ES2275773T3 - Aleaciones de zinc adecuadas para fundicion de zinc o fundicion inyectada de zinc y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents
Aleaciones de zinc adecuadas para fundicion de zinc o fundicion inyectada de zinc y su procedimiento de fabricacion. Download PDFInfo
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Abstract
Uso de aleaciones de zinc para la fundición inyectada en cámara caliente que contienen, además de zinc y las impurezas inevitables contenidas en él, 0, 01 a 6% en peso de aluminio, 0, 01 a 1, 5% en peso de cobre, 0, 001 a 0, 06% en peso de magnesio, 0, 001 a 0, 2% en peso de silicio, 0, 002 a 0, 05% en peso de titanio, 0, 0002 a 0, 005% en peso de boro y hasta 0, 2% en peso de cromo.
Description
Aleaciones de zinc adecuadas para fundición de
zinc o fundición inyectada de zinc y su procedimiento de
fabricación.
Son objeto de la presente invención aleaciones
de zinc para fundición de zinc o fundición inyectada de zinc que
contienen, además de zinc y las impurezas inevitables contenidas en
él, 0,1 a 6% en peso de aluminio, 0,01 a 1,5% en peso de cobre,
0,001 a 0,06% en peso de magnesio y 0,001 a 0,2% en peso,
preferiblemente 0,002 a 0,06% en peso, de silicio.
Algunas de estas aleaciones de zinc son
aleaciones de zinc fino habituales en el comercio que se fabrican y
comercializan bajo la marca ZAMAK®. Especialmente se trata de las
aleaciones ZL 0410 (ZL5), ZL 0400 (ZL3), ZL 0210 (sin normalizar),
así como la aleación ZL 0010 (ZL16). Las normas de las aleaciones
ZL5, ZL3 y ZL16 corresponden a DIN EN1774. La composición se resume
en la siguiente tabla:
Especialmente para la fundición inyectada de
zinc es de gran importancia un afino de grano.
De la industria del aluminio se sabe que puede
usarse titanio y boro como sustancia de afino de grano. En la
industria del aluminio, el titanio y/o el boro se añade
preferiblemente en forma de una aleación madre con aluminio. Estas
aleaciones madre se conocen, entre otras, bajo las denominaciones
AlTi5B1, AlTi3B1 y/o AlTi5B0,5.
Además, el estado anterior de la técnica se basó
en que las aleaciones de zinc sólo pueden mejorarse mediante un
contenido más alto de aluminio y un contenido más alto de cobre,
véanse los documentos WO93/13230A1, JP1142046A y JP1165740A.
La invención se ha planteado el objetivo de
mejorar el comportamiento de aleaciones de zinc fino en la fundición
de zinc y especialmente en la fundición inyectada de zinc.
Se ha descubierto ahora de manera sorprendente
que las aleaciones de zinc fino con sólo 0,01 a 6% en peso,
preferiblemente 0,01 a 4,2% en peso de aluminio, también pueden
mejorarse en gran medida mediante pequeñas cantidades de titanio y
boro, así como opcionalmente cromo. Una adición de un kilogramo de
aleaciones madre de
aluminio-titanio-boro a una tonelada
de aleación de zinc fino ya conduce a un incremento del
comportamiento de flujo de 10 a 20% y a un aumento de la
resistencia a la tracción de los productos acabados de más de 10%.
Estas propiedades mejoradas hacen posible el ahorro de material ya
que las piezas de fundición inyectada pueden dimensionarse con
paredes más finas. Otra ventaja está en que los talleres de
fundición inyectada no deben realizar ninguna separación de
material ya que no es crítica una mezcla de aleaciones refinadas y
no refinadas.
La sólo pequeña proporción de titanio, boro y
aluminio en estas aleaciones madre de
aluminio-titanio-boro permite
mantener los valores límite prescritos de las normas, de manera que
en lo referente a esto tampoco se producen ni son de esperar
dificultades.
Mediante el afino de grano según la invención se
alcanzan, especialmente para piezas de fundición inyectada, las
siguientes mejoras: la ductilidad, la resistencia a la fluencia, la
impermeabilidad, el comportamiento de llenado de matrices en el
procedimiento de fundición inyectada, así como la calidad
superficial. Finalmente se consigue una clara disminución de piezas
defectuosas.
