O que é o Zinco?
O zinco, representado pelo símbolo Zn e com um número atómico de 30, é um metal azul-prateado que se distingue pela sua versatilidade e importância em diversos sectores. As suas qualidades particulares tornam-no importante numa vasta gama de aplicações, desde a prevenção da corrosão até ao fabrico de ligas.
Qual é a maquinabilidade das ligas de zinco?
Comportamento Gummy
As ligas de zinco têm tendência para se colarem às ferramentas de corte, resultando em arestas acumuladas e numa vida útil mais curta da ferramenta. Este comportamento “pegajoso” é causado pela tendência do material para se colar às ferramentas de corte, resultando em arestas postiças e numa vida útil mais curta da ferramenta. A seleção adequada das ferramentas e dos parâmetros de corte é necessária para reduzir o comportamento pegajoso e garantir processos de maquinação suaves.
Ponto de fusão baixo
As ligas de zinco, com temperaturas de fusão que variam geralmente entre 380°C e 420°C, são propensas ao amolecimento térmico durante a maquinagem. Métodos de maquinação especializados, como o arrefecimento por inundação, são normalmente aplicados para gerir a acumulação de calor e evitar o amolecimento do material durante a fresagem.
Fragilidade
Apesar da sua excelente maquinabilidade, as ligas de zinco são propensas a fragilidades a altas velocidades de maquinação e taxas de avanço. As operações de maquinação devem ser realizadas a velocidades de corte e taxas de avanço óptimas para minimizar o desgaste excessivo da ferramenta e a fratura do material. Além disso, a utilização de ferramentas de corte com a forma e a dureza corretas das arestas pode ajudar a reduzir a probabilidade de fragilidade durante a maquinagem.
Considerações de segurança
O corte e a retificação de ligas de zinco podem emitir partículas microscópicas e fumos, tornando-os tóxicos para as máquinas. Utilize sistemas de ventilação e EPI para evitar a exposição à poluição atmosférica. A manutenção de um local de trabalho limpo e seguro requer a eliminação adequada dos resíduos de maquinagem.
Quais são os tipos de ligas de zinco para maquinagem?
Ligas Zamak
As ligas de Zamak são as ligas de zinco mais populares utilizadas na maquinagem. São normalmente feitas de zinco, alumínio, magnésio e cobre. Os principais graus incluem:
- Zamak 3: Esta liga inclui cerca de 4% de alumínio e tem excelentes qualidades físicas e mecânicas, o que a torna perfeita para a maquinagem de precisão. É frequentemente utilizada na América do Norte para componentes automóveis e pequenas carcaças de motores eléctricos.
- Zamak 5: Com uma maior concentração de cobre do que o Zamak 3, o Zamak 5 proporciona mais resistência e dureza. É preferido na Europa para aplicações que exigem alta resistência à tração.
- Zamak 12: Esta liga tem uma composição distinta que resulta em qualidades mecânicas únicas, ideais para determinadas aplicações.
Ligas ZA
As ligas ZA têm mais alumínio (até 28%) do que as ligas Zamak. São conhecidas pela sua durabilidade e resistência à fluência, o que as torna ideais para aplicações de alto desempenho. Alguns exemplos são:
- O ZA-8 possui elevadas qualidades mecânicas e é frequentemente utilizado em operações de fundição sob pressão.
- A ZA-27 é leve e resistente e é ideal para aplicações de fundição injectada em câmara fria.
EZAC
O EZAC é uma liga de zinco especializada que inclui alumínio e cobre. É conhecida pela sua notável resistência, dureza e desempenho de fluência, tornando-a perfeita para aplicações de fundição sob pressão devido ao seu baixo ponto de fusão e elevada fluidez.
Ligas de zinco-cobre
Estas ligas melhoram as propriedades mecânicas do zinco através da incorporação de cobre, que Estas ligas melhoram as qualidades mecânicas do zinco através da introdução de cobre, aumentando a força e a resistência à corrosão. São especialmente valiosas em aplicações eléctricas devido à sua elevada condutividade.
Quais são as diferentes técnicas de maquinagem de ligas de zinco?
As ligas de zinco são maquinadas por rotina utilizando uma variedade de processos adaptados às suas caraterísticas e utilizações específicas. Cada método de maquinação tem vantagens e é adequado para uma variedade de componentes de ligas de zinco. Estes são os processos básicos de maquinagem de ligas de zinco.
