O zinco é um metal com diversas aplicações industriais. Uma propriedade chave é o seu ponto de fusão. O ponto de fusão do zinco é 419,5°C (787.1°F). Isto é relativamente baixo em comparação com muitos outros metais.
O zinco derrete a esta temperatura sob pressão atmosférica normal. Isso permite que seja facilmente derretido e moldado em formas. Além disso, é frequentemente usado em processos de galvanização de aço e fundição sob pressão. O baixo ponto de fusão torna o zinco um material versátil para tais processos. Nesta, exploraremos vários aspectos do Zinco em termos de propriedades, usos industriais, e técnicas de usinagem.
O que é zinco?
Propriedades do Zinco
O zinco é um elemento metálico com símbolo químico Zn e número atômico 30. É comumente usado em ligas e galvanização e é um nutriente essencial em plantas e animais.
Comparação do ponto de fusão do zinco com outros metais
Em comparação com outros metais, o zinco tem um ponto de fusão moderado. Por exemplo, o alumínio tem um ponto de fusão de 660°C, que é muito superior ao zinco. Além disso, o chumbo tem um ponto de fusão comparativamente baixo de 327°C. A fase de fusão também apoia o uso de zinco em ligas.
Além disso, certas ligas de zinco têm pontos de fusão comparativamente mais baixos do que o seu metal base. Por exemplo, liga de zinco-alumínio é bastante popular. Esses tipos de ligas são mais fáceis de moldar em temperaturas relativamente baixas. Portanto, eles são mais baratos para transformar em produtos.
Além disso, o ponto de fusão do zinco existente na forma de ligas muda com a adição de outros elementos. É um sistema sensível à composição e pequenas variações na composição podem influenciar a resposta ao calor.
Propriedades do Zinco:
| Propriedade | Valor |
| Símbolo Químico | Zn |
| Número Atômico | 30 |
| Massa Atômica | 65.38 g/mol |
| Densidade | 7.14 g/cm³ |
| Ponto de fusão | 419.5°C (787.1°F) |
| Ponto de ebulição | 907°C (1665°F) |
| Condutividade térmica | 116 S/m·K |
| Condutividade elétrica | 1.69 × 10⁶ S/m |
| Dureza | 2.5 (Escala de Mohs) |
| Estrutura Cristalina | Hexagonal compactado (profissional de saúde) |
| Módulo de Young | 108 GPa |
| Resistência à tracção | 100 MPa |
| Resistência à corrosão | Alto (especialmente em ambientes alcalinos e neutros) |
| Propriedades Magnéticas | Diamagnético |
A tabela acima cobre as principais propriedades técnicas do zinco, incluindo suas características químicas e físicas.
Fatores que influenciam a temperatura de fusão do zinco
Aqui estão os fatores comuns que influenciam a temperatura de fusão do zinco.
1. Pureza do Zinco
O ponto de fusão do zinco varia de acordo com a qualidade do metal. Quanto maior a qualidade do zinco, quanto maior o tempo de fusão necessário. No entanto, uma ligeira presença de impurezas no zinco pode aumentar ou diminuir a temperatura de fusão. Por exemplo, o uso de ferro ou chumbo reduz marginalmente o ponto de fusão.
2. Elementos de Liga
A reação do zinco com outros metais afeta o ponto de fusão de um certo tipo de liga. As ligas mais utilizadas são Ligas de zinco-alumínio ou zinco-cobre e seus pontos de fusão são comparativamente mais baixos do que o zinco puro. A presença de outros elementos introduz quebras na moldura do cristal. Portanto, o metal pode ser derretido em alta temperatura sem muita dificuldade.
3. Pressão atmosférica
Outra característica dos materiais é a pressão que afeta a temperatura de fusão. Por exemplo, zinco, em altitudes mais elevadas ou pressões reduzidas, o ponto de fusão diminui. Porque a pressão e a transição de fase dos metais estão correlacionadas. No entanto, o incremento é pequeno quando o ambiente está em condições normais de trabalho.
Faixas de ponto de fusão de ligas de zinco comuns
| Liga de Zinco | Composição | Faixa de ponto de fusão |
| Zinco-Alumínio (PARA) | 85-95% Zinco, 5-15% Alumínio | 380°C – 390°C (716°F – 734°F) |
| Zinco-Cobre (ZC) | 90-97% Zinco, 2-5% Cobre | 400°C – 420 °C (752°F – 788°F) |
| Zinco-Chumbo (ZL) | 90-95% Zinco, 5-10% Liderar | 330°C – 380 °C (626°F – 716°F) |
| Zinco-Fe (Zinco-Ferro) | Zinco com pequenas quantidades de ferro | 400°C – 420 °C (752°F – 788°F) |
| Zinco-Estanho (ZT) | 90-99% Zinco, 1-10% Estanho | 370°C – 410 °C (698°F – 770°F) |
| Zinco-Alumínio (ZA-27) | 73% Zinco, 27% Alumínio | 365°C – 400 °C (689°F – 752°F) |
Técnicas de usinagem para zinco
O zinco é um material versátil que pode ser usinado por diversas técnicas de usinagem. Aqui estão alguns métodos de usinagem comuns para zinco:
1. Torneamento CNC de Zinco
A usinagem rotacional é uma técnica comum para transformar zinco em peças ou produtos valiosos. O material é girado enquanto a ferramenta de corte remove materiais para dar-lhe uma forma cilíndrica. Devido à dureza relativamente baixa do zinco, pode ser girado com ferramentas de aço rápido ou metal duro.
