Ligas de zinco para fundição sob pressão: Ligas metálicas de zinco 2024

Mais de 25 ligas de zinco foram desenvolvidas até o momento. Da mesma forma, as ligas de zinco têm duas famílias importantes: as ligas zamak e za. As ligas de zinco contribuem significativamente para as peças fundidas sob pressão. Por exemplo, de estações de carregamento de veículos elétricos (EV) a componentes de smartphones e móveis de design, a fundição sob pressão de zinco predomina em todos os lugares. 

Fonte: (Sistema de carregamento dinâmico sem fio para veículos elétricos baseado em placas segmentadas de liga de zinco)

Autores: Anurag A. Gadgil, Arya Bairoliya, e Balamurugan Parandhaman

Pesquisadores da Universidade de Linköping inventaram uma bateria recarregável de zinco-lignina. Esse design é exclusivo e muito confiável, pois tem uma vida útil de mais de 8.000 ciclos de carga e descarga. Essa inovação tem o potencial de oferecer uma fonte barata e duradoura de armazenamento de energia em áreas onde a eletricidade é escassa.

O aumento dos veículos elétricos apresenta desafios únicos devido à necessidade de componentes leves. As ligas de zinco melhoraram a relação resistência/peso. Elas também são usadas em carcaças de baterias de veículos elétricos e componentes de estações de carregamento.

As ligas de zinco não são apenas ligas. Elas são ideais para muitas peças industriais, como:  

Setor automotivo

• Maçanetas das portas
• Grelhas de radiadores
• Molduras de instrumentos
• Componentes do motor

Bens de consumo

• Peças de eletrodomésticos
• Ferragens para armários
• Brinquedos

 Eletrônicos

• Controles remotos de TV,
• Compartimentos de alto-falantes para computadores
• Blindagem contra interferência eletromagnética

Construção

• Maçanetas,
• Ferragens para janelas
• Rmateriais de cobertura
• Elementos arquitetônicos decorativos

Outros setores

• artigos esportivos, como tacos de golfe

Neste artigo, aprenderemos sobre as ligas de zinco para fundição sob pressão, seu processo, materiais, vantagens, aplicações e tipos envolvidos.

Lista de ligas completas de zinco (composição e exemplos)

Entendendo as ligas de zinco para componentes de fundição sob pressão

As ligas de zinco são materiais versáteis para componentes de fundição sob pressão. Por que ligas de zinco?

• Excelente capacidade de fundição
•  Produção rápida
• Mínimo de defeitos de fundição
• Excelente estabilidade dimensional
• Boas propriedades mecânicas
• Maior resistência
• Alta ductilidade
• Alta resistência ao impacto
• Resistência natural à corrosão
• Excelente acabamento de superfície
•  Custo-benefício

O que são ligas de zinco?

As ligas de zinco são um grupo versátil de metais. O zinco (Zn) é o principal elemento das ligas de zinco. As ligas de zinco também têm outros elementos, cada um com uma natureza específica de acordo com a aplicação. Aqui está um detalhamento das combinações mais comuns e seus resultados

Ligas populares de fundição sob pressão de zinco

Zamak e ZA são as famílias populares de ligas de zinco para fundição sob pressão. Cada uma delas tem composições padronizadas. As ligas Zamak normalmente contêm cerca de 4% de alumínio, enquanto as ligas ZA têm um teor de alumínio mais alto (até 8%) para aumentar a resistência.

As ligas de zinco para fundição sob pressão são apresentadas em duas famílias principais, cada uma atendendo a requisitos específicos:

Composto de Zamak (Zamak 3, 5 e 7)

Características:

Boa capacidade de fundição

• A liga de Zamak é altamente resistente à fusão e flui facilmente nos moldes, resultando em formas mais fortes e paredes mais finas. 
• Isso permite ciclos de produção mais rápidos e menos erros de fundição.

Resistência e ductilidade equilibradas: 

• Essas ligas proporcionam um bom equilíbrio entre resistência e flexibilidade. 
• Elas são mais resistentes do que a maioria das ligas não metálicas de fundição sob pressão.
• Eles podem suportar cargas descendentes, mas também têm alguma resistência.

Excelente resistência à corrosão

• As ligas de Zamak têm resistência inerente à corrosão.
• Eles podem ser ainda mais aprimorados por galvanização ou cromação.

