Đúc kẽm so với đúc nhôm: Sự khác biệt của chúng là gì
Đúc khuôn là một kỹ thuật sản xuất phù hợp để tạo ra các bộ phận, chi tiết sản phẩm có thiết kế phức tạp, đòi hỏi độ chính xác và sản xuất với quy mô lớn. Kỹ thuật này tương thích với kim loại, phổ biến là kẽm, magie và nhôm. Trong số các vật liệu khác nhau này, khuôn đúc kẽm và khuôn đúc nhôm là phổ biến và được so sánh nhiều nhất trong đúc khuôn kim loại.
Cả hai vật liệu kẽm và nhôm đều có các đặc tính và ứng dụng độc đáo riêng. Tuy nhiên, quá trình đúc sẽ cải thiện hơn nữa các thuộc tính này. Do đó, bạn cần hiểu về quá trình đúc khuôn và ảnh hưởng của nó đối với vật liệu. Bài viết này so sánh đúc nhôm và đúc kẽm để bạn có thể hiểu chúng và cách sử dụng chính xác từng quy trình.
Sự khác biệt giữa Đúc kẽm so với Đúc nhôm
Đúc nhôm và đúc kẽm thể hiện các đặc tính độc đáo xác định ứng dụng của chúng. Dưới đây là các thông số phổ biến có thể cho phép bạn phân biệt cả hai loại vật liệu và chọn loại phù hợp:
Cân nặng
Hợp kim kẽm có mật độ cao tương tự như thép, khiến chúng cứng hơn và nặng hơn hầu hết các vật liệu đúc khuôn. Kẽm nguyên chất có khối lượng riêng là 5g/cm3 so với 2,7g/cm3 của nhôm, do đó với tỷ trọng cao, nó có khả năng chống va đập tốt hơn các bộ phận bằng nhôm và kẽm là sự lựa chọn vật liệu để chế tạo vật đúc cho các ứng dụng kết cấu.
Đặc tính
Sự khác biệt chính giữa khuôn đúc kẽm và các bộ phận nhôm dựa trên tính chất cơ học của chúng. Dưới đây là các đặc tính chung của cả hai loại vật liệu đúc này và chúng khác nhau như thế nào:
– Điểm nóng chảy
Mặc dù đặc hơn nhưng kẽm có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn (420oC). Điểm nóng chảy là một thông số quan trọng trong quá trình đúc khuôn vì nó xác định loại quy trình đúc khuôn mà bạn có thể sử dụng. Điểm nóng chảy thấp của kẽm giúp cho nó tương thích hơn với quy trình đúc buồng nóng.
Bên cạnh đó, điểm nóng chảy thấp cũng giảm ảnh hưởng đến độ bền của khuôn, cải thiện sản xuất, giảm chi phí sản xuất thấp hơn và xác định sự lựa chọn của quy trình đúc. Mặt khác, nhôm có nhiệt độ nóng chảy cao hơn (660oC) nên nó tương thích với quy trình đúc buồng lạnh, ngoài việc tăng chi phí, còn tăng thời gian chu kỳ.
– Tính dẫn nhiệt
Hợp kim kẽm có tính dẫn nhiệt tốt hơn nhôm đúc vì nó có thể hấp thụ và tản nhiệt hiệu quả. Do đó, nó phù hợp hơn để sản xuất các bộ phận sinh nhiệt cao hoặc hoạt động với nhiệt độ và cần tản nhiệt hiệu quả. Đúc kẽm tốt hơn nhôm trong việc chế tạo các bộ phận tản nhiệt hoặc các chi tiết trong thiết bị điện tử.
– Khả năng chống ăn mòn
Đúc kẽm có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tốt hơn so với các bộ phận đúc bằng nhôm. Do đó, đúc kẽm phù hợp hơn cho các dự án hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Tuổi thọ dụng cụ
Khuôn được sử dụng trong đúc khuôn kẽm không cần phải quá bền do tính chất ít mài mòn của vật liệu và điểm nóng chảy thấp. Do những đặc tính này (nghĩa là ít mài mòn hơn và điểm nóng chảy thấp), nên giảm được sự hư hỏng của khuôn và chi phí dụng cụ. Do đó, khuôn dùng trong đúc kẽm có thể kéo dài hơn 1.000.000 lần đúc so với 100.000 lần đúc của nhôm.
