Estudio de la fabricación de la aleación Zn-12-Al

Abstract

Las aleaciones a base de zinc fueron introducidas a la fundición por inyección por el año 1920. Anteriormente este tipo de fundición solo se aplicaba para el plomo y estaño, metales de bajo punto de fusión. Comercialmente estas aleaciones se conocen como ZAMAK o aleaciones MAZAK; en la actualidad existe una amplia variedad de ZAMAK. Los constituyentes básicos de los ZAMAKs son el zinc, aluminio, cobre y magnesio; los primeros estudios se hicieron con una aleación cuaternaria Zn~-Al—Cu--Mg (Zamak 2), aleación con alto porcentaje de cobre, con buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, pero con alta inestabilidad dimensional. Por el año 1930 se desarrolló una aleación ternaria Zn-Al-Mg (Zamak 3), esta aleación tiene un porcentaje de cobre mínimo y tiene buenas propiedades mecánicas y buena estabilidad dimensional. Más tarde se desarrolló una aleación cuaternaria Zn-Al--Cu-Mg (Zamak 5), semejante a la Zamak 2 pero con menos cobre la cual tiene propiedades intermedias entre el Zamak 2 y Zamak 3; esta aleación tiene mejor resistencia mecánica que el Zamak 3 y mejor estabilidad dimensional que el Zamak 2 y buena resistencia al creep. Finalmente, se desarrolló una aleación Zn-Al-Mg-Ni (Zamak 7); las propiedades mecánicas son semejantes a las del Zamak 3, tiene alta ductilidad y buena colabilidad. Las aleaciones más comerciales son los Zamak 3, 5 y 7; éstas se funden en inyectoras de cámara caliente. Debido al alto volumen que se tenía que producir para que sea rentable, se vio la necesidad de investigar una aleación de zinc que sea fundida en arena o coquilla; es así que por el año 1959 a 1962 la International Lead Zinc Research Organization auspició un Programa de Investigación para el desarrollo de dicha aleación en la New Jersey Zinc Company, el cual culminó con el desarrollo de una aleación que contiene 10.5 a 11.5 % de Al, 0.5 a 1.0 V de Cu y 0.01 a 0.03 % de Mg ; a esta aleación se le dio el nombre de ILZRO 12. Las características de colada y propiedades mecánicas de esta aleación han-probado ser especialmente adecuadas par-a muchas aplicaciones de fundición en las cuales predominaban las aleaciones de cobre, aluminio y fierro fundido. Para la fabricación de esta aleación no es necesario utilizar desoxidantes, fundentes y/o desgasificantes, ya que el grado de oxidación y la absorción de gases son mínimos si se hace un buen proceso de fusión. El consumo de energía es bajo comparado al de las aleaciones tradicionales; para el caso del hierro fundido es la cuarta parte, para los bronces la mitad, y comparado con el aluminio las tres cuartas partes. Una característica fundamental de esta aleación es SU relativa insensibilidad a la velocidad el enfriamiento, la cual no tiene efecto preponderante sobre las propiedades mecánicas; es por ello por lo que se puede colar en moldes de arena, yeso, coquilla y otros. A continuación, hacemos un breve resumen de cada capítulo. En el Capítulo 2 hacemos un estudio sobre la materia prima principal que se utiliza para fabricar esta aleación. En el Capítulo 3 se trata sobre la tecnología de la fabricación de la aleación; es decir, los hornos a -utilizar, el proceso de fusión, el proceso de fabricación, controles¡, maquinado, acabado superficial y algunas aplicaciones que se están dando-en otros países. En el Capítulo 4, hacemos una evaluación de las propiedades mecánicas de la aleación y su relación con el análisis metalográfico (que comprende análisis macrográfico y análisis micrográfico). En el Capítulo 5, se hace énfasis sobre el estudio de los tratamientos térmicos o transformación de fases, y se analiza la influencia del tiempo y la temperatura en la transformación de fases mediante pruebas de ensayas mecánicos y metalografía. Finalmente, en los Capítulos 6 y 7 se dan algunas aplicaciones para la aleación estudiada y las conclusiones del trabajo realizado, así como también las recomendaciones para trabajos futuros.