Virando
O torneamento é uma operação básica de maquinagem que dá forma a peças de zinco cilíndricas em máquinas de torno. Esta abordagem é muito útil para criar peças com simetria rotacional. Os tornos CNC modernos melhoram a precisão e podem efetuar operações sofisticadas como o torneamento-fresagem, que permite a maquinação de detalhes intrincados na peça.
Fresagem
A fresagem é um dos processos de maquinação mais flexíveis para ligas de zinco. Implica a remoção de material de uma peça de trabalho utilizando ferramentas de corte rotativas, o que permite o fabrico de uma variedade de formas, incluindo padrões irregulares e prismáticos. Os maquinistas podem obter grande precisão e geometrias complicadas utilizando capacidades avançadas como a fresagem CNC de 5 eixos.
Vibração
A perfuração é um procedimento típico para efetuar furos em componentes metálicos. Este método utiliza brocas com canais helicoidais para criar furos de tamanhos e profundidades específicos. Para evitar a acumulação de calor durante a perfuração, que pode causar o amolecimento do material, utilize arrefecimento por inundação e brocas afiadas. Este procedimento garante uma remoção eficaz das aparas, minimizando o desgaste da ferramenta.
Fundição de Morte
A fundição injectada é um método de produção altamente eficiente para criar componentes de zinco complicados com tolerâncias rigorosas. A liga de zinco fundido é bombeada para um molde sob alta pressão, resultando numa rápida solidificação e em elevadas taxas de produção. A fundição injetada é muito útil para a produção em massa porque pode produzir formas complexas com pouca perda de material.
Usinagem por Descarga Eléctrica (EDM)
A EDM é uma técnica especializada para maquinar materiais duros ou de geometria complexa que são difíceis de produzir utilizando tecnologias convencionais. Implica a utilização de descargas eléctricas para remover material de uma peça de trabalho. Embora o EDM seja menos frequente para ligas de zinco do que outras tecnologias, pode ser utilizado quando é necessária uma maquinação precisa de pormenores delicados.
Quais são as opções de acabamento de superfície para peças de zinco?
Melhorar a qualidade da superfície das peças de zinco é fundamental para aumentar o seu aspeto, resistência à corrosão e desempenho geral. Existem vários procedimentos de acabamento diferentes, cada um com o seu próprio conjunto de vantagens.
Electrogalvanização
A galvanoplastia é a técnica de colocação de uma camada metálica num objeto de zinco através de um método eletroquímico. Os métodos comuns de galvanoplastia incluem:
- O revestimento de níquel cria uma superfície robusta e resistente ao desgaste com um aspeto brilhante e atrativo. Também aumenta a resistência à corrosão.
- O cromagem tem um aspeto brilhante e espelhado e uma elevada resistência, o que o torna ideal para fins ornamentais e utilitários.
Revestimento de conversão de cromato
Este processo químico torna a superfície de zinco passiva, o que cria uma camada protegida que a torna mais resistente à ferrugem e ajuda a tinta a aderir. Está disponível em diferentes cores, como transparente, amarelo e preto, protege um pouco contra a ferrugem e constitui uma boa base para pintura. (WIKI)
Revestimento a pó
O revestimento em pó envolve a aplicação eletrostática de um pó seco ao artigo de zinco e, em seguida, a sua cura sob calor para dar um acabamento uniforme e duradouro. Este processo proporciona uma proteção excecional contra a corrosão, uma grande variedade de possibilidades de cores e um revestimento mais espesso do que o típico
Anodização
A anodização, embora menos comum para o zinco, pode ser utilizada para melhorar a dureza da superfície e a resistência ao desgaste. A técnica consiste em formar uma camada de óxido na superfície do zinco, que pode ser colorida para obter uma variedade de tonalidades. (Wikipedia)
Polimento mecânico
O polimento mecânico é o processo de alisamento da superfície do zinco com materiais abrasivos para criar uma qualidade reflectora e visualmente atraente. Esta técnica é frequentemente utilizada para preparar a superfície para tratamentos posteriores ou para melhorar o seu aspeto.
Revestimento de flocos de zinco
Os revestimentos de flocos de zinco são revestimentos aplicados de forma não electrolítica que oferecem uma resistência superior à corrosão. São constituídos por flocos de zinco e alumínio ligados entre si por uma matriz inorgânica, resultando numa camada fina e homogénea com grande resistência à corrosão.(Wikipedia)
Práticas especializadas para maquinagem de ligas de zinco
Para obter os melhores resultados na maquinagem de ligas de zinco, é necessário um estudo aprofundado das caraterísticas do material, bem como a aplicação de determinadas práticas recomendadas. Eis os requisitos importantes para uma boa maquinação de ligas de zinco.
