Qu’est-ce que le zinc moulé sous pression

Le zinc moulé sous pression se distingue comme une méthode de production élevée exceptionnellement efficace et polyvalente, permettant d’obtenir des composants métalliques robustes, précis et complexes. Dans le domaine du zinc moulé sous pression, deux principales familles d’alliages émergent. Le premier est le groupe conventionnel, connu sous le nom d’alliages ZAMAK, dont la nomenclature est basée sur leur développement séquentiel : alliage 3, alliage 5 et alliage 7. D’autre part, il existe des alliages de zinc présentant une teneur en aluminium élevée par rapport aux alliages conventionnels. connus sous le nom d’alliages ZA. Cette catégorie comprend les ZA-8, ZA-12 et ZA-27, offrant une résistance accrue et des propriétés de roulement avantageuses. Le procédé s’avère inestimable pour la fabrication de divers composants.

Procédé de moulage sous pression du zinc

Le zinc moulé sous pression est un processus de fabrication qui implique la production de pièces métalliques utilisant le zinc comme matériau principal. Ce processus est couramment utilisé pour créer des composants complexes et détaillés pour diverses industries, notamment l’automobile, l’électronique et les biens de consommation. Voici un aperçu du processus de moulage sous pression du zinc :
1. Préparation des matrices :
• Le processus commence par la création d’un moule métallique, également appelé matrice. Les matrices sont généralement fabriquées à partir d’acier à outils trempé et se composent de deux moitiés, la « matrice de couverture » et la « matrice d’éjection ».
• Les matrices sont usinées avec précision pour créer la forme souhaitée du produit final.
2. Fusion et injection :
• Le zinc, sous forme de pastilles d’alliage, est fondu dans un four à des températures d’environ 425°C (800°F) à 455°C (850°F).
• Une fois fondu, le zinc liquide est injecté dans la filière sous haute pression à l’aide d’une presse hydraulique ou mécanique. La pression permet de garantir que le métal en fusion remplit toute la cavité de la matrice.
3. Refroidissement :
• Après injection, le métal en fusion commence à refroidir et à se solidifier à l’intérieur de la filière.
• Le temps de refroidissement est soigneusement contrôlé pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées du produit fini.
4. Éjection :
• Une fois la pièce moulée solidifiée, les deux moitiés de la matrice sont séparées et la pièce nouvellement formée est éjectée.
• Les broches d’éjection, qui font partie de la matrice, aident à pousser la pièce moulée hors de la matrice.
5. Découpage et finition :
• Les pièces moulées présentent souvent un excès de matière, appelé bavure, qui est éliminé par un processus de détourage.
• Des processus de finition supplémentaires, tels que l’usinage ou les traitements de surface, peuvent être utilisés pour obtenir l’apparence finale et les tolérances souhaitées.
6. Contrôle qualité :
• Diverses mesures de contrôle de qualité sont mises en œuvre pour garantir que les pièces moulées répondent aux normes spécifiées.
• L’inspection peut impliquer des contrôles visuels, des mesures dimensionnelles et d’autres méthodes de test.
7. Récupération et recyclage :
• Les matériaux excédentaires ou restants issus du processus de coulée, tels que les carottes et les canaux, sont généralement recyclés pour une utilisation future.
Le zinc moulé sous pression offre plusieurs avantages, notamment une précision dimensionnelle élevée, un excellent état de surface et la capacité de produire des formes complexes avec des tolérances serrées. Il s’agit d’une méthode rentable et efficace pour produire en série des pièces métalliques. La polyvalence des alliages de zinc, tels que le Zamak, les rend adaptés à une large gamme d’applications.

QUELS SONT LES AVANTAGES DU ZINC MOUSSE SOUS PRESSION ?

Lorsque l’on discute des avantages du zinc moulé sous pression, il devient évident que les autres procédés de coulée ont souvent du mal à égaler l’efficacité du temps de production offerte par le zinc. De nombreuses méthodes de coulée existent pour produire de manière économique des pièces moulées de différentes tailles et quantités. Cependant, le zinc moulé sous pression se distingue par des taux de production nettement plus rapides que les alternatives en aluminium ou en magnésium. De plus, les alliages de zinc présentent la capacité d’être coulés avec des tolérances plus étroites que tout autre métal ou plastique moulé. Le concept de fabrication « Net Shape » ou « Zero Machining » devient un avantage crucial dans le moulage du zinc. Ce processus permet d’atteindre une répétabilité inférieure à ± 0,001″ pour les composants plus petits, un niveau de précision que seuls quelques processus sélectionnés, tels que le moulage sous pression en aluminium, peuvent offrir des performances de forme nettes comparables tout en éliminant le besoin d’usinage supplémentaire.

Un autre avantage important inhérent au zinc moulé sous pression provient de la fluidité, de la résistance et de la rigidité exceptionnelles du zinc. Ces propriétés permettent la conception de sections à paroi mince, ce qui entraîne une réduction du poids et des économies en termes de coûts de matériaux. PHB Corp. gère avec compétence toutes les facettes du moulage sous pression en alliage de zinc, allant de la conception et des tests de moules à la fabrication proprement dite des composants en zinc, en passant par la finition et l’emballage. L’exploitation des excellentes propriétés de roulement et d’usure du zinc permet non seulement une plus grande flexibilité de conception, mais contribue également à réduire les coûts de fabrication. Cette capacité permet de transformer rapidement et avec la plus grande efficacité des spécifications de conception complexes en un produit fini.

