O Zamak 3 é uma liga de zinco. É fácil de fundir. É forte e estável. O alumínio 4% ajuda a fluir. Isso possibilita a criação de peças detalhadas. É usado em carros, eletrônicos e hardware. A maciez significa que são necessárias ferramentas de metal duro para usiná-lo. Os revestimentos combatem a corrosão.

Este artigo descreve os recursos do Zamak 3, seu funcionamento, as principais variantes e por que ele é escolhido para projetos eficientes e de precisão.

Definição e visão geral do Zamak 3

No Zamak 3, o alumínio, o cobre e o magnésio também estão presentes, incluindo o elemento principal do zinco. Ele tem várias características de resistência à corrosão, resistência ao desgaste, força e usinabilidade. Isso é benéfico para a maioria dos setores, especialmente o industrial.

Estrutura dendrítica e fases do Zamak 3

A liga à base de zinco Zamak 3 tem certas qualidades. Sua microestrutura é única. A formação de uma estrutura dendrítica ocorre durante sua fase de solidificação.

Há duas fases principais (alfa e beta) nessa estrutura. A fase alfa consiste em um zinco rico, enquanto na fase beta há mais alumínio. Essas fases determinam a resistência e a durabilidade da liga.

Composição e propriedades do Zamak 3

A. Composição química

Faixas de porcentagem

A liga do Zamak 3 tem principalmente zinco. Ela é composta de outros conteúdos de liga. Há, por exemplo, 3,5%-4,3% de alumínio e 95,6%-96,5% de zinco. Ele também inclui magnésio (0,02% - 0,05%) e cobre (0,10% - 0,25%).

Função de cada elemento no Zamak 3

Fundição sob pressão de zinco funciona como o elemento base da liga Zamak 3. Ele proporciona sua integridade estrutural. O alumínio contribui para melhorar a fluidez. Ele torna a liga muito mais forte, formando uma solução sólida.

A liga de magnésio refina a estrutura do grão. Como resultado, ela cria uma dureza melhor e diminui a fragilidade.

Para competir com as condições de alta tensão, a adição de cobre aumenta a resistência à tração e ao desgaste do Zamak 3.

Se o chumbo, o cádmio e o estanho (impurezas) estiverem presentes (mais de 0,005% cada) na liga, isso pode afetar a resistência mecânica. Isso leva a rachaduras ou corrosão.

B. Propriedades físicas

Coeficiente de expansão térmica

O Zamak 3 tem cerca de 27,4 µm/m°C de coeficiente de expansão térmica. É por isso que você pode expandir a liga em até 0,0274 mm para cada 1°C de temperatura. Especialmente em uma peça de trabalho de 1 metro de comprimento.

Condutividade elétrica

As ligas de zamak têm condutividade elétrica. Isso é cerca de 28% do Padrão internacional de cobre recozido (IACS). No entanto, ele é menos condutivo em comparação com o cobre puro. Mas você pode usá-los para componentes como conectores.

Capacidade térmica específica

Há 420 joules de capacidade térmica no Zamak 3. Especificamente, isso ajuda a melhorar a temperatura da liga de 1 kg em até 1°C.

Estou atrasado alguns minutos; minha reunião anterior está acabando. O Zamak 3 derrete a 385 °C. Ele também tem um calor latente de fusão de 113 kJ/kg.

Quando a temperatura sobe 150 °C, é mais provável que essa liga perca sua resistência.

No entanto, ele mantém a estabilidade dimensional e é adequado para peças com temperaturas baixas a moderadas.

C. Propriedades mecânicas do Zamak 3

Curvas de tensão e deformação

A imagem mostra duas condições da curva de tensão e deformação dos lingotes de zamak 3. Uma delas é como recozido (suavizado) e o outro é tratado com solução (SFT).

O produto recozido apresenta resistência ao escoamento de 143 MPa. Quando submetido ao SFT, ele melhora e atinge 212 MPa.

Outro motivo para essas melhorias é a redistribuição das fases de alumínio e zinco durante o aquecimento.

Resistência à fadiga

Após completar 10 milhões de ciclos, o Zamak 3 atinge 50 MPa de resistência à fadiga. Isso também significa que a liga pode suportar tensões múltiplas ou repetidas em torno de 50 MPa sem falhar.

