fundição é uma técnica de fabricação versátil comumente usada para criar produtos metálicos complexos. O processo é principalmente compatível com metais não ferrosos como alumínio, zinco e magnésio, que não possuem teor de ferro. Embora os metais não ferrosos sejam materiais comuns usados para fundição sob pressão, materiais ferrosos como aço e ferro são outros fundição de metais com complicações extremas. Compreender os diferentes materiais utilizados para fundição sob pressão e suas propriedades exclusivas ajuda a identificar o ajuste perfeito para o seu projeto.
Este artigo investiga a importância da seleção de materiais e materiais usados na fundição sob pressão. Lendo até o final, você também aprenderá sobre as propriedades que influenciam material de fundição escolha, aplicação e melhores práticas na seleção do melhor material para projetos de fundição sob pressão.
A importância da seleção de materiais na fundição sob pressão
A fundição sob pressão é uma técnica de fabricação de alta precisão para fabricar peças metálicas complexas com tolerâncias apertadas, detalhes finos e excelente acabamentos de superfície. Neste processo, é necessário injetar matéria-prima líquida em uma cavidade do molde sob alta pressão. Você deve permitir que o metal líquido quente esfrie e solidifique para desenvolver a forma desejada.
A fundição sob pressão funciona de forma semelhante à moldagem por injeção de plástico, mas usa metais em vez de plástico. Os fabricantes produzem peças fundidas sob pressão de nível industrial usando materiais reais de produção. Fundição sob alta pressão e fundição de baixa pressão são os processos típicos que os fabricantes usam para fundir metais em diferentes formatos e tamanhos. Contudo, para criar os componentes fundidos perfeitos, é fundamental começar pela seleção do material apropriado para o projeto.
A seleção de metais fundidos adequados ajuda a garantir a economia do processo, a qualidade geral e a durabilidade do metal fundido. O material utilizado no processo de fundição sob pressão é essencial para determinar o sucesso do projeto e alcançar as características desejadas do produto.
No entanto, você pode escolher o melhor material para o projeto de fundição examinando a durabilidade e resistência exigidas do produto final, o acabamento superficial preferido e as propriedades térmicas e químicas do material.
Principais materiais usados na fundição sob pressão
Existem diferentes materiais não ferrosos e maleáveis adequados para fazer peças fundidas de metal. Cada material fornece uma combinação diferente de propriedades. Discutiremos alguns desses materiais de fundição abaixo:
Ligas de Alumínio
O alumínio é um material de fundição sob pressão primário e altamente econômico, tendo magnésio, cobre e silício como elementos constituintes. As ligas de fundição sob pressão à base de alumínio oferecem propriedades versáteis adequadas para aplicações aeroespaciais, automotivas e de bens de consumo. Eles exibem notável relação resistência-peso, resistência a flutuações de temperatura e alta usinabilidade.
A notável plasticidade das ligas de alumínio torna-as facilmente processadas em diferentes perfis com boa condutividade térmica/elétrica e resistência à corrosão. Embora essas ligas sejam mais caras que as ligas à base de zinco, elas oferecem benefícios que compensam os altos custos. Existe uma longa lista de ligas de alumínio compatíveis com fundição sob pressão. Esses incluem:
- A360: Os fabricantes costumam usar esta liga em fundição de alumínio devido à sua excelente estanqueidade à pressão e boa resistência à corrosão. É mais adequado para fundir peças com requisitos de alta resistência e tenacidade, como caixas de transmissão e blocos de motores.
- A380: O liga de alumínio 380 é uma liga de alumínio multifuncional com notável estabilidade dimensional, excelente resistência à corrosão, resistência e ductilidade. É uma liga de alumínio comumente usada em fundição sob pressão, adequada para fazer peças com formas complexas e requisitos de parede fina. É amplamente utilizado para fazer suportes de motores, caixas de câmbio, ferramentas elétricas, cabos, gabinetes eletrônicos, etc.
- A413: Esta liga é ideal para fundição sob pressão devido à sua excelente resistência à corrosão e grande resistência. Componentes fundidos feitos com liga de alumínio 413 podem suportar ambientes agressivos. Esta liga é utilizada nas indústrias naval e automotiva.
- A443: A liga de alumínio 443 oferece a melhor ductilidade entre as ligas de alumínio utilizadas na fundição sob pressão. É adequado para a confecção de diversos itens para o setor de bens de consumo. Mais notavelmente, componentes que requerem deformação plástica após a fundição.
