الزنك مقابل الألومنيوم: ما هي الاختلافات بينهما؟

تتمتع مادة سبائك الزنك بثقل نوعي كبير وتظهر أداء صب ممتازًا. ويتميز بكثافة وقوة عالية، تضاهي أو حتى تتفوق على الفولاذ عالي الجودة-. ونتيجة لذلك، فإن أجزاء الصب بالقالب من سبائك الزنك تزن عادة أكثر من أجزاء الصب بالقالب من سبائك الألومنيوم.

تتميز مادة سبائك الزنك بنقطة انصهار منخفضة، وخصائص ميكانيكية مناسبة، ومقاومة للتآكل. كما أنها مناسبة لتطبيقات المعالجة السطحية. من ناحية أخرى، سبائك الألومنيوم تظهر التوصيل الكهربائي الممتاز، التوصيل الحراري، ومقاومة التآكل.

تظهر مصبوبات الزنك سطحًا أكثر نعومة ونمطًا بعد الصب، حيث لا تحتوي على مسام. في المقابل، يمكن أن تتسبب مصبوبات الألومنيوم في ظهور المسام والحفر والبثور أثناء الصب، مما يستلزم تشطيبًا تعويضيًا للسطح.

من حيث الوزن، تكون سبائك الزنك بشكل عام أكثر كثافة وأثقل من الألومنيوم. يمتلك الزنك النقي كثافة محددة تبلغ 5 جم / سم 3، بينما يتمتع الألومنيوم بكثافة أقل تبلغ 2.7 جم / سم 3. تساهم هذه الكثافة العالية في مقاومة الصدمات الفائقة لسبائك الزنك مقارنة بأجزاء الألومنيوم، مما يجعلها مادة مفضلة لتصنيع المسبوكات المخصصة للتطبيقات الهيكلية.

يستخدم صب سبائك الزنك عادة آلة صب القالب بالغرفة الساخنة. يتم صهر سبائك الزنك داخل هذه الآلة، مما يتيح أوقات دورة أسرع. في المقابل، يستخدم صب سبائك الألومنيوم آلة صب القالب بالغرفة الباردة. يتم صهر سبائك الألومنيوم خارج الآلة ومن ثم سكبها في آلة الحقن. تستغرق هذه العملية وقتًا أطول مقارنة بالصب بالقالب بالغرفة الساخنة.

لا تتطلب القوالب المستخدمة في صب قوالب الزنك قوة شد عالية نظرًا لطبيعة المادة الأقل كشطًا ونقطة الانصهار المنخفضة. تؤدي هذه الخصائص إلى تقليل تلف العفن وانخفاض تكاليف الأدوات. وبالتالي، يمكن للقوالب المستخدمة في صب الزنك أن تتحمل أكثر من 1,000,000 طلقة قبل الحاجة إلى الاستبدال، في حين أن القوالب المستخدمة في صب الألومنيوم تدوم عادةً حوالي 100,000 طلقة.

تتأثر تكلفة إنتاج الصب بالقالب بعوامل مختلفة، بما في ذلك اختيار المواد، وعملية الإنتاج، ومهارة المشغل، ووقت الدورة، وتشطيب السطح. تعد مصبوبات الزنك المصنوعة من سبائك الزنك أقل تكلفة ولكنها تتمتع بقوة أقل ومقاومة للتآكل مقارنة بسبائك الألومنيوم. تعتبر قوالب الألمنيوم المصبوبة أقوى وأكثر مقاومة للتآكل-ولكنها تأتي بتكلفة أعلى.كما أن تشطيب السطح، مثل الطلاء أو الطلاء، يزيد من التكلفة الإجمالية.بشكل عام، تكون قوالب الزنك المصبوبة أكثر فعالية من حيث التكلفة-من قوالب الألمنيوم المصبوبة.

يتم صب الزنك بالقالب عند ضغط مرتفع ونقطة انصهار منخفضة، مما يميزه عن صب الألومنيوم بالقالب. ونتيجة لذلك، فإن صب الزنك بالقالب يظهر وقت دورة أقصر، وعادةً ما يكون أسرع بنسبة 150-200٪ من صب الألومنيوم.

بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية التسخين لصب قوالب الزنك تتم داخليًا، على عكس صب قوالب الألومنيوم، والتي تستخدم عملية الغرفة الباردة. علاوة على ذلك، فإن تبديد الحرارة الفعال لسبائك الزنك يتيح تصلب المعدن المنصهر بشكل أسرع، مما يساهم في تقليل وقت الدورة بشكل أكبر.

يتمتع الزنك بنقطة انصهار أقل (حوالي 420 درجة) من الألومنيوم. تعتبر نقطة الانصهار عاملاً حاسماً في عملية الصب، حيث تؤثر على اختيار عملية الصب. نقطة الانصهار المنخفضة للزنك تجعله متوافقًا مع عملية الغرفة الساخنة.

توفر هذه الخاصية مزايا مثل انخفاض تكاليف الإنتاج وتحسين كفاءة الإنتاج وتقليل خطر تدهور العفن. على العكس من ذلك، يتمتع الألومنيوم بنقطة انصهار أعلى (حوالي 660 درجة)، مما يجعله مناسبًا لعملية الغرفة الباردة.