Usos comuns

Devido ao seu formato muito esférico, a tinta Zamac é amplamente utilizada em várias aplicações, por exemplo

• Peças de veículos: maçanetas das portas, grades do radiador, molduras dos instrumentos
• Consumíveis: maçanetas de torneiras, peças de eletrodomésticos, ferragens de armários e brinquedos
• Eletrônicos: carcaça, dissipadores de calor e outros componentes

Ligas ZA (ZA-8, ZA-12, ZA-27)

Características

Aumento do teor de alumínio

• As ligas ZA têm uma porcentagem significativamente maior de alumínio (8%) do que as ligas Zamak (cerca de 4%).

Maior força e resistência à fluência

• O aumento do teor de alumínio aumenta a resistência geral da liga. 
• Ele também aumenta a resistência à fluência, um material que muda lentamente sob estresse constante.

As aplicações exigem alta força e resistência à fluência

• A liga ZA é a primeira opção quando a força e a resistência à distorção são fatores importantes. 

Usos comuns

• Peças do veículo: Acessórios, como suportes e peças do motor
• Acessórios: maçanetas, dobradiças e fechaduras de portas
• Equipamentos industriais: Materiais que exigem alta resistência à corrosão

Comparação de propriedades de ligas de Zamak e ZA

Aqui está uma tabela que compara as principais características das ligas Zamak e ZA:

Selecionando a liga de zinco correta

A escolha da liga de zinco correta depende de suas prioridades. Precisa de estruturas difíceis e produção rápida? As ligas de Zamak ganham com sua incrível capacidade de fundição. 

Entretanto, se a maior resistência e resiliência forem cruciais, escolha as ligas ZA. Elas suportam massas mais pesadas e resistem melhor à flexão, mas a fundição pode ser mais complicada.

Considere:

• Zamak para itens de uso diário, como maçanetas
• Ligas de ZA para elementos estruturais, como suportes de automóveis

Aqui está uma tabela que resume as propriedades críticas das ligas Zamak e ZA:

As vantagens dos componentes de fundição sob pressão de zinco

A peça de fundição sob pressão de zinco se destaca no setor de fabricação por sua impressionante combinação de propriedades e vantagens econômicas. Veja a seguir o que a torna tão popular:

• Baixo ponto de fusão: O baixo ponto de fusão do zinco (cerca de 380 °C) permite que ele flua rapidamente para os moldes, criando formas dramáticas e paredes finas. Isso significa que: 
• Processamento mais rápido: Os moldes se enchem mais rapidamente, resultando em processos mais curtos. 
• Menos erros: A taxa de fluxo mais lenta reduz as chances de os produtos finais ficarem expostos ou rachados. 
• Tolerância forte: A fundição de zinco mantém sua forma excepcionalmente bem após o resfriamento, resultando em peças com design uniforme e tolerâncias rígidas. Isso elimina a necessidade de novos equipamentos, economizando tempo e dinheiro. 

Ligas de zinco: Propriedades mecânicas

Resistência e ductilidade

As ligas de zinco proporcionam um equilíbrio maravilhoso. Elas são mais fortes do que a maioria das ligas não metálicas convencionais de fundição sob pressão. As ligas de zinco podem suportar cargas maiores. Além disso, são ideais para aplicações que exigem resistência. 

Vantagens adicionais

Resistência natural à corrosão

O zinco oferece proteção natural contra a corrosão, o que o torna adequado para aplicações simples ou em água. Essa resistência natural pode ser aprimorada por galvanização ou cromagem para uma proteção ainda maior, reduzindo a necessidade de revestimentos adicionais em alguns casos. 

Condutividade térmica e elétrica 

A boa condutividade térmica do zinco faz dele um material ideal para dissipadores de calor, ajudando a evitar a dissipação de calor em componentes eletrônicos. Suas propriedades elétricas também podem ser úteis em algumas aplicações elétricas. 

Reciclável 

O zinco é altamente reciclável. A sucata do processo de fundição sob pressão e o material antigo de zinco podem ser reutilizados, contribuindo para a produção sustentável. 

Custo 

O zinco em si é relativamente econômico, e o processo de fundição sob pressão é eficiente. Essa combinação faz com que a fundição de zinco seja um processo de produção em massa economicamente amigável. 