Resistência ao impacto

A resistência ao impacto em torno de 48 J/cm² permite que a liga absorva choques repentinos. Há 80 a 100 HB (dureza). Para verificar isso, os fabricantes pressionam uma esfera de aço de 10 mm no lingote sob uma carga de 500

Vantagens do Zamak 3

1. Alta relação entre resistência e peso

O Zamak 3 tem uma alta relação entre resistência e peso. Isso se deve à sua resistência à tração e à presença de uma densidade de 6,6 g/cm³. Isso também afeta seu peso, tornando-o mais forte do que certos plásticos. Ele também é leve, porém mais durável que o aço.

2. Resistência à corrosão

Essa liga sofre menos corrosão porque há uma camada protetora de óxido de zinco. Essa camada ocorre em sua superfície e evita a oxidação.

Isso também é eficaz em condições úmidas ou levemente ácidas. Portanto, eles oferecem durabilidade de longo prazo como resultado.

3. Excelente capacidade de moldagem

Você pode usar as três ligas Zamak para fabricar peças com paredes muito finas. Elas podem conter formas complexas e podem ser tão finas quanto 0,5 mm.

Ele produz peças com superfícies muito boas. Por esse motivo, as peças precisam de um mínimo de usinagem ou pós-processamento. Isso acaba economizando tempo de produção e custos de mão de obra.

4. Propriedades de amortecimento de vibração

O Zamak 3 reduz efetivamente as vibrações. Isso significa que ele pode absorver até 30% a mais de energia. Isso é melhor do que o aço.

Esse recurso funciona reduzindo o ruído e o desgaste de itens como peças móveis. Portanto, máquinas e sistemas automotivos optam por ele.

Aplicações do Zamak 3

Setor automotivo

O setor automotivo geralmente escolhe a Zamak 3 para fabricar suas peças. Por exemplo, componentes do sistema de combustível, maçanetas de portas e caixas de câmbio.

Além disso, ele tem menos peso. Isso, por sua vez, aumenta a eficiência do combustível. A propriedade de resistência à corrosão é adequada para ambientes adversos.

Indústria aeroespacial

Os fabricantes produzem peças estruturais não críticas usando esse lingote. Por exemplo, suportes e fixadores.

Ele amortece as vibrações, o que diminui o estresse e aumenta a segurança. Esse recurso é útil em sistemas de aeronaves.

Setor elétrico

O Zamak 3 é usado no setor elétrico para fabricar conectores, interruptores e caixas.

Ele tem boa condutividade elétrica e pode lidar com aparelhos sensíveis. Isso se deve ao fato de sua interferência eletromagnética escudo.

Setor de hardware

O setor de ferragens utiliza o Zamak 3 para fechaduras, dobradiças e peças de decoração. Ele produz peças com desenhos detalhados devido à sua capacidade de fundição. A resistência à corrosão aumenta a durabilidade em objetos externos.

Aplicações de blindagem

Em fechamentos eletrônicos, o Zamak 3 forma blindagens EMI. Ele protege as partes sensíveis das ondas eletromagnéticas. Os setores incluem telecomunicações e computação.

Materiais equivalentes e substitutos

Materiais equivalentes ao Zamak 3

Comparação de ligas de Zamak:

Todas as outras ligas de zamak, incluindo zamak 2, 3, 5 e 7, contêm composições e atributos diferentes.

• O Zamak 2 inclui maior liga de cobre de 2,7% a 3,3%. Portanto, eles oferecem maior resistência, mas menor ductilidade.
• O Zamak 3 tem alumínio, magnésio e cobre em faixas variadas. Ele proporciona resistência e capacidade de fundição equilibradas.
• O Zamak 5 contém um teor de cobre de 0,75%-1,25. É por isso que a liga oferece boa resistência ao desgaste.
• O Zamak 7 resiste bem à corrosão devido a uma quantidade menor de magnésio 0,005% - 0,02%.

Substitutos

Alumínio:

A resistência à tração do alumínio (A380) é de 324 MPa. A densidade é de cerca de 2,71 g/cm³. Suas vantagens são a leveza e o preço acessível. É mais adequado para o setor automotivo e aeroespacial.

