Na indústria transformadora moderna, sob a onda de um desenvolvimento vigoroso, a tecnologia de fundi??o sob press?o, com a sua elevada eficiência e caraterísticas de alta precis?o, é amplamente utilizada no sector automóvel, eletrónico, aeroespacial e em muitos outros domínios. A fundi??o sob press?o de zinco e a fundi??o sob press?o de alumínio s?o as duas principais correntes do processo de fundi??o sob press?o, como duas pérolas brilhantes na indústria transformadora, cada uma exalando uma luz única, com diferentes vantagens e cenários aplicáveis. Para os engenheiros, na conce??o e produ??o de produtos, a escolha precisa da tecnologia de fundi??o injetada é crucial, o que está diretamente relacionado com o desempenho do produto é excelente, o controlo de custos é razoável, a eficiência da produ??o pode satisfazer as expectativas. Este artigo analisa em profundidade a tecnologia de fundi??o de zinco e de fundi??o de alumínio, a partir das caraterísticas dos materiais, dos parametros do processo, da composi??o dos custos e de outras dimens?es da compara??o, para que os engenheiros possam fornecer uma referência abrangente e pormenorizada para a tomada de decis?es de sele??o.

Princípios técnicos

(i) Princípio da fundi??o injectada de zinco

A liga de zinco é aquecida até ao estado líquido e injectada rapidamente numa cavidade do molde de precis?o utilizando alta press?o, sendo depois rapidamente arrefecida e solidificada sob alta press?o para obter pe?as fundidas sob press?o de liga de zinco. Devido ao ponto de fus?o relativamente baixo da liga de zinco, é mais fácil obter um fluxo líquido e encher o molde durante o processo de fundi??o injetada.

(ii) Princípios da fundi??o injectada de alumínio

alumínioApós o aquecimento e a fus?o até ao estado líquido, é aplicada uma press?o elevada através da máquina de fundi??o injetada para encher a cavidade do molde a alta velocidade, arrefecer e cristalizar sob press?o para formar a fundi??o injetada de liga de alumínio necessária. Devido às suas caraterísticas próprias, na fundi??o sob press?o, a liga de alumínio deve prestar aten??o ao controlo dos parametros de temperatura e press?o, a fim de garantir a qualidade das pe?as fundidas.

Tabela de compara??o de parametros principais

dimens?o de compara??o	fundi??o injectada de zinco	fundi??o injectada de alumínio
Densidade (g/cm3)	6.6-7.1	2.6-2.8
Ponto de fus?o (℃)	380-420	580-660
Resistência à tra??o (MPa)	220-420	160-310
Condutividade térmica (W/m-K)	110-130	90-150
Vida útil do molde (tempos de inje??o)	1,000,000+	100,000-200,000
Rugosidade da superfície Ra (μm)	0.4-0.8	0.8-1.6
custo unitário	elevado	relativamente baixo
Espessura mínima da parede (mm)	0.5	1.0
Dura??o do ciclo (s)	5-15	15-30

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Análise das principais diferen?as tecnológicas

1. compara??o das propriedades físicas

• Vantagem da liga de zinco
  A densidade é próxima do a?o-carbono (7,1 g/cm3) e a resistência ao impacto é 2,5 vezes superior à da liga de alumínio. A vida à fadiga de uma junta de dire??o de automóvel foi aumentada em 40% após a ado??o da liga ZA-8.
• Vantagem da liga de alumínio
  Com uma resistência específica de 120-150, é insubstituível em cenários leves, como os tabuleiros de baterias de energia nova.

2. diferen?as nos sistemas de processos

• Método de fus?o
  O consumo de energia da liga de zinco que utiliza a fundi??o injectada em camara quente (integra??o em forno) é 35% inferior ao do processo de alumínio em camara fria. Os dados medidos mostram que a unidade de fundi??o injectada de zinco poupa energia até 42%.
• Economia de moldes
  A vida útil do molde de fundi??o sob press?o de zinco é superior a um milh?o de vezes, um molde de fechadura de porta tem sido utilizado continuamente durante 5 anos sem repara??o. O molde de liga de alumínio é normalmente utilizado 100.000 vezes após a necessidade de repara??o por tratamento TD.

3. caraterísticas do tratamento de superfície

• Fundi??o injectada de zinco
  A superfície fundida atinge Ra0.4, e a taxa de aprova??o do revestimento direto é superior a 98%. Um eixo de produto 3C elimina o processo de moagem e a taxa de rendimento aumenta em 12%.
• Fundi??o injectada de alumínio
  Os defeitos de superfície têm de ser tratados por oxida??o por micro-arco e o custo da adi??o de anodiza??o a um componente automóvel aumentou 18%.

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Cenários de aplica??o típicos

Domínio preferencial da fundi??o injectada de zinco:

1. Componentes estruturais ultra-finos: Caixa da porta USB-C (0,5 mm de espessura de parede)
2. Ambientes altamente corrosivos: Hardware marítimo (passou no teste de névoa salina de 2000h)
3. Produ??o de alta frequência: Produ??o anual de mais de 500 000 acessórios para casa de banho
4. Prote??o electromagnética: Caixa de filtro para esta??o de base 5G

Cenários de aplica??o da fundi??o de alumínio sob press?o:

1. O peso leve só precisa de serCaixa de tra??o eléctrica para veículos eléctricos (redu??o de peso 40%)
2. Pe?as de servi?o para altas temperaturasSuportes do motor (resistentes a temperaturas superiores a 150°C)
3. Dissipadores de calor complexosEstrutura dentada do dissipador de calor do suporte de lampadas LED
4. Pe?as funcionais condutorasCaixas de inversores fotovoltaicos

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Análise custo-benefício (200.000 unidades por ano)

item de custo	Programa de fundi??o injectada de zinco	Programa de fundi??o de alumínio sob press?o
Investimento em moldes	￥800,000	1,2 milh?es de ienes
Custo do material por unidade	￥6.2	￥4.8
Custos de reprocessamento	￥0.5	￥1.2
Custo anual total	1,34 milh?es de ienes	1,44 milh?es de ienes
Ciclo ROI	9 meses	13 meses

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Fluxograma da decis?o de sele??o

gráfico TD
    A[Análise dos requisitos] --> B{Espessura da parede ≤0,8mm?}
    B -->|Sim| C[Sele??o de fundi??o de zinco]
    B -->|N?o| D{Temperatura de funcionamento ≥120℃?}
    D -->|Sim| E[Sele??o de fundi??o sob press?o de alumínio]
    D -->|N?o| F{Produ??o anual ≥300,000 pe?as?}
    F -->|Sim| C
    F -->|N?o| E

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Esclarecimento de equívocos técnicos

P: A liga de zinco é totalmente resistente à corros?o?
R: é efetivamente superior ao alumínio em ambientes de pH 4-10, mas as ligas de titanio s?o recomendadas para ambientes fortemente ácidos (pH<3)

P: A liga de alumínio pode ser transformada em pe?as ultra-finas?
A: A nova formula??o AlSi10MnMg atinge uma espessura de parede de 0,8 mm, mas o custo do molde aumenta em 35%