del ferro può presentare difficoltà di adesione. Per ottenere un'adesione ottimale, è necessario eseguire un pretrattamento adeguato (come la pulizia con acidi e il decapaggio). Nelle attrezzature pesanti e nei sistemi di tubazioni pesanti si utilizza la ghisa zincata.

3. Acciaio inossidabile

Sebbene non sia usuale, l'acciaio inossidabile può essere zincato, anche se occorre prestare particolare attenzione alla preparazione della superficie, rispettando lo strato di ossido passivo naturalmente esistente, che gioca a favore dell'acciaio inossidabile rendendolo altamente resistente alla corrosione. Come di consueto, viene prima applicato un sottosmalto (come il nichel o il rame). Questo viene fatto quando si vuole dare una protezione aggiuntiva o un'adesione alla vernice.

4. Rame e leghe di rame (ad es., Stress, Bronzo)

Il rame e le leghe di rame possono ricevere una zincatura, anche se lo zinco può reagire con il rame producendo un rivestimento di scarsa qualità che non è stato trattato in modo appropriato. Spesso la prima applicazione può consistere in un'applicazione di nichel. Raccordi in ottone, pezzi idraulici e ferramenta decorativa. La zincatura viene utilizzata su raccordi, pezzi idraulici e ferramenta decorativa in ottone.

5. Alluminio (con restrizioni)

L'alluminio non può essere zincato facilmente, perché il suo ossido superficiale è reattivo. Tuttavia, se si adottano adeguate procedure di preplaccatura (come il trattamento con zinco), è possibile. La zincatura dell'alluminio è più complessa e viene normalmente utilizzata in presenza di particolari requisiti tecnici.

6. Zinco e leghe Zinco pressofuso (a volte lo zinco pressofuso viene utilizzato come ritocco o doppia lastra)

Sebbene non sia comune, la zincatura può essere effettuata sulle leghe di zinco, anche se può essere presa in considerazione quando è richiesto un aspetto uniforme delle superfici o si desidera una maggiore protezione dalla corrosione nelle applicazioni marine.

 Nota significativa sul successo della placcatura

• Il pretrattamento è importante. La pulizia, la mordenzatura con acido e l'applicazione di strati d'urto (come rame o nichel) consentono di ottenere un'adesione adeguata e una buona qualità del rivestimento.
• La finitura della superficie è importante. La deposizione uniforme dello zinco è possibile su superfici lisce e pulite.
• La zincatura è più comunemente ottenuta per elettrodeposizione, anche se in alcune situazioni sono applicabili la zincatura a caldo e la zincatura meccanica.

Standard di qualità e sicurezza

Soddisfare le aspettative della comunità globale. Che si tratti di zincatura o nichelatura automobilistica, questi processi devono aderire a standard globali come ASTM B633, ISO 4520 e linee guida specifiche per gli OEM. L'uso di test rigorosi garantisce che tutti i componenti siano conformi agli standard di sicurezza, corrosione e durata.

Precisione automatizzata

La produzione contemporanea si basa sull'uso della robotica e dell'intelligenza artificiale per garantire precisione e automazione. Le macchine per la pressofusione e le linee di placcatura sono ora spesso completamente automatizzate, garantendo che i processi di pressofusione e placcatura dello zinco per autoveicoli soddisfino le specifiche più severe con un errore umano minimo.

Problemi e soluzioni

Qual è la scusa dello zinco?

Sebbene lo zinco possa essere utilizzato con estrema facilità, non è in grado di resistere alle alte temperature come altri metalli, quali l'alluminio o il magnesio. Inoltre, la zincatura per autoveicoli non è sempre in grado di funzionare bene in ambienti marini senza ulteriori strati di sigillatura o passivazione.

I progressi tecnologici

Gli studi in corso si spingono anche nel campo dei rivestimenti ibridi, della placcatura a deposizione nano-stratificata e di una metodologia di post-trattamento superiore. I nuovi metodi migliorano le prestazioni della placcatura di zinco-nichel in presenza di sollecitazioni più elevate, rendendola compatibile con le piattaforme dei veicoli elettrici e ibridi.

Il futuro dello zinco nella produzione di automobili

Flessibilità del veicolo elettrico

Con la transizione del settore verso i veicoli elettrici (EV), cresce la necessità di materiali leggeri e resistenti alla corrosione. La pressofusione di zinco per i componenti automobilistici si sta rivelando fondamentale per gli alloggiamenti delle batterie dei veicoli elettrici, i componenti dei motori e i sistemi di gestione dei cavi, grazie alla sua forza e conduttività.

Crescita e domanda continue

Con l'aumento dei livelli di produzione automobilistica nel mondo e l'applicazione di severe normative ambientali da parte dei datori di lavoro, le soluzioni a base di zinco continueranno ad aumentare. Che si tratti di zincatura standard per autoveicoli, di "zincatura nichelata" avanzata per autoveicoli o di pressofusione innovativa di parti di autoveicoli, questi metodi daranno forma alla prossima generazione di veicoli sicuri e sostenibili.

Conclusione

Lo zinco ha svolto un ruolo fondamentale nell'industria automobilistica, poiché offre vantaggi incomparabili in termini di corrosione, produzione ed economia. Sia che venga applicato come strato protettivo attraverso la zincatura per autoveicoli, sia che venga potenziato con il nichel in zincatura nichelatura automotiveo formato in componenti di alta precisione tramite la pressofusione di zinco, lo zinco continua a guidare l'innovazione in tutti i livelli di produzione dei veicoli. Poiché l'industria si sta dirigendo verso soluzioni elettriche, leggere e più durevoli, i prodotti a base di zinco continueranno a svolgere un ruolo centrale in quanto l'industria mira a fornire automobili efficienti, sicure e dal design sostenibile.

Domande frequenti 

1. In che modo la zincatura può essere utilizzata nelle automobili?

La zincatura previene la corrosione o l'arrugginimento delle parti dell'auto. Viene inoltre ampiamente applicata su bulloni, staffe e dispositivi di fissaggio per aumentarne la durata e farli durare più a lungo.

2. In cosa si differenzia la zincatura dalla zincatura-nichelatura?

La zincatura si applica allo zinco puro, ma la zincatura-nichel combina il nichel per resistere meglio alla corrosione e alle alte temperature ed è adatta alle parti del motore e del sistema di alimentazione.

3. Quali sono i componenti automobilistici che vengono fusi utilizzando lo zinco?

Le applicazioni delle maniglie delle porte, degli alloggiamenti degli ingranaggi e delle staffe sono parti pressofuse in lega di zinco. Sono robusti, leggeri ed estremamente precisi.

4. Tutti i metalli sono zincabili?

Acciaio, ottone e ferro sono solitamente placcati con zinco. Anche l'alluminio e l'acciaio inossidabile possono essere placcati, ma richiedono preparazioni speciali.

5. Qual è la soluzione più efficace, la zincatura per la protezione dalla ruggine o la verniciatura?

La zincatura è preferibile, sì, perché è più resistente alla corrosione per lunghi periodi, soprattutto in ambienti difficili, e non è soggetta a scheggiature e distacchi come la vernice.