Latão:

A resistência à tração do latão C36000 é de 469 Mpa. A densidade varia de 8,5 g/cm³. Ele é forte e resiste bem à corrosão. No entanto, custa mais caro e é mais pesado. Usado para encanamento.

Bronze:

310 mpa é a resistência à tração do bronze C93200. Sua densidade é de 8,8 g/cm³. Essa liga é cara e densa, mas resiste ao desgaste em peças como rolamentos.

Entre esses substitutos, o zamak 3 tem menos peso em comparação com o latão e o bronze. No entanto, é mais pesado que o alumínio. Você pode escolhê-los como uma opção econômica para a fabricação de aplicações gerais. Enquanto isso, as subárvores atendem a determinadas necessidades.

Usinagem e fabricação

Velocidades de corte e taxas de avanço:

Os metalúrgicos usinam lingotes de Zamak 3, aplicando velocidades de corte de 100 a 150 m/min. A taxa de avanço varia entre 0,05 e 0,15 mm. Esses parâmetros funcionam para remover peças durante a ejeção.

Materiais de ferramentas

O material da ferramenta deve ser de metal duro ou aço rápido (HSS). Esses materiais são recomendados devido à sua usinabilidade para o Zamak 3.

Elas atendem à importante durabilidade e proporcionam a afiação exata. Assim, a ferramenta lida com a maciez do lingote e resiste ao desgaste.

Desafios de usinagem

A característica de maciez do Zamak 3 causa desgaste da ferramenta e formação de rebarbas. Esse é o principal desafio que a fundição de Zamak 3 enfrenta na usinagem.

A otimização de ferramentas e projetos resulta em melhores resultados. Por exemplo, a manutenção dos aspectos de resfriamento ou corte.

Técnicas de união

Você pode montar diferentes partes do Zamak 3 usando técnicas de solda ou adesivos.

Além disso, não há necessidade de soldagem. Porque ela pode enfraquecer o metal e causar problemas estruturais.

Resistência à corrosão e tratamento de superfície

1. Resistência à corrosão

Mecanismos eletroquímicos

O zinco oxida quando é exposto à umidade ou ao oxigênio. Esse é o motivo da corrosão no Zamak 3 por meio de reações eletroquímicas.

Fatores ambientais que afetam o Zamak 3:

Os problemas de corrosão aumentam no Zamak 3 se confrontados com fatores ambientais como umidade, níveis de pH e exposição a sais.

2. Tratamento de superfície Zamak 3

Cromagem:

A técnica de cromagem é uma maneira eficaz de proteger as peças contra a corrosão. Nela. Ocorre uma camada de óxido de cromo.

Esse é um tipo de revestimento fino de 0,5 a 2 µm. No entanto, há uma preocupação ambiental devido ao cromo hexavalente.

Anodização:

O processo de anodização cria uma camada de óxido mais espessa usando técnicas eletroquímicas. Seus benefícios incluem maior resistência à corrosão e melhor dureza da superfície.

Esse processo, no entanto, precisa de controle adequado sobre a tensão e a composição do eletrólito.

Pintura:

Esse processo aplica um primer e uma camada de tinta à peça. Há etapas necessárias a serem seguidas antes da pintura. Por exemplo, limpeza e fosfatização.

Assim, as camadas aderem bem. Uma peça após o revestimento de tinta recebe um escudo protetor e uma aparência bonita. Mas a tinta pode ser removida com o tempo.

Revestimento em pó:

Os fabricantes usam pó carregado eletrostaticamente para revestir as peças. Ele é curado adequadamente para garantir a adesão. As peças obtêm maior durabilidade e camadas mais espessas com menos impacto ambiental.

Conclusão:

A liga Zamak 3 é usada especialmente em aplicações gerais. É um lingote versátil que oferece excelente capacidade de fundição e resistência e resiste à corrosão. Devido a seus atributos de equilíbrio, é utilizada por setores como o automotivo, aeroespacial, elétrico e de hardware.

O material da ferramenta, os tratamentos de superfície e os parâmetros de usinagem são importantes para aumentar o desempenho da liga. Esses metais também são baratos e duráveis e estão se tornando motivo de vários usos industriais.