Quels types d’alliages de zinc sont utilisés pour le moulage sous pression

Le zinc moulé sous pression utilise généralement des alliages de zinc avec des compositions spécifiques pour obtenir les propriétés souhaitées dans les pièces coulées. Certains des alliages de zinc les plus couramment utilisés pour le moulage sous pression comprennent :
1. Alliages Zamak :
• Zamak 3 (ASTM AG40A) : C’est l’alliage de zinc le plus largement utilisé pour le moulage sous pression. Zamak 3 offre un bon équilibre entre résistance, ductilité et fluidité lors du lancer. Il est couramment utilisé pour un large éventail d’applications, notamment les composants automobiles, l’électronique grand public et divers produits ménagers.
• Zamak 5 (ASTM AC41A) : similaire au Zamak 3 mais avec des niveaux d’aluminium plus élevés, offrant une résistance et une dureté plus élevées. Le Zamak 5 est souvent choisi pour les applications où des propriétés mécaniques améliorées sont requises.
• Zamak 2 (ASTM AC43A) : Cet alliage présente une résistance et une dureté supérieures à celles du Zamak 3, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant des performances mécaniques améliorées. Cependant, il est moins couramment utilisé que le Zamak 3 et le Zamak 5.
2. Alliages ZA :
• ZA-8 (ASTM AG40B) : Cet alliage contient des quantités plus élevées d’aluminium que les alliages Zamak traditionnels, offrant une résistance et une dureté améliorées. Le ZA-8 est souvent choisi pour les applications où des performances mécaniques accrues sont nécessaires, comme dans la production de pièces soumises à des contraintes plus élevées.
• ZA-12 (ASTM AG40C) et ZA-27 (ASTM AG40D) : Ces alliages ont une teneur en aluminium plus élevée que le ZA-8, ce qui entraîne des améliorations supplémentaires en termes de résistance et de performances. Les ZA-12 et ZA-27 sont utilisés dans les applications où une résistance et une durabilité élevées sont essentielles, comme dans les composants industriels robustes.
3. Autres alliages de zinc :
• Alliages zinc-aluminium (ZA) : outre le ZA-8, le ZA-12 et le ZA-27, il existe d’autres alliages zinc-aluminium avec des compositions variables pour répondre à des exigences de performances spécifiques.
• Alliages zinc-aluminium-cuivre (ZAC) : ces alliages peuvent contenir du cuivre en plus de l’aluminium, offrant ainsi des propriétés mécaniques améliorées.
4. Alliages spécialisés :
• Alliages zinc-titane (ZT) : ces alliages peuvent incorporer de petites quantités de titane pour une résistance et une dureté améliorées.
• Superloy : version modifiée du Zamak, le Superloy contient de petites quantités de cuivre, de nickel et de magnésium pour améliorer les propriétés mécaniques et réduire la sensibilité au soudage sous pression.
Le choix de l’alliage de zinc dépend des exigences spécifiques de l’application, en tenant compte de facteurs tels que les propriétés mécaniques, la coulabilité, le coût et les considérations environnementales. Les ingénieurs concepteurs et les fabricants sélectionnent soigneusement l’alliage qui répond le mieux aux besoins de l’application prévue.

COULÉE SOUS PRESSION DE ZINC OU D’ALUMINIUM ? EXISTE-T-IL UNE MEILLEURE OPTION ?

L’aluminium se distingue comme l’alliage prédominant dans le moulage sous pression, l’A380 et l’ADC 12 étant les alliages de moulage sous pression d’aluminium les plus largement utilisés. Réputés pour leur mélange optimal de propriétés matérielles et de coulabilité, ces alliages sont largement utilisés dans diverses industries. La polyvalence des pièces moulées sous pression en alliage d’aluminium est évidente dans leur application dans l’électronique, les équipements de communication, les composants automobiles, les carters d’engrenages, les boîtiers de tondeuses à gazon, les outils manuels et électriques et une myriade d’autres produits.

Pour les pièces moulées sous pression plus petites ou celles nécessitant des sections plus fines, les alliages de zinc et ZA sont couramment utilisés. Les alliages de zinc, en particulier, permettent une plus grande flexibilité dans l’épaisseur des sections et maintiennent des tolérances plus étroites. Notamment, la résistance aux chocs des composants en zinc moulé sous pression dépasse celle des autres alliages métalliques courants. De plus, l’utilisation des alliages de zinc et de ZA nécessite des pressions et des températures plus faibles que celles des alliages de magnésium et d’aluminium. Cela se traduit non seulement par une durée de vie nettement plus longue, mais implique également un entretien minimal.

Le choix de l’alliage le plus approprié pour une application spécifique dépend des spécifications de conception. Chaque alliage présente des propriétés physiques et mécaniques distinctes qui correspondent à l’application prévue du produit final. La fabrication d’aluminium moulé sous pression s’avère optimale pour les applications légères, tandis que le zinc moulé sous pression brille dans les scénarios nécessitant des composants plus petits ou plus fins. Pour les concepteurs de produits à la recherche d’un fournisseur de moulage sous pression, une compréhension complète des alliages proposés et de leurs avantages associés est cruciale pour prendre des décisions éclairées.