Otra ventaja de la aleación según la invención
consiste en que cantidades tan pequeñas como de 0,001 a 0,2% en
peso, preferiblemente de 0,002 a 0,06% en peso de silicio, también
mejoran las propiedades. Por tanto, es posible usar aluminio con un
grado de pureza de 99,7 (0,2% en peso de silicio). Una aleación con
4% en peso de aluminio de este tipo conduce automáticamente a un
contenido de aproximadamente 80 ppm de silicio en la aleación
final.
Finalmente, una ventaja imprevisible consiste en
que las aleaciones según la invención pueden usarse de una manera
muy rentable en el procedimiento de fundición inyectada en cámara
caliente, mientras que a contenidos de aluminio más altos de 8 a
27% en peso debe trabajarse con el procedimiento más lento de
fundición inyectada en cámara fría.
La fabricación de las nuevas aleaciones se
explica más detalladamente en el siguiente ejemplo.
Ejemplo
Las aleaciones de fundición inyectada ZAMAK® ZL
0410, ZL 0400, ZL 0430, ZL 0210, así como la aleación ZL 0010, se
alearon con la aleación madre AlTi5B1. Para esto se aleó 1 kg de
AlTi5B1 por tonelada de aleación de zinc. El contenido de boro
estaba en aproximadamente 10 ppm y el contenido de titanio en
aproximadamente 50 ppm. Adicionalmente se añadieron 200 ppm de
silicio. Se moldearon lingotes. Estos lingotes se fundieron de nuevo
y se determinó el comportamiento de flujo con una coquilla
especial. Se midió la duración de descarga. Después se aumenta el
comportamiento de flujo de 10 a 20%. Finalmente se procesaron las
nuevas aleaciones en una máquina de fundición inyectada para dar
piezas. De estas piezas se extrajeron probetas de tracción. Resultó
que la resistencia a la tracción de las nuevas aleaciones era más
de 10% más elevada que en las probetas comparativas sin la adición
de aleación.
Claims (7)
1. Uso de aleaciones de zinc para la fundición
inyectada en cámara caliente que contienen, además de zinc y las
impurezas inevitables contenidas en él,
- 0,01 a 6% en peso de aluminio,
- 0,01 a 1,5% en peso de cobre,
- 0,001 a 0,06% en peso de magnesio,
- 0,001 a 0,2% en peso de silicio,
- 0,002 a 0,05% en peso de titanio,
- 0,0002 a 0,005% en peso de boro y
- hasta 0,2% en peso de cromo.
2. Uso de aleaciones de zinc según la
reivindicación 1, caracterizado porque contienen
- 0,004 a 0,007% en peso de titanio
- 0,0005 a 0,002% en peso de boro.
3. Uso de aleaciones de zinc según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque contienen
- 0,01 a 4,2% en peso de aluminio y
- 0,01 a 1,2% en peso de cobre.
4. Uso de aleaciones de zinc según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en forma de lingotes, planchas, flejes o
alambres.
5. Uso de aleaciones de zinc según una de las
reivindicaciones 1 a 4 para la fabricación de piezas de fundición o
piezas de fundición inyectada en fundición inyectada en cámara
caliente.
6. Procedimiento para la fabricación de piezas
de fundición inyectada en cámara caliente según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las aleaciones
de zinc fino habituales en el comercio que contienen
- 0,1 a 4,2% en peso de aluminio
- 0,03 a 1,5% en peso de cobre
- 0,001 a 0,06% en peso de magnesio
- 0,002 a 0,04% en peso de silicio
en estado fundido se mezclan con una aleación
madre de aluminio-titanio-boro, así
como, si es necesario, con una aleación de silicio y/o cromo y luego
se procesan para dar lingotes, planchas, flejes o alambres y las
piezas así obtenidas se usan en fundición inyectada en cámara
caliente.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque como aleación madre de
aluminio-titanio-boro se usa AlTi5B1
y/o AlTi3B1 y/o AlTi5B0,5.
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