Em conclusão, as peças fundidas em zinco oferecem excelentes propriedades, como:

• velocidade
• precisão
• força
• acessibilidade econômica
• respeito ao meio ambiente

Isso o torna uma solução versátil e valiosa para muitas aplicações em todos os setores.

Processo de fundição sob pressão para ligas de zinco 

Os componentes de fundição de zinco são um processo de alta pressão que transforma o zinco fundido em peças uniformes e densas.

• Fundição sob pressão com câmara quente: Moldando o zinco com velocidade A fundição sob pressão em câmara quente é muito eficiente para ligas de zinco devido ao seu baixo ponto de fusão. Veja como: 
• Preparação de matrizes e zinco fundido: Os moldes de metal são limpos, lubrificados e pré-aquecidos. Enquanto isso, o zinco derretido fica em um forno de espera, pronto para ser fundido. 
• Injeção de alta pressão: Um êmbolo força o zinco fundido sob alta pressão no molde, preenchendo ainda mais detalhes. 
• Solidificação e ejeção: O zinco esfria rapidamente e se solidifica, tomando a forma do molde. Depois de endurecido, o molde se abre e os pinos ejetores empurram a nova peça fundida para fora. 
• Corte e acabamento: O excesso de material é removido do jito e do excesso. A fundição pode exigir acabamento adicional, como rebarbação, galvanização ou pintura.
• Vantagem da câmara quente: Esse método proporciona tempos de ciclo mais rápidos porque o metal fundido está continuamente disponível, e a configuração do equipamento é mais simples do que os métodos de câmara fria. 

A vantagem da fundição sob pressão sobre outros métodos 

A fundição sob pressão oferece vantagens distintas em relação a outros métodos de fundição:

• Alta produção e repetibilidade: A alta pressão e a automação permitem a produção rápida de peças uniformes e de qualidade.
• Formas complexas e tolerâncias rígidas: A fundição sob pressão é excelente na criação de formas complexas com paredes finas e tolerâncias rígidas devido às formas precisas do molde e às altas pressões de injeção.

A fundição sob pressão de liga de zinco oferece um método rápido e econômico de produzir peças resistentes e de alta qualidade em grandes quantidades.

Aplicações da fundição sob pressão de zinco

As peças de fundição sob pressão de zinco são usadas em vários setores. Vamos explorar alguns exemplos:

Setor automotivo

A fundição sob pressão de zinco é amplamente utilizada no setor automotivo para muitas aplicações. As peças fundidas sob pressão de zinco proporcionam ao setor automotivo resistência, precisão e economia de custos para componentes e peças. Algumas das aplicações mais comumente usadas são apresentadas a seguir.

• Suportes do motor 
• Carcaças de transmissão
• Maçanetas das portas
• Botões
• Molduras
• Suportes

Setor de consumo

As peças de fundição sob pressão de zinco têm ótimos exemplos no setor de consumo. A fundição sob pressão de zinco permite designs complexos e bonitos para produtos de consumo, produzindo peças de alta qualidade para portas, ferragens e móveis. O processo fornece produtos duráveis e resistentes à corrosão. Alguns exemplos comuns são:

• Dissipadores de calor
• Puxadores de porta
• Dobradiças 
• Peças para móveis

Iluminação

As peças de fundição sob pressão de zinco têm muitas vantagens em aplicações elétricas. As ligas de zinco são mais resistentes do que muitos plásticos ou outras ligas metálicas. O zinco também tem excelentes propriedades de blindagem eletromagnética e amortecimento de vibrações, ambas desejáveis para a proteção de componentes elétricos internos.

Alguns exemplos comuns são:

• Luminárias
• Refletores

Robótica

Há uma enorme demanda por componentes leves e funcionais que possam lidar com movimentos repetitivos de robôs. A fundição sob pressão de zinco tem a grande capacidade de produzir formas complexas com uma relação resistência-peso. Atualmente, a fundição sob pressão de zinco está sendo investigada para uso em muitas peças robóticas, como:

• Braços robóticos,
• Garras
• Compartimento do sensor

Considerando a fundição sob pressão de zinco versus a fundição sob pressão de alumínio

A escolha da fundição de zinco ou alumínio depende de suas prioridades. Aqui está uma tabela que resume as principais diferenças:

O zinco é excelente em termos de estabilidade de forma e movimento, enquanto o alumínio fortalece os componentes rígidos.

