Cada liga tem suas próprias propriedades físicas e mecânicas, que são fatores importantes na determinação da longevidade, resistência e funcionalidade geral de um produto acabado.
Dentre as ligas usadas destacam-se aquelas feitas de alumínio, magnésio, zinco e zinco-alumínio cujas aplicações dependem da densidade do material, resistência à tração, limite de elasticidade, temperatura de fusão e módulo de elasticidade.
Ligas de alumínio
A liga de alumínio é uma das mais comumente usadas na indústria de fundição sendo um dos materiais mais econômicos. Peças de alumínio fundido podem ser encontradas em tudo, desde os componentes de carro, peças eletrônicas e ferramentas elétricas.
Então, considera-se o alumínio um material estrutural leve. Mas, raramente nós o fundimos em sua forma mais pura, geralmente o fundimos juntamente com silício (Si), magnésio (Mg) e cobre (Cu). O silício aumenta a fluidez, o aperto à pressão e o módulo de elasticidade da liga. Além disso, o silício (Si) também reduz a densidade, a expansão térmica e a retração do metal. Também melhora a resistência à corrosão. Por outro lado, o cobre aumenta a resistência à corrosão, a resistência à tração e a dureza da liga, conferindo-lhe propriedades mecânicas superiores.
Além de serem leves, as ligas de alumínio têm as seguintes propriedades:
- Resistência à corrosão
- Mantêm a resistência em altas temperaturas
- Alta estabilidade dimensional ao fundir geometrias complexas
- Áreas com espessura de parede fina.
- Alta condutividade térmica e elétrica.
- Facilidade de usinagem quando comparada a outros materiais, incluindo ferro, aço e titânio.
Ligas de magnésio
A princípio, o magnésio (Mg) é outro material leve usado em uma grande variedade de ligas. Como o alumínio, as ligas de magnésio também necessitam de outros metais para fornecer maior estabilidade e melhores propriedades mecânicas. Em combinação com metais com o silício, manganês, alumínio e zinco, as ligas de magnésio se tornaram um grande trunfo para a indústria.
Dessa forma, o magnésio é leve e tem uma estrutura durável para certos componentes fundidos. Além disso, ele substituir componentes mais pesados o que reduz os custos de combustível nos veículos.
Alumínio vs. ligas de magnésio
Como o alumínio, as ligas de magnésio são utilizadas na fundição de peças automotivas e fornecem suas próprias propriedades mecânicas e físicas exclusivas. Embora tenha havido experimentos visando substituir o alumínio por magnésio, ele ainda é mais macio, menos estável, mais caro e tende a dobrar mais facilmente quando sob estresse.
Enquanto as ligas de alumínio demoram mais para solidificar em comparação com as ligas de magnésio, suas ligas fornecem uma vida útil mais longa da matriz. Além disso, o alumínio não requer tanto trabalho de acabamento quanto o magnésio. Bom, para isso necessita-se tratamentos e revestimentos especiais para determinar a aplicação de uma fundição de magnésio.
Quando comparada ao custo de fusão do alumínio novas tecnologias reduziram os gastos necessários para fundir ligas de magnésio, mas a fundição requer uma velocidade de injeção maior. Por outro lado, o magnésio tem um tempo de ejeção mais rápido sobre as fundições de alumínio. O magnésio também é melhor para fundir componentes com paredes mais finas e tolerâncias mais estreitas do que o alumínio.
No entanto, mesmo com as muitas vantagens do magnésio, o alumínio continua sendo uma alternativa menos cara para fundição sob pressão.
Zinco vs. ligas de magnésio
Uma das principais diferenças entre as ligas de magnésio e zinco é que as ligas de zinco e zinco-alumínio requerem pressão e temperatura mais baixas para a fundição. Por causa de uma temperatura de fundição mais baixa, o zinco fornece uma vida útil muito mais longa do que o magnésio, o que pode ajudar a reduzir os custos de produção.
Ao contrário do magnésio, que requer tratamentos e revestimentos especiais para resistência à corrosão e acabamento, as ligas de zinco também oferecem excelente resistência à corrosão e um melhor acabamento superficial quando são ejetadas da matriz.
Zinco e ligas de zinco-alumínio
Quando se trata de componentes de fundição com tolerâncias estreitas e áreas com seções de parede mais finas, nenhuma outra liga se compara ao zinco e ligas de zinco-alumínio. O zinco é perfeito para peças de fundição sob pressão em alto volume por meio de um processo especial de injeção em câmara quente.
Como o magnésio e o alumínio, o zinco é ligado a outros metais para fornecer melhor resistência à corrosão, estabilidade, força dimensional e resistência ao impacto. As ligas de zinco também oferecem melhor resistência ao impacto quando comparadas a outras ligas comumente fundidas.
Alumínio vs. ligas de zinco
Assim como o magnésio, uma das principais diferenças entre o alumínio e as ligas de zinco é que o zinco tem uma temperatura de fusão mais baixa e requer pressões mais baixas para a fundição. O zinco é considerado o mais fundível de todas as ligas comumente usadas.
Por ter uma temperatura de fusão mais baixa, isso permite que uma matriz de zinco dure muito mais do que uma matriz de alumínio. As matrizes são caras e mantê-las em serviço por mais tempo fornecerá uma abordagem mais econômica para projetos de fundição de grande volume.
Além disso, a temperatura de fusão mais baixa do zinco permite a fundição em câmara quente, que é mais barata do que os processos em câmara fria. Usando o método de fundição sob pressão em câmara quente, a velocidade de produção também será aumentada. O zinco é uma das ligas mais resistentes do mercado e supera até mesmo o alumínio em sua capacidade de suportar impactos.
Outra vantagem de usar uma liga de zinco em vez de alumínio é que o zinco é ótimo para peças fundidas com detalhes muito intrincados e paredes finas. Ao utilizar zinco, é necessário muito pouco trabalho de usinagem, corte ou acabamento, pois a pressão mais baixa e o ponto de fusão reduzem o choque térmico que sofre durante a fundição. Ao fundir em zinco, ele mantém uma superfície mais lisa quando um componente é ejetado de uma matriz.
Fonte: Primier Die Casting Company