Ligas de zinco
Uma proporção significativa dos produtos fundidos é feita com ligas de zinco devido ao menor custo da matéria-prima. As ligas à base de zinco facilitam a fabricação porque são compatíveis com a fundição sob pressão em câmara quente. As peças fundidas em zinco apresentam excelente resistência à corrosão, o que garante sua longevidade.
A boa condutividade térmica do zinco o torna ideal para produção em massa de peças fundidas sob pressão. Da mesma forma, as ligas de zinco proporcionam maiores benefícios, incluindo excelente ductilidade, resistência ao impacto, dureza e boa compatibilidade de revestimento. As ligas de zinco têm várias aplicações, incluindo interiores automotivos, sob o capô e peças internas. Comum fundição de zinco ligas incluem:
- Zamac 2: Esta liga possui teor extra de cobre e custa um pouco mais do que outras ligas de zinco. No entanto, a grande resistência desta liga de zinco a torna adequada para aplicações que requerem peças fundidas metálicas com requisitos de alta resistência.
- Zamac 3: É uma liga de zinco para todos os fins, comumente usada em fundição sob pressão devido à sua boa resistência, resistência à corrosão, ductilidade e estabilidade dimensional. A liga Zamak 3 é adequada para fazer peças com especificações complexas, como formatos complexos e paredes finas. Ventiladores de teto e peças de encanamento são aplicações típicas desta liga de zinco.
- Zamac 5: Esta liga oferece maior resistência e dureza que o Zamak 3. Portanto, é perfeita para fabricar peças fundidas com maior capacidade de carga. Os fabricantes costumam usar a liga Zamak 5 na fabricação de peças para as indústrias automotiva e de bens de consumo.
- ZA-8: Apresenta alta resistência e notável resistência ao impacto. Como tal, é comumente usado para fundir peças expostas a maiores tensões e cargas. Aplicações automotivas e aeroespaciais são uso típico do ZA-8.
Ligas de Magnésio
O magnésio é outro material importante usado na fundição sob pressão. É composto por elementos de alumínio, silício, manganês e zinco. Além de ser leve, apresenta alta usinabilidade e reciclabilidade. Portanto, é perfeito para criar produtos que requerem pós-processamento ou acabamento superficial pós-fundição. Eles também são adequados para fazer peças com paredes excepcionalmente finas.
As ligas de magnésio são frequentemente usadas em operações de fundição sob pressão do que o alumínio porque são compatíveis com o processo de fundição sob pressão em câmara quente. Essas ligas proporcionam alta precisão dimensional e estabilidade e suportam altas temperaturas operacionais. No entanto, as ligas de magnésio requerem equipamento e conhecimentos especializados porque fundi-las em diferentes peças pode ser um desafio. As ligas à base de magnésio são menos estáveis e dobram-se facilmente sob tensão. Além disso, seu alto ponto de fusão o torna mais caro do que outros materiais usados na fundição sob pressão.
Os fabricantes comuns de ligas de magnésio usadas na fundição sob pressão incluem:
- AS41B: É uma liga de magnésio única e rara com resistência a altas temperaturas. Ele também exibe notável resistência à corrosão e à fluência.
- AM60: Esta liga oferece boa fundibilidade, ductilidade, resistência e amortecimento de vibrações. Por isso, é ideal para a fabricação de peças automotivas, como estruturas e painéis de assentos.
- AZ91D: Esta é a liga fundida de magnésio mais amplamente adotada. Oferece uma combinação distinta de propriedades mecânicas, moldabilidade e resistência à corrosão.
Ligas de cobre
As ligas de cobre são adequadas para diferentes aplicações de fundição sob pressão porque oferecem excelente resistência à corrosão com alta resistência e dureza. No entanto, seus fatores de baixa resistência e alto custo os tornam materiais menos comumente usados na fundição sob pressão.
Como as ligas de cobre são altamente suscetíveis a rachaduras, elas não são frequentemente usadas na fundição sob pressão como outros materiais. Ele cria alto choque térmico nas ferramentas devido à sua alta exigência de temperatura de fusão. Padrão materiais de cobre fundidos incluem C17200, C99710, C87500, C99700, C95800 e C99710.