Conclusão

As ligas de zinco brilham na fundição sob pressão devido à sua combinação vencedora de material e custo-benefício. Elas oferecem excelentes propriedades, como:

• Boa resistência
• Resistência natural à corrosão
• Capacidade de reciclagem

O processo de fundição sob pressão oferece peças mais precisas, velocidades de fabricação mais rápidas e menos pós-processamento. As ligas de zinco são ideais para a fabricação de grandes volumes nas indústrias. Essas ligas têm uma variedade de aplicações, desde automotivas até eletrônicos de consumo. A fundição sob pressão de zinco está moldando silenciosamente o nosso mundo cotidiano.

Perguntas frequentes

As ligas de zinco ficam manchadas?

As ligas de zinco também são propensas a ficarem manchadas, mas não é como o ferro que enferruja. Aqui está um detalhamento:

Mancha vs. ferrugem: A ferrugem é a corrosão associada ao ferro (Fe). O ferro se combina com o oxigênio e a umidade e libera óxido de ferro, que é comumente conhecido como ferrugem. Essa substância vermelha e escamosa destrói o metal.

Corrosão de ligas de zinco: Quando expostas à atmosfera, as ligas de zinco reagem com o oxigênio para formar óxido de zinco. Essa camada oferece alguma proteção para as camadas posteriores, mas vem na forma de uma película branca que estraga o acabamento.

O que é liga de cobre e zinco?

Outro nome para latão é liga de cobre e zinco. Talvez esse seja um dos tipos de ligas metálicas mais amplamente utilizados e mais flexíveis que existem. O latão é uma liga produzida pela combinação de cobre e zinco, com uma proporção maior de cobre do que de zinco, sendo cerca de 66% de cobre e 34% de zinco.

O que é liga de cobre e zinco em palavras cruzadas?

A solução do jogo de palavras cruzadas para o termo; uma liga de cobre e zinco seria BRASS.

Veja por quê:

Material: A liga de cobre e zinco é comumente chamada de latão.

Comprimento das palavras cruzadas: "Brass" é totalmente apropriado com cinco ou seis letras, comprimentos típicos para as respostas em palavras cruzadas.

Embora existam outras ligas à base de cobre, como a liga de cobre-estanho conhecida como bronze, a mais comum é o latão.

O que é liga metálica de zinco?

A liga de zinco metálico é um tipo de metal que tem o zinco como componente principal, mas outros metais são incluídos para melhorar suas propriedades. Aqui está um detalhamento:

Zinco: A base da liga que proporciona o custo, o peso e a conformabilidade ideais do material.

Elementos de liga: Geralmente são metais como alumínio, cobre, magnésio e, às vezes, ferro. Cada elemento contribui com propriedades específicas: Cada elemento contribui com propriedades específicas:

Alumínio: Aumenta a resistência, diminui o ponto de fusão e ajuda na fundição.

Cobre: Melhorias nas propriedades, como força, resistência à corrosão e usinabilidade.

Magnésio: Aumenta a estabilidade dimensional e a capacidade de fundição.

O ferro pode aumentar a força e a resistência à corrosão, mas também pode tornar a liga frágil quando usado em grandes quantidades.

A liga de zinco pode enferrujar?

As ligas de zinco não enferrujam no sentido real, pois a ferrugem é uma forma precisa de corrosão que ocorre no ferro. Entretanto, as ligas de zinco não enferrujam; elas se corroem de forma diferente do aço. Aqui está um detalhamento:

Ferrugem: O ferro (Fe) combina-se com o oxigênio (O2) e a umidade (H2O) para produzir óxido de ferro (Fe2O3), geralmente conhecido como ferrugem. Essa substância vermelha e escamosa faz com que o elemento perca sua resistência.

Liga de zinco Corrosão: Quando expostas à atmosfera, as ligas de zinco podem criar uma camada de óxido de zinco, um composto de zinco e oxigênio. Essa camada protege contra corrosão adicional, mas cria uma tonalidade branca na superfície que pode prejudicar a aparência da peça.