Hoàn thiện bề mặt
Không giống như các bộ phận được gia công bằng máy CNC, đúc khuôn thường cần các tùy chọn hoàn thiện bề mặt sau đúc. Đồng thời loại vật liệu đúc khuôn cũng xác định xem sản phẩm đúc sẽ cần hoàn thiện bề mặt như thế nào.
Đối tượng đúc kẽm không có lỗ rỗng sau khi đúc, thể hiện rõ ở bề mặt của chúng có độ mịn hơn và điều này không giống như nhôm, có thể tạo thành lỗ rỗng, rỗ và phồng rộp trong quá trình đúc. Do đó, việc đúc nhôm đòi hỏi phải có phương án hoàn thiện bề mặt phức tạp hơn.
Ngoài ra, kẽm tương thích hơn với các tùy chọn hoàn thiện bề mặt như mạ, sơn tĩnh điện, sơn, mạ điện và anot hóa. (Xem thêm bài viết 6 phương pháp đánh bóng khuôn & những lưu ý)
Các ứng dụng
Cả hai vật liệu này đều được ứng dụng trong một số ngành công nghiệp, chúng là các tùy chọn cho đúc khuôn ô tô và thiết bị gia dụng phổ biến. Mặt khác, tỷ lệ sức bền trên trọng lượng của nhôm đúc làm cho nó trở thành vật liệu tốt hơn khi có nhu cầu chế tạo các bộ phận nhẹ và chắc chắn. Đây là một tiêu chí quan trọng để sử dụng nhôm đúc trong ngành hàng không vũ trụ.
Thời gian chu kỳ
Một thông số chính khác cần xem xét khi so sánh đúc nhôm và đúc kẽm là thời gian chu kỳ. Đúc kẽm xảy ra ở áp suất cao và điểm nóng chảy thấp, không giống như đúc nhôm. Vì lý do này, nó có thời gian chu kỳ thấp (đúc kẽm có tỷ lệ chu kỳ cao hơn 150-200% so với nhôm).
Hơn nữa, quá trình gia nhiệt của khuôn đúc kẽm xảy ra bên trong, không giống như quá trình đúc khuôn nhôm, sử dụng quy trình buồng lạnh. Bên cạnh đó, khả năng tản nhiệt hiệu quả của đúc kẽm có nghĩa là kim loại nóng chảy sẽ đông đặc nhanh hơn. Kết quả là, thời gian chu kỳ sẽ giảm.
Chi phí sản xuất
Chi phí sản xuất phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như chi phí vật liệu, quy trình sản xuất, kỹ năng của người vận hành, thời gian chu kỳ, quy trình hoàn thiện bề mặt, v.v.
| Đúc kẽm | Đúc nhôm | |
| Cân nặng | Cao hơn | Cao |
| Nhiệt độ nóng chảy | Thấp | Cao |
| Tính dẫn nhiệt | Cao | Thấp |
| Khả năng chống ăn mòn | Cao hơn | Thấp |
| Tuổi thọ khuôn & dụng cụ | Cao | Thấp |
| Yêu cầu hoàn thiện bề mặt | Thấp | Cao |
| Các ứng dụng | Công nghiệp ô tô, hàng hải và điện tử.
– Hệ thống lái trợ lực – Thành phần động cơ – Hệ thống nhiên liệu |
Hàng không vũ trụ, thiết bị gia dụng, y tế, ô tô.
– Phụ tùng máy – Dụng cụ điện – Linh kiện ô tô |
| Thời gian chu kỳ | Thấp | Cao hơn |
Khi nào và tại sao bạn nên chọn khuôn đúc kẽm
Nếu bạn từng gặp khó khăn trong việc quyết định nên chọn đúc khuôn kẽm hay đúc khuôn nhôm, thì dưới đây là một số yếu tố đặt việc đúc khuôn kẽm lên hàng đầu.
Các bộ phận có thành mỏng
Đúc khuôn kẽm phù hợp để chế tạo các bộ phận có thành mỏng do độ bền của chúng tốt hơn so với các vật liệu khác. Khi sử dụng, bạn không phải lo lắng về tính toàn vẹn cấu trúc của bộ phận đúc, vì kết cấu của vật liệu giúp nó ổn định. Hơn nữa, lựa chọn kẽm để đúc thành mỏng cho các bộ phận cũng sẽ giúp làm giảm vật liệu được sử dụng và chi phí đúc .
