Comparaison des technologies de base du moulage sous pression du zinc et du moulage sous pression de l'aluminium

Dans l'industrie manufacturière moderne, sous la vague d'un développement vigoureux, la technologie du moulage sous pression, avec ses caractéristiques de haute efficacité et de haute précision, est largement utilisée dans l'automobile, l'électronique, l'aérospatiale et bien d'autres domaines. Le moulage sous pression du zinc et le moulage sous pression de l'aluminium sont les deux principaux procédés de moulage sous pression, comme deux perles brillantes dans l'industrie manufacturière, chacun dégage une lumière unique, présente des avantages différents et s'applique à différents domaines. Pour les ingénieurs, dans la conception et la production des produits, le choix précis de la technologie de moulage sous pression est crucial, car il est directement lié à l'excellence des performances du produit, au contrôle raisonnable des coûts et à l'efficacité de la production, qui peut répondre aux attentes. Cet article analyse en profondeur les technologies de moulage sous pression du zinc et de l'aluminium, en comparant les caractéristiques des matériaux, les paramètres des processus, la composition des coûts et d'autres dimensions, afin de fournir aux ingénieurs une référence complète et détaillée pour la prise de décision en matière de sélection.

Principes techniques

(i) Principe du moulage sous pression du zinc

L'alliage de zinc est chauffé à l'état liquide et injecté rapidement dans une cavité de moule de précision sous haute pression, puis rapidement refroidi et solidifié sous haute pression pour obtenir des pièces moulées sous pression en alliage de zinc. En raison du point de fusion relativement bas de l'alliage de zinc, il est plus facile d'obtenir un écoulement liquide et de remplir le moule pendant le processus de moulage sous pression.

(ii) Principes du moulage sous pression de l'aluminium

aluminiumAprès avoir été chauffé et fondu à l'état liquide, une pression élevée est appliquée par la machine de moulage sous pression pour remplir la cavité du moule à grande vitesse, puis refroidir et cristalliser sous pression pour former le moulage sous pression de l'alliage d'aluminium requis. En raison de ses caractéristiques propres, l'alliage d'aluminium doit faire l'objet d'un contrôle attentif des paramètres de température et de pression, afin de garantir la qualité des pièces moulées.

Tableau de comparaison des paramètres de base

dimension de comparaison	moulage sous pression du zinc	moulage sous pression de l'aluminium
Densité (g/cm³)	6.6-7.1	2.6-2.8
Point de fusion (℃)	380-420	580-660
Résistance à la traction (MPa)	220-420	160-310
Conductivité thermique (W/m-K)	110-130	90-150
Durée de vie du moule (temps d'injection)	1,000,000+	100,000-200,000
Rugosité de surface Ra(μm)	0.4-0.8	0.8-1.6
coût unitaire	élevé	relativement faible
Épaisseur minimale de la paroi (mm)	0.5	1.0
Durée du cycle (s)	5-15	15-30

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Analyse des principales différences technologiques

1. comparaison des propriétés physiques

• Avantage de l'alliage de zinc
  La densité est proche de celle de l'acier au carbone (7,1 g/cm³) et la résistance aux chocs est 2,5 fois supérieure à celle de l'alliage d'aluminium. La durée de vie d'une rotule de direction automobile a été augmentée de 40% après l'adoption de l'alliage ZA-8.
• Avantage de l'alliage d'aluminium
  Avec une résistance spécifique de 120-150, il est irremplaçable dans les scénarios légers tels que les plateaux de batteries d'énergie nouvelle.

2. les différences entre les systèmes de traitement

• Méthode de fusion
  L'alliage de zinc utilisant le moulage sous pression en chambre chaude (intégration du four), la consommation d'énergie est inférieure de 35% au processus de chambre froide de l'aluminium. Les données mesurées montrent que l'économie d'énergie de l'unité de moulage sous pression du zinc peut atteindre 42%.
• Économie des moules
  La durée de vie d'un moule de moulage sous pression en zinc est supérieure à un million de fois ; un moule de serrure de porte a été utilisé en continu pendant 5 ans sans réparation. Les moules en alliage d'aluminium ont une durée de vie de 100 000 fois après la réparation par traitement thermique.

3) Caractéristiques du traitement de surface

• Zinc moulé sous pression
  La surface moulée atteint Ra0,4, et le taux de réussite du placage direct est supérieur à 98%. Une broche de produit 3C élimine le processus de rectification et le taux de rendement augmente de 12%.
• Moulage sous pression d'aluminium
  Les défauts de surface doivent être traités par oxydation au micro-arc, et le coût de l'anodisation d'un composant automobile a augmenté de 18%.

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Scénarios d'application typiques

Le moulage sous pression du zinc est un domaine de prédilection :

1. Composants structurels ultra-mincesBoîtier du port USB-C (0,5 mm d'épaisseur)
2. Environnements hautement corrosifsMatériel de marine (test de pulvérisation saline de 2000 heures)
3. Production à haute fréquenceProduction annuelle de plus de 500 000 accessoires de salle de bains
4. Blindage électromagnétiqueBoîtier de filtre pour station de base 5G : Boîtier de filtre pour station de base 5G

Moulage sous pression de l'aluminium scénarios applicables :

1. Le poids léger doit juste êtreVéhicule électrique : Boîtier d'entraînement électrique du véhicule électrique (réduction de poids 40%)
2. Pièces de rechange pour hautes températuresSupports de moteur (résistant à une température de 150°C+)
3. Dissipateurs thermiques complexesStructure de la dent du dissipateur thermique de la douille LED
4. Pièces fonctionnelles conductricesBoîtiers d'onduleurs photovoltaïques : Boîtiers d'onduleurs photovoltaïques

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Analyse coûts-avantages (200 000 unités par an)

élément de coût	Programme de moulage sous pression du zinc	Programme de moulage sous pression de l'aluminium
Investissement dans les moules	¥800,000	1,2 million ¥
Coût des matériaux par unité	¥6.2	¥4.8
Coûts de retraitement	¥0.5	¥1.2
Coût annuel total	1,34 million ¥	1,44 million ¥
Cycle du retour sur investissement	9 mois	13 mois

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Organigramme de décision de sélection

graphique TD
    A[Analyse des besoins] --> B{épaisseur de paroi ≤0,8mm?}
    B -->|Oui| C[Choix du zinc moulé sous pression]
    B -->|Non| D{Température de fonctionnement ≥120℃?}
    D -->|Oui| E[Sélection du moulage sous pression de l'aluminium]
    D -->|Non| F{Production annuelle ≥300 000 pièces?}
    F -->|Oui| C
    F -->|Non| E

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Clarification des malentendus techniques

Q : L'alliage de zinc est-il totalement résistant à la corrosion ?
R : Il est en effet supérieur à l'aluminium dans les environnements à pH 4-10, mais les alliages de titane sont recommandés pour les environnements fortement acides (pH<3).

Q : L'alliage d'aluminium peut-il être transformé en pièces ultra-minces ?
A : Une nouvelle formulation AlSi10MnMg permet d'obtenir une épaisseur de paroi de 0,8 mm, mais le coût du moule augmente de 35%