Confronto tra la tecnologia di base della pressofusione di zinco e quella della pressofusione di alluminio

Nella moderna industria manifatturiera, sotto l'onda di un vigoroso sviluppo, la tecnologia della pressofusione, con le sue caratteristiche di alta efficienza e alta precisione, è ampiamente utilizzata nei settori automobilistico, elettronico, aerospaziale e in molti altri campi. La pressofusione di zinco e la pressofusione di alluminio sono le due correnti principali del processo di pressofusione, come due perle luminose nell'industria manifatturiera, ognuna delle quali emana una luce unica, con vantaggi e scenari applicabili diversi. Per gli ingegneri, nella progettazione e nella produzione del prodotto, la scelta accurata della tecnologia di pressofusione è fondamentale, in quanto è direttamente correlata alle prestazioni del prodotto, al controllo dei costi e all'efficienza della produzione. Questo articolo sarà un'analisi approfondita della tecnologia di pressofusione dello zinco e dell'alluminio, dalle caratteristiche dei materiali, ai parametri di processo, alla composizione dei costi e ad altre dimensioni del confronto, per fornire agli ingegneri un riferimento decisionale completo e dettagliato sulla selezione.

Principi tecnici

(i) Principio della pressofusione di zinco

La lega di zinco viene riscaldata allo stato liquido e iniettata rapidamente in una cavità dello stampo di precisione utilizzando l'alta pressione, quindi raffreddata e solidificata rapidamente ad alta pressione per ottenere getti in lega di zinco. Grazie al punto di fusione relativamente basso della lega di zinco, è più facile ottenere un flusso liquido e riempire lo stampo durante il processo di pressofusione.

(ii) Principi della pressofusione di alluminio

alluminioDopo il riscaldamento e la fusione allo stato liquido, la macchina per la pressofusione applica un'alta pressione per riempire la cavità dello stampo ad alta velocità, raffreddare e cristallizzare sotto pressione per formare la lega di alluminio richiesta per la pressofusione. La lega di alluminio, a causa delle sue caratteristiche, nella pressofusione deve prestare attenzione al controllo dei parametri di temperatura e pressione per garantire la qualità dei getti.

Tabella di confronto dei parametri del nucleo

dimensione di confronto	pressofusione di zinco	pressofusione di alluminio
Densità (g/cm³)	6.6-7.1	2.6-2.8
Punto di fusione (℃)	380-420	580-660
Resistenza alla trazione (MPa)	220-420	160-310
Conduttività termica (W/m-K)	110-130	90-150
Durata dello stampo (tempi di maturazione)	1,000,000+	100,000-200,000
Rugosità superficiale Ra(μm)	0.4-0.8	0.8-1.6
costo unitario	alto	relativamente basso
Spessore minimo della parete (mm)	0.5	1.0
Tempo di ciclo (s)	5-15	15-30

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Analisi delle principali differenze tecnologiche

1. Confronto delle proprietà fisiche

• Vantaggio della lega di zinco
  La densità è vicina a quella dell'acciaio al carbonio (7,1 g/cm³) e la resistenza agli urti è 2,5 volte superiore a quella della lega di alluminio. La vita a fatica di uno snodo dello sterzo di un'automobile è stata aumentata di 40% dopo l'adozione della lega ZA-8.
• Vantaggio della lega di alluminio
  Con una resistenza specifica di 120-150, è insostituibile in scenari leggeri come i vassoi per batterie a nuova energia.

2. Differenze nei sistemi di processo

• Metodo di fusione
  La lega di zinco che utilizza la pressofusione a camera calda (integrazione del forno) ha un consumo energetico inferiore di 35% rispetto al processo a camera fredda dell'alluminio. I dati misurati mostrano che l'unità di pressofusione dello zinco risparmia energia fino a 42%.
• Economia degli stampi
  La durata dello stampo di pressofusione di zinco è di oltre un milione di volte, uno stampo di serratura è stato utilizzato continuamente per 5 anni senza riparazioni. Lo stampo in lega di alluminio viene utilizzato 100.000 volte dopo la necessità di riparare il trattamento TD.

3. Caratteristiche del trattamento di superficie

• Pressofusione di zinco
  La superficie fusa raggiunge Ra0,4 e il tasso di passaggio della placcatura diretta è superiore a 98%. Il mandrino del prodotto 3C elimina il processo di rettifica e il tasso di rendimento aumenta di 12%.
• Pressofusioni di alluminio
  I difetti superficiali devono essere trattati con l'ossidazione a microarco e il costo dell'aggiunta dell'anodizzazione a un pezzo automobilistico è aumentato di 18%.

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Scenari applicativi tipici

Settore preferenziale della pressofusione di zinco:

1. Componenti strutturali ultrasottiliAlloggiamento della porta USB-C (spessore di 0,5 mm)
2. Ambienti altamente corrosiviHardware marino (ha superato il test in nebbia salina di 2000 ore)
3. Produzione ad alta frequenzaProduzione annua di oltre 500.000 accessori per il bagno
4. Schermatura elettromagnetica: Alloggiamento del filtro della stazione base 5G

Scenari applicabili alla pressofusione di alluminio:

1. La leggerezza deve solo essereAlloggiamento per veicolo elettrico (riduzione di peso 40%)
2. Parti di ricambio per alte temperatureSupporti motore (resistenti alle temperature di 150°C+)
3. Dissipatori di calore complessi: Struttura del dente del dissipatore del portalampada LED
4. Parti funzionali conduttive: Alloggiamenti per inverter fotovoltaici

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Analisi costi-benefici (200.000 unità all'anno)

voce di costo	Programma di pressofusione di zinco	Programma di pressofusione di alluminio
Investimenti in stampi	¥800,000	1,2 milioni di ¥
Costo del materiale per unità	¥6.2	¥4.8
Costi di ritrattamento	¥0.5	¥1.2
Costo totale annuo	1,34 milioni di ¥	1,44 milioni di ¥
Ciclo ROI	9 mesi	13 mesi

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Diagramma di flusso della decisione di selezione

grafico TD
    A[Analisi dei requisiti] --> B{Spessore della parete ≤0,8mm?}
    B -->|Sì| C[Scelta della pressofusione di zinco]
    B -->|No| D{Temperatura di esercizio ≥120℃?}
    D -->|Sì| E[Selezione della pressofusione di alluminio]
    D -->|No| F{Produzione annua ≥300.000 pezzi?}
    F -->|Sì|C
    F -->No| E

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Chiarimento di concetti tecnici errati

D: La lega di zinco è completamente resistente alla corrosione?
R: È effettivamente superiore all'alluminio in ambienti con pH 4-10, ma le leghe di titanio sono consigliate per ambienti fortemente acidi (pH<3).

D: La lega di alluminio può essere trasformata in componenti ultrasottili?
A: La nuova formulazione AlSi10MnMg raggiunge uno spessore di parete di 0,8 mm, ma il costo dello stampo aumenta di 35%