Hãy tưởng tượng bạn đang cầm một sản phẩm kết hợp độ bền, kỹ thuật chính xác và sản xuất hiệu quả về chi phí. Đây không phải là một giấc mơ xa vời—đúc khuôn hợp kim kẽm làm cho điều đó trở nên khả thi.

Đúc khuôn hợp kim kẽm liên quan đến việc bơm hợp kim kẽm nóng chảy vào khuôn được thiết kế sẵn, sau đó nguội và đông đặc thành các bộ phận mong muốn. Hợp kim kẽm được ưa chuộng trong sản xuất do độ dẻo tuyệt vời, độ bền va đập và điểm nóng chảy thấp. Điểm nóng chảy thấp cho phép "đúc khuôn buồng nóng", giúp kéo dài tuổi thọ của khuôn, giảm tần suất điều chỉnh dụng cụ và giảm chi phí sản xuất so với các vật liệu đúc khác.

Đúc khuôn hợp kim kẽm thường sử dụng quy trình buồng nóng. Mặc dù các bước cụ thể có thể khác nhau tùy thuộc vào kích thước bộ phận và loại máy, nhưng quy trình làm việc chung vẫn nhất quán:

Khuôn đúc được làm sạch kỹ lưỡng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm, đảm bảo chất lượng bề mặt. Tiếp theo là bôi trơn để tạo điều kiện cho việc đẩy bộ phận ra sau khi làm nguội. Cuối cùng, kẹp áp suất cao cố định khuôn để phun kim loại.

Hợp kim kẽm nóng chảy được đổ vào buồng phun của máy đúc khuôn. Quy trình buồng nóng yêu cầu duy trì nhiệt độ cao. Sau đó, áp suất cao nhanh chóng phun hợp kim nóng chảy vào khoang khuôn.

Hợp kim kẽm được phun nguội hoàn toàn bên trong khuôn, đông đặc thành hình dạng mong muốn. Sau khi làm nguội, khuôn mở ra và cơ chế đẩy loại bỏ vật đúc đã đông đặc.

Lưu ý quan trọng: Đảm bảo đông đặc hoàn toàn trước khi đẩy ra để tránh các khuyết tật.

Giai đoạn xử lý hậu kỳ này loại bỏ vật liệu thừa (bavia) khỏi vật đúc. Phế liệu hợp kim kẽm đã cắt tỉa vẫn có thể tái chế hoàn toàn, hỗ trợ sản xuất bền vững.

Nhiều loại hợp kim kẽm khác nhau cung cấp các đặc tính độc đáo cho các ứng dụng khác nhau:

Hợp kim có độ bền cao này (còn được gọi là Hợp kim Kẽm 2 hoặc Kirksite) vượt trội trong các bộ phận kết cấu cho các ứng dụng ô tô và cơ khí.

Hợp kim kẽm phổ biến nhất mang lại độ ổn định kích thước đặc biệt và khả năng tương thích với nhiều phương pháp xử lý bề mặt bao gồm sơn, mạ crôm và mạ điện.

Một biến thể Zamak 3 đã được sửa đổi với hàm lượng magiê thấp hơn, lý tưởng cho các bộ phận yêu cầu khả năng đúc và hoàn thiện bề mặt vượt trội.

Hợp kim kẽm-nhôm này (hàm lượng nhôm cao hơn) vẫn tương thích với đúc khuôn buồng nóng.

Được phát triển bởi General Motors, hợp kim này có độ cứng và khả năng chống rão đặc biệt cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

Chứa 27% nhôm, hợp kim nhẹ nhưng chắc chắn này phù hợp với các bộ phận kết cấu yêu cầu độ bền.

• Hiệu quả lắp ráp: Độ ổn định kích thước của kẽm làm giảm các yêu cầu gia công sau khi đúc
• Khả năng thành mỏng: Độ bền cao cho phép thiết kế nhẹ mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn
• Tính chất cơ học: Độ bền và độ bền vượt trội so với hợp kim nhôm/magiê
• Hình học phức tạp: Đặc tính dòng chảy tuyệt vời cho phép thiết kế bộ phận phức tạp
• Tuổi thọ khuôn: Điểm nóng chảy thấp hơn kéo dài tuổi thọ của dụng cụ so với đúc nhôm
• Tốc độ sản xuất: Thời gian chu kỳ nhanh hơn (nhanh hơn 150-200% so với nhôm)
• Tùy chọn hoàn thiện bề mặt: Nhiều kỹ thuật hoàn thiện có sẵn (mạ điện, sơn tĩnh điện, sơn)

Mặc dù có nhiều ưu điểm, đúc khuôn kẽm vẫn có một số hạn chế:

• Các khuyết tật tiềm ẩn: Tốc độ phun cao có thể gây ra độ xốp nếu thông hơi khí không đủ
• Cân nhắc về trọng lượng: Nặng hơn nhôm, hạn chế các ứng dụng hàng không vũ trụ
• Quy mô kinh tế: Chi phí dụng cụ ban đầu cao ưu tiên sản xuất hàng loạt hơn là sản xuất theo lô nhỏ

Vật đúc kẽm phục vụ các ngành công nghiệp đa dạng:

• Ô tô: Các bộ phận nội thất, bộ phận động cơ và các yếu tố kết cấu
• Điện tử: Bộ điều chỉnh điện áp, công tắc chuyển đổi, linh kiện đồng hồ
• Hàng tiêu dùng: Phần cứng đồ nội thất, khóa cửa, linh kiện thiết bị
• Máy móc công nghiệp: Các bộ phận động cơ yêu cầu khả năng chống rão

Đúc khuôn hợp kim kẽm mang lại sự cân bằng tối ưu giữa độ bền, độ chính xác và hiệu quả chi phí cho các bộ phận được sản xuất hàng loạt. Từ ô tô đến điện tử tiêu dùng, phương pháp sản xuất này tiếp tục phát triển, cung cấp cho các nhà thiết kế và kỹ sư các giải pháp linh hoạt để sản xuất các bộ phận bền.

Hợp kim kẽm thể hiện độ bền năng suất gấp khoảng 2,5 lần so với các hợp kim đúc khuôn nhôm tương đương.

Khả năng chống ăn mòn tự nhiên của kẽm ngăn chặn sự hình thành gỉ, ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.

Hàn tiêu chuẩn là một thách thức do điểm nóng chảy thấp của kẽm, mặc dù các vật liệu chuyên dụng như Super Alloy 1 cho phép sửa chữa hạn chế.