Propriedades que influenciam a escolha do material
Embora os materiais de fundição sob pressão muitas vezes forneçam uma combinação de propriedades mais adequadas para diferentes aplicações, estas propriedades muitas vezes influenciam a escolha do material para projetos de fundição sob pressão. Os mais comuns incluem:
Força e durabilidade
As propriedades mecânicas de um material, incluindo resistência e durabilidade, são cruciais na escolha de um material para peças fundidas sob pressão, especialmente em aplicações que exigem peças de alto desempenho. Isso ocorre porque essas peças devem ser capazes de suportar a carga e o estresse a que serão submetidas na aplicação pretendida.
Da mesma forma, a resistência de um material determina sua capacidade de lidar com a tensão e a deformação que sofrerá durante o procedimento de fundição sob pressão. A escolha de materiais com maior resistência, como alumínio, magnésio e zinco, ajuda a garantir a durabilidade e o desempenho ideal das peças fundidas.
Ponto de fusão e fluidez
Ao escolher materiais para fundição sob pressão, o ponto de fusão e a fluidez do material são primários. O ponto de fusão de um material para fundição sob pressão determina a temperatura na qual ele se torna líquido. A fluidez, por outro lado, é a capacidade do metal fundido de fluir e preencher as complexidades do molde sem dificuldade.
Dependendo da sua composição, materiais com pontos de fusão relativamente baixos, como zinco, magnésio e ligas de alumínio, são frequentemente utilizados para fundição sob pressão porque são muito mais fáceis de processar. Além disso, as ligas de magnésio apresentam notável fluidez, o que as torna adequadas para fundir peças com formatos complexos.
Resistência à Corrosão
Dependendo da aplicação pretendida, o material de fundição sob pressão preferido deve ser resistente à corrosão e à degradação. A capacidade do material de resistir à corrosão é uma consideração crítica ao selecionar o material ideal para fundição sob pressão. As ligas de alumínio, magnésio e zinco são materiais típicos de fundição sob pressão com excelente resistência à corrosão.
A corrosão influencia a qualidade e a durabilidade das peças fundidas ao longo do tempo, causando sua deterioração. Reduz sua resistência e durabilidade. Como resultado, você pode garantir o desempenho duradouro de suas peças fundidas e evitar danos potenciais, escolhendo materiais adequados com excelentes propriedades de resistência à corrosão para o seu projeto.
Considerações sobre custos
Ao fundir peças para diferentes aplicações, custo-efetividade é um fator primário. O custo do material escolhido deve caber no orçamento do projeto para que o material seja adequado para uso. A escolha do material errado pode afetar negativamente o tempo de produção, a taxa de refugo e a vida útil do produto.
Por exemplo, materiais fundidos como zinco e alumínio são fáceis de usinar e geralmente não requerem ferramentas ou equipamentos especializados. Conseqüentemente, eles são econômicos para execuções de produção de alto volume. Devido às suas propriedades únicas, materiais como cobre e magnésio são adequados para produção de baixo volume. No entanto, custam mais e exigem especialistas qualificados e equipamentos especializados, o que pode influenciar custos de fundição.
Aplicações de diferentes materiais de fundição sob pressão
Os materiais de fundição sob pressão são compatíveis com diversas indústrias e para diversas aplicações. Esses materiais são frequentemente usados para diferentes aplicações com base em suas propriedades. Aqui estão algumas das aplicações típicas de fundição sob pressão em vários setores:
Indústria automobilística
Os fabricantes muitas vezes empregam materiais como zinco ou alumínio em fundição automotiva. Materiais como alumínio, magnésio e zinco oferecem uma combinação de propriedades desejáveis como leveza, bom impacto e resistência à corrosão. Cabeçotes de cilindro, volantes, estruturas de assentos, suportes, acabamentos decorativos, blocos de motor e caixas de transmissão são produtos típicos de fundição sob pressão.
Eletrônicos de Consumo:
Materiais fundidos como alumínio e ligas de zinco são econômicos. Conseqüentemente, eles são comumente usados no setor de eletrônicos de consumo. Da mesma forma, o cobre oferece excelente condutividade elétrica, tornando-o adequado para esta aplicação. Outros materiais, como o magnésio, oferecem propriedades desejáveis, como baixo peso e boa relação resistência-peso. Caixas para eletrônicos, conectores, botões, dispositivos eletrônicos portáteis, dissipadores de calor e equipamentos de áudio são peças eletrônicas de consumo fundidas padrão.