2. Fresagem CNC de zinco
O fresamento envolve uma fresa aplicando um movimento rotativo para esculpir material de estoque de zinco. É utilizado principalmente na fabricação de superfícies planas, slots, e outros recursos complexos. Na maioria dos casos, ferramentas de metal duro ou aço rápido são usadas em zinco, desde, é relativamente macio.
3. Perfuração CNC de zinco
As ligas de zinco geralmente requerem furos. Por isso, A perfuração CNC é comum com essas ligas de zinco. Para forjamento a quente de zinco, brocas especiais com ponta de metal duro ou cobalto são empregadas durante a perfuração para minimizar a geração de calor e a fragilidade resultante.
4. Moagem CNC de zinco
Peças com acabamento em zinco
O desbaste é aplicado quando é necessário um alto acabamento superficial. Além disso, se você precisar remover uma pequena quantidade de material. Ao trabalhar com zinco, uma roda de corte fino é usada para gerar calor excessivo que altera as propriedades do zinco.
5. Tocando
Bater ou Tocando são usados para fazer roscas internas em ligas de zinco. Quanto às coberturas, porque o zinco é comparativamente macio, roscas padrão podem ser usadas. Deve-se ter cuidado para não causar rachaduras ou rasgos no material.
Aplicações do zinco em diversas indústrias
Aqui estão 5 principais aplicações do zinco:
1. Galvanização
O zinco beneficia mais o ferro e o aço, protegendo-os da ferrugem e da corrosão através da galvanização. Através da galvanização, a superfície de metais como o ferro, aço, e os automóveis são protegidos fazendo estruturas como pontes, oleodutos, e os automóveis duram mais.
2. Fundição sob pressão
Produto fundido sob pressão de zinco
As ligas de zinco são preferidas em fundição sob pressão majoritariamente. Além disso, o processo ajuda a criar o setor automotivo, eletrônicos, e componentes de hardware, já que as peças desenvolvidas serão resistentes.
3. Fabricação de baterias
O zinco é um componente estratégico utilizado na formulação de baterias, especialmente baterias alcalinas e zinco-carbono. Porque, é maleável e pode ser usado para armazenar energia, ao mesmo tempo que fornece energia eficiente para dispositivos de eletrodomésticos, para veículos.
4. Produção de Latão
Zinc is an active ingredient in the manufacture of latão, a metal composite of copper and zinc. It can be utilized for plumbing purposes, as well as in the production of musical instruments and ornamental products.
5. Agricultura
Zinc is a micronutrient in fertilizers and has the duty of contributing to plant growth. It increases the yield, stands against diseases, and helps in photosynthetic processes. Além disso, zinc can also be used as a supplement in animal feeds, and diets.
Resumo
The article summary in a frame:
- Zinc has a low melting point of 419.5°C, making it ideal for various industrial processes.
- It is commonly used in galvanization, fundição sob pressão, e fabricação de baterias.
- Zinc alloys, such as zinc-aluminum and zinc-copper, have different melting point ranges.
- Machining techniques for zinc include girando, fresagem, perfuração, moagem, and tapping.
- O zinco desempenha um papel crucial em indústrias como a automotiva, construção, e agricultura.
Perguntas frequentes sobre o ponto de fusão do zinco
1º trimestre. Como a pressão atmosférica afeta o ponto de fusão do zinco?
Em altitudes mais elevadas ou pressão reduzida, o ponto de fusão do zinco pode diminuir ligeiramente.
2º trimestre. Quais são os benefícios do uso de zinco na fundição sob pressão?
O baixo ponto de fusão do zinco permite eficiência, fundição sob pressão econômica, produzindo componentes precisos e duráveis.
3º trimestre. Por que o zinco é comumente usado para galvanização?
O zinco protege o aço e o ferro da corrosão, formando uma camada protetora, tornando-o ideal para estruturas e veículos externos.
4º trimestre. Como a dureza do zinco se compara a outros metais?
O zinco tem uma dureza Mohs de 2.5, tornando-o relativamente macio em comparação com muitos outros metais.
Q5. O zinco pode ser usado em aplicações de alta temperatura?
O zinco não é ideal para aplicações em altas temperaturas devido ao seu ponto de fusão relativamente baixo, mas é adequado para processos que ocorrem em temperaturas moderadas.
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