Aleación de Zinc para Fundición Centrífuga – J1

Los refinadores de grano propietarios del J1 mejoran la calidad de la fundición centrífuga de zinc a través de varios mecanismos. El refinamiento de grano produce una microestructura de solidificación más fina con granos equiaxiales más pequeños en lugar de la estructura dendrítica gruesa que puede formarse en el zinc sin refinar. Esta microestructura más fina resulta en: mayor resistencia mecánica y dureza del producto fundido (por el efecto Hall-Petch: mayor número de límites de grano que bloquean el movimiento de dislocaciones); mejor ductilidad y resistencia al impacto ya que los granos más pequeños distribuyen el estrés más uniformemente; mejor reproducción de los detalles superficiales finos del modelo ya que la solidificación ocurre de manera más uniforme sin la preferencia de solidificación de los dendritas gruesas que puede producir acabados superficiales más rugosos; y menor tendencia a las grietas en caliente durante la solidificación ya que los granos más pequeños tienen mayor área de límites de grano para acomodar las tensiones de contracción.

Las ventajas del zinc J1 sobre el peltre Britannia 791NR8 para fundición centrífuga incluyen: mayor resistencia mecánica (52.000 psi de tensión vs. valores menores del peltre); color y apariencia más próximos al zinc galvanizado que puede ser preferible para ciertos artículos decorativos; y posiblemente menor costo de material. Las limitaciones del zinc J1 comparado con el peltre son: mayor temperatura de colada (850-950°F vs. 478-490°F del peltre) que causa mayor desgaste de los moldes de silicona y requiere equipos de mayor temperatura; menor ductilidad (8% de alargamiento vs. 30-40% del peltre) que hace más difícil desmoldar geometrías con socavados sin dañar la pieza; color más grisáceo que el peltre blanco plateado que puede ser menos atractivo para joyería decorativa fina; y mayor peso por volumen que puede no ser deseable en algunas aplicaciones de joyería. La selección entre zinc J1 y peltre depende de los requisitos específicos de resistencia mecánica; acabado superficial; temperatura de proceso y vida del molde de cada aplicación.

El mantenimiento de la temperatura correcta de la olla de fundición con zinc J1 durante una sesión de producción requiere: un sistema de control termostático preciso con sensor de temperatura de inmersión calibrado para el rango de 850-950°F; verificación de la temperatura con termómetro de inmersión independiente al inicio de cada sesión para confirmar la calibración del termostato; precalentamiento de los lingotes KZ a 300-400°F en una plataforma de calentamiento lateral antes de añadirlos a la olla para minimizar la caída de temperatura al recargar; monitoreo continuo de la temperatura durante la producción ya que la carga de los moldes fríos y la fundición de nuevos lingotes causan fluctuaciones de temperatura; y ajuste de la temperatura de consigna del termostato según la variabilidad observada durante la producción (si la temperatura real es consistentemente 20-30°F por debajo de la consigna por las cargas térmicas del proceso; se aumenta la consigna en consecuencia). Nunca debe excederse la temperatura de 1000°F ya que la tasa de oxidación del zinc aumenta dramáticamente por encima de 950°F generando excesiva escoria.