Componentes Industriais
Os fabricantes costumam usar materiais de fundição como zinco, magnésio e alumínio para fabricar diferentes componentes industriais. Esses materiais oferecem propriedades desejadas, como excelente resistência à corrosão, resistência e durabilidade. Os componentes industriais típicos produzidos por fundição sob pressão incluem alças, acessórios, carcaças para equipamentos industriais, máquinas-ferramentas e peças e conectores industriais.
Dispositivos Médicos
Os designers e fabricantes de produtos no setor da saúde utilizam os materiais comuns de fundição sob pressão discutidos anteriormente para produzir dispositivos médicos, como equipamentos de diagnóstico e dispositivos ortopédicos. As ligas de magnésio são biocompatíveis e oferecem boa resistência, tornando-as adequadas para aparelhos ortopédicos, próteses e implantes ortopédicos. As ligas de alumínio e zinco oferecem boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão, tornando-as metais de fundição perfeitos para aplicações médicas.
Melhores práticas na seleção de materiais
Ao fundir peças sob pressão, há dicas práticas a serem consideradas na seleção do material adequado para o seu projeto. Aqui estão algumas dessas práticas recomendadas:
Analisando os requisitos do aplicativo
Certifique-se de analisar os requisitos de aplicação de seus produtos de fundição sob pressão ao selecionar o material apropriado para seu projeto de fundição sob pressão. Seria melhor considerar variáveis como resistência ao calor e à corrosão, acabamento superficial, resistência e durabilidade.
Identifique se a peça será submetida a altas temperaturas, produtos químicos agressivos ou ambiente. Devido à sua excelente condutividade térmica, zinco ou cobre são adequados para a produção de peças que podem suportar altas temperaturas. Por outro lado, o zinco ou o alumínio podem ser os metais de fundição perfeitos para aplicações que requerem peças fundidas sob pressão que possam resistir a elementos ou ambientes corrosivos.
Os fabricantes geralmente usam alumínio para aplicações que exigem acabamentos ou texturas específicas, uma vez que as ligas de alumínio são altamente usináveis e oferecem excelentes acabamentos superficiais. No entanto, zinco ou cobre são a melhor opção se suas peças suportarem altas tensões ou cargas.
Considerando fatores ambientais
Fatores ambientais são vitais na seleção de materiais para projetos de fundição sob pressão. Materiais fundidos como zinco e alumínio apresentam alta reciclabilidade. Assim, reduzem a pegada ambiental e promovem a sustentabilidade. Este atributo os torna opções mais adequadas do que o magnésio e o cobre, que oferecem reciclabilidade limitada.
Além disso, certifique-se de que o material preferido para fundição sob pressão atenda aos regulamentos RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) ao fabricar peças eletrônicas e elétricas.
Critérios de desempenho de longo prazo
Examinar os critérios de desempenho a longo prazo de um material destinado à fundição sob pressão é essencial para garantir a longevidade e o funcionamento adequado das peças fundidas sob pressão. Para fabricar peças que possam suportar desgaste e fricção, escolha materiais que ofereçam excelente resistência ao desgaste, como liga de alumínio 390.
As ligas de magnésio são a escolha perfeita se você precisa de peças que resistam à deformação ao longo do tempo. Estas ligas oferecem excelente resistência à fluência, tornando-as mais adequadas para aplicações com tensões prolongadas. Da mesma forma, considere o requisito de vida à fadiga esperado do produto pretendido para escolher o material adequado. Se a aplicação pretendida envolver carregamento cíclico, seria melhor usar materiais que ofereçam boa resistência à fadiga, como ligas de alumínio e zinco.
Conclusão
Selecionar o material certo para o seu projeto de fundição sob pressão pode impactar significativamente os custos de ferramentas, a repetibilidade do processo e a durabilidade da peça. Como existem vários materiais para processos de fundição sob pressão, é crucial compreender os materiais disponíveis para fundição sob pressão e suas propriedades para escolher o melhor material para fundição sob pressão. Este guia forneceu uma discussão detalhada sobre materiais para fundição sob pressão para guiá-lo durante o processo de seleção.
No entanto, você pode entrar em contato com a Zintilon sempre que precisar da ajuda de um especialista na fase de seleção de materiais do seu projeto de fundição sob pressão. Oferecemos serviços profissionais de fundição sob pressão que ajudam você a obter os melhores benefícios dos processos de fundição sob pressão.
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