Comparación entre la tecnología de fundición a presión de zinc y la de fundición a presión de aluminio

En la industria manufacturera moderna bajo la ola de desarrollo vigoroso, la tecnología de fundición a presión con su alta eficiencia, características de alta precisión, en el automóvil, la electrónica, la industria aeroespacial y muchos otros campos ampliamente utilizados. La fundición a presión de zinc y la fundición a presión de aluminio como las dos corrientes principales del proceso de fundición a presión, como dos perlas brillantes en la industria manufacturera, cada una exuda una luz única, tiene diferentes ventajas y escenario aplicable. Para los ingenieros, en el diseño de productos y la producción, la elección precisa de la tecnología de fundición a presión es crucial, que está directamente relacionada con el rendimiento del producto es excelente, el control de costes es razonable, la eficiencia de la producción puede satisfacer las expectativas. Este artículo será un análisis en profundidad de la tecnología de fundición a presión de zinc y aluminio de fundición a presión, a partir de las características del material, los parámetros del proceso, la composición de costes y otras dimensiones de la comparación, para los ingenieros para proporcionar una referencia completa y detallada de la toma de decisiones de selección.

Principios técnicos

(i) Principio de la fundición a presión de zinc

La aleación de zinc se calienta hasta un estado líquido y se inyecta rápidamente en una cavidad de molde de precisión utilizando alta presión, y después se enfría rápidamente y se solidifica a alta presión para obtener piezas de fundición a presión de aleación de zinc. Debido al punto de fusión relativamente bajo de la aleación de zinc, es más fácil conseguir el flujo de líquido y llenar el molde durante el proceso de fundición a presión.

(ii) Principios de la fundición a presión de aluminio

aluminioTras calentarse y fundirse en estado líquido, se aplica alta presión a través de la máquina de fundición a presión para que llene la cavidad del molde a alta velocidad, y se enfríe y cristalice bajo presión para formar la aleación de aluminio de fundición a presión requerida. La aleación de aluminio, debido a sus características propias, en la fundición a presión necesita prestar atención al control de los parámetros de temperatura y presión para garantizar la calidad de las piezas fundidas.

Tabla comparativa de parámetros básicos

dimensión de comparación	fundición inyectada de zinc	fundición de aluminio a presión
Densidad (g/cm³)	6.6-7.1	2.6-2.8
Punto de fusión (℃)	380-420	580-660
Resistencia a la tracción (MPa)	220-420	160-310
Conductividad térmica (W/m-K)	110-130	90-150
Vida útil del molde (tiempos de molde)	1,000,000+	100,000-200,000
Rugosidad superficial Ra(μm)	0.4-0.8	0.8-1.6
coste unitario	alta	relativamente bajo
Espesor mínimo de la pared (mm)	0.5	1.0
Duración del ciclo (s)	5-15	15-30

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Análisis de las principales diferencias tecnológicas

1. Comparación de las propiedades físicas

• Ventajas de la aleación de zinc
  Su densidad se aproxima a la del acero al carbono (7,1 g/cm³) y su resistencia al impacto es 2,5 veces superior a la de la aleación de aluminio. La vida a la fatiga de un nudillo de dirección de automóvil aumentó en 40% tras adoptar la aleación ZA-8.
• Ventajas de la aleación de aluminio
  Con una resistencia específica de 120-150, es insustituible en escenarios ligeros como las bandejas de baterías de nueva energía.

2. Diferencias en los sistemas de procesos

• Método de fusión
  Aleación de zinc mediante fundición a presión en cámara caliente (integración en horno), el consumo de energía es 35% inferior al proceso de aluminio en cámara fría. los datos medidos muestran que la unidad de fundición a presión de zinc ahorra hasta 42% de energía.
• Economía de moldes
  La vida útil del molde de fundición a presión de zinc es superior a un millón de veces, un molde de cerradura de puerta se ha utilizado continuamente durante 5 años sin reparación. Molde de aleación de aluminio por lo general 100.000 veces después de la necesidad de reparación de tratamiento TD.

3. Características del tratamiento superficial

• Fundición inyectada de zinc
  La superficie de fundición alcanza Ra0,4, y el índice de paso del metalizado directo es superior a 98%. Un husillo de producto 3C elimina el proceso de rectificado, y el índice de rendimiento aumenta en 12%.
• Fundición inyectada de aluminio
  Los defectos superficiales deben tratarse mediante oxidación por microarco, y el coste de añadir anodizado a un componente de automoción ha aumentado en 18%.

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Escenarios típicos de aplicación

Campo preferido: fundición a presión de cinc:

1. Componentes estructurales ultrafinosCarcasa del puerto USB-C (0,5 mm de grosor de pared)
2. Entornos altamente corrosivosHardware marino (superó la prueba de niebla salina de 2000 h)
3. Producción de alta frecuenciaProducción anual de más de 500.000 sanitarios
4. Blindaje electromagnético: Carcasa de filtro de estación base 5G

Fundición a presión de aluminio escenarios aplicables:

1. Ligero sólo tiene que ser: Carcasa del accionamiento eléctrico del vehículo eléctrico (reducción de peso 40%)
2. Piezas de servicio para altas temperaturas: Soportes de motor (resistentes a temperaturas superiores a 150°C)
3. Disipadores de calor complejos: Estructura dentada del disipador de calor del portalámparas LED
4. Piezas funcionales conductoras: Carcasas de inversores fotovoltaicos

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Análisis coste-beneficio (200.000 unidades al año)

partida de gastos	Programa de fundición inyectada de zinc	Programa de fundición a presión de aluminio
Inversión en moldes	¥800,000	1,2 millones de yenes
Coste de material por unidad	¥6.2	¥4.8
Costes de reprocesamiento	¥0.5	¥1.2
Coste anual total	1,34 millones de yenes	1,44 millones de yenes
Ciclo ROI	9 meses	13 meses

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Diagrama de flujo de la decisión de selección

gráfico TD
    A[Análisis de requisitos] --> B{¿Espesor de pared ≤0,8mm?}
    B -->|Sí| C[Selección de fundición a presión de zinc]
    B -->|No| D{¿Temperatura de funcionamiento ≥120℃?}
    D -->|Sí| E[Selección de fundición a presión de aluminio]
    D -->|No| F{¿Producción anual ≥300.000 piezas?}
    F -->Sí| C
    F -->|No| E

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Aclaración de conceptos técnicos erróneos

P: ¿Es la aleación de zinc totalmente resistente a la corrosión?
R: Efectivamente, es superior al aluminio en entornos de pH 4-10, pero las aleaciones de titanio se recomiendan para entornos muy ácidos (pH<3).

P: ¿Se pueden fabricar piezas ultrafinas con aleaciones de aluminio?
A: La nueva formulación AlSi10MnMg consigue un grosor de pared de 0,8 mm, pero el coste del molde aumenta 35%