Seleção de materiais
Escolha a liga de zinco adequada com base nas especificações da aplicação. Por exemplo, o Zamak 3 é conhecido pela sua elevada capacidade de fundição e estabilidade dimensional, tornando-o ideal para componentes complicados. Em contrapartida, o ZA-27 tem mais resistência e é excelente para aplicações pesadas.
Ferramentas
Utilize ferramentas de corte afiadas feitas de carboneto ou aço rápido (HSS) para reduzir a aderência do material e aumentar o acabamento da superfície. As ferramentas afiadas reduzem o comportamento pegajoso das ligas de zinco, resultando num melhor desempenho da maquinação.
Parâmetros de corte
Otimizar as velocidades de corte e as taxas de avanço para atingir um equilíbrio entre as taxas de remoção de material, a vida útil da ferramenta e a qualidade da superfície. As operações de maquinagem devem ser realizadas a velocidades de corte e avanços óptimos para minimizar o desgaste excessivo da ferramenta e a fratura do material.
Arrefecimento e lubrificação
Utilize o arrefecimento por inundação ou a lubrificação por névoa para dissipar corretamente o calor e evitar o amolecimento térmico. As técnicas de maquinagem especializadas, como o arrefecimento por inundação, são frequentemente utilizadas para gerir a acumulação de calor e evitar o amolecimento do material durante a maquinagem.
Gestão de chips
Assegurar uma evacuação eficaz das aparas para evitar um novo corte e subsequentes danos na superfície. É necessária uma seleção adequada da ferramenta e dos parâmetros de corte para reduzir o comportamento pegajoso e garantir processos de maquinagem suaves.
Acabamento de superfícies
Considere a utilização de tratamentos de superfície pós-acabamento para melhorar a resistência à corrosão e a estética. A galvanoplastia, o revestimento em pó e a anodização são opções que têm o seu próprio conjunto de vantagens.
Medidas de segurança
Adotar as medidas de segurança adequadas, como sistemas de ventilação e equipamento de proteção individual, para reduzir a sua exposição à poluição atmosférica. Para manter o local de trabalho seguro e o mundo seguro, os resíduos das máquinas têm de ser cuidadosamente processados e eliminados. Obter a formação correta sobre como utilizar mercadorias perigosas também é importante para reduzir os riscos no trabalho.
Quais são as aplicações da maquinagem do zinco?
A maquinagem do zinco é importante em muitos sectores porque produz componentes duráveis, precisos e económicos. O zinco e as suas ligas têm qualidades únicas que os tornam úteis para uma variedade de aplicações.
Indústria automóvel
As ligas de zinco são utilizadas na indústria automóvel para criar componentes como sistemas de combustível, suportes, engrenagens, alavancas, fechaduras e grampos. A sua forte relação força/peso e resistência à corrosão tornam-nas perfeitas para estas utilizações.
Eletrónica e componentes eléctricos
A condutividade superior do zinco torna-o ideal para ligações, caixas, interruptores, dissipadores de calor e protecções de PCB. A sua capacidade de ser maquinado em geometrias exactas proporciona um desempenho consistente em equipamento elétrico.
Indústria aeroespacial
As ligas de zinco são utilizadas em aplicações aeronáuticas que requerem grande resistência e precisão. A sua maquinabilidade permite a produção de componentes complicados necessários para os sistemas de aviação.
Dispositivos médicos
O zinco é biocompatível e maquinável, o que o torna excelente para componentes médicos, como ferramentas cirúrgicas e equipamento de diagnóstico. A sua resistência à corrosão garante durabilidade e fiabilidade em ambientes médicos.
Bens de consumo
As ligas de zinco são utilizadas no fabrico de ferragens, objectos decorativos e electrodomésticos. A sua capacidade de serem maquinadas em formas complicadas permite obter produtos visualmente bonitos e práticos.
Conclusão
A maquinagem do zinco proporciona uma elevada precisão, adaptabilidade e eficiência, tornando-a indispensável em sectores como o automóvel, aeroespacial, eletrónico e médico. As suas qualidades, incluindo a resistência à corrosão e a maquinabilidade, tornam possível produzir componentes de alta qualidade a baixo custo. O zinco fornece produtos duráveis, úteis e visualmente bonitos para uma vasta gama de aplicações industriais, utilizando as melhores práticas e técnicas de acabamento.
Associe-se aos nossos especialistas em maquinagem CNC para criar componentes de zinco de qualidade adequados às suas especificações. Do protótipo à produção, garantimos alta qualidade e fiabilidade. Contacte-nos agora para obter um orçamento personalizado!