Điều kiện môi trường khắc nghiệt
Đúc kẽm được áp dụng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, đặc biệt là những điều kiện có thể dẫn đến ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn tốt của vật đúc kẽm đảm bảo hình thành một lớp bảo vệ trên các bộ phận sản phẩm khi được sử dụng trong các điều kiện khắc nghiệt như vậy.
Ứng suất dư ít hơn
Đúc khuôn sử dụng áp suất để ép kim loại nóng chảy vào khuôn. Có hai quy trình đúc khuôn dựa trên việc sử dụng áp suất ( đúc khuôn áp suất cao và áp suất thấp ), trong đó quá trình đúc khuôn áp suất cao hầu hết gây ra ứng suất dư trên các bộ phận. Đúc kẽm hoạt động thông qua quá trình đúc áp suất thấp. Kết quả là, điều này làm giảm ứng suất dư của các bộ phận.
Độ bền khuôn đúc
Chọn khuôn đúc kẽm khi làm việc với khuôn đúc dễ vỡ. Điều này là do những khuôn kẽm thường có tuổi thọ gấp khoảng mười lần khuôn đúc nhôm. Hơn nữa, hãy chọn khuôn đúc kẽm nếu bạn có số vốn hạn chế để trang trải chi phí dụng cụ.
Sản xuất nhanh
Hợp kim kẽm có điểm nóng chảy thấp và yêu cầu quy trình đúc khuôn buồng nóng xảy ra khi phun áp suất cao. Điều này sẽ làm tăng tỷ lệ chu kỳ nhiều hơn các vật liệu khác. Trong khuôn đúc kẽm, kẽm được nấu chảy trong máy không giống như trong khuôn đúc nhôm, nơi người vận hành làm chảy nhôm bên ngoài máy trước khi đưa nó vào máy phun.
Khi nào và tại sao chọn nhôm đúc
Khi lựa chọn giữa các bộ phận đúc khuôn nhôm và khuôn đúc kẽm, dưới đây là một số điều kiện mà bạn nên xem xét việc đúc khuôn nhôm so với đúc khuôn kẽm:
Tỷ lệ sức bền trên trọng lượng
Các bộ phận đúc bằng nhôm được biết đến với trọng lượng nhẹ và độ bền kéo cao. Vì vậy, bạn nên xem xét chúng nếu bạn đang tìm kiếm những tiêu chí như vậy. Các bộ phận đúc khuôn làm từ nhôm rất phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ do trọng lượng nhẹ của chúng.
Nhiệt độ hoạt động cao
Đúc nhôm là lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng hoạt động với nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong luyện kim. Điều này là do điểm nóng chảy cao của chúng, đảm bảo chúng giữ được các đặc tính vật lý và cấu trúc khi tiếp xúc với nhiệt độ cao như vậy.
Tính dẫn điện
Nhôm đúc có tính dẫn điện cao, làm cho chúng trở thành lựa chọn tốt hơn cho một số thành phần đúc trong mạch điện tử.
Phần kết luận
Đúc nhôm và kẽm chắc chắn và bền. Tuy nhiên, việc lựa chọn vật liệu từ bất kỳ yêu cầu nào đều phải hiểu các đặc tính vốn có và áp dụng cho khuôn đúc của mỗi vật liệu. Bài viết này đã so sánh khuôn đúc kẽm và khuôn đúc nhôm để bạn có thể lựa chọn một cách hiệu quả ứng dụng khuôn phù hợp cho dự án của mình. (Xem thêm bài viết Đúc kẽm trong ngành công nghiệp ô tô và những lợi thế).
Câu hỏi thường gặp
Khuôn đúc kẽm có bền hơn khuôn đúc nhôm không?
– Các bộ phận đúc kẽm bền hơn đúc nhôm, kẽm đúc mạnh hơn nhiều hợp kim màu thông thường. So với nhôm đúc, hợp kim kẽm bền hơn 2,5 lần so với nhôm đúc.
Các thông số phân biệt đúc nhôm và kẽm là gì?
– Hai vật đúc khác nhau về trọng lượng, khả năng chống ăn mòn, điểm nóng chảy và độ dẫn nhiệt. Đúc kẽm nặng hơn và có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn, khả năng chống ăn mòn cao hơn và dẫn nhiệt tốt hơn.
Kẽm hay nhôm ăn mòn hơn?
– Các bộ phận đúc nhôm có khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với đúc kẽm. Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào độ pH. Ví dụ, trong dung dịch kiềm (pH 11), khả năng chống ăn mòn của nhôm đúc giống hệt kẽm.
