¿Cómo se compara el cobre con el aluminio y el zinc en conductividad y resistencia?
¿Cómo se compara el cobre con el aluminio y el zinc en conductividad y resistencia?
Comparación de conductividad eléctrica y térmica
El cobre, el aluminio y las aleaciones de zinc se utilizan en aplicaciones de fundición a presión, pero presentan diferencias significativas en conductividad, un factor esencial en el diseño de componentes eléctricos y térmicos.
Propiedad | Aleaciones de cobre | Aleaciones de aluminio | Aleaciones de zinc |
|---|---|---|---|
Conductividad eléctrica | Hasta 97% IACS (p. ej., C18200) | ~35–60% IACS (p. ej., A380) | ~27% IACS (p. ej., Zamak 3) |
Conductividad térmica | 250–400 W/m·K | 150–200 W/m·K | 100–120 W/m·K |
Las aleaciones de cobre dominan en conductividad, lo que las hace ideales para componentes como contactos eléctricos, terminales e intercambiadores de calor.
Las aleaciones de aluminio ofrecen buena conductividad térmica con menor peso y se utilizan con frecuencia en disipadores de calor y carcasas.
Las aleaciones de zinc, aunque tienen la menor conductividad, son adecuadas para apantallamiento EMI, herrajes y aplicaciones de baja corriente.
Comparación de resistencia mecánica y dureza
Las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción y la dureza, son fundamentales para piezas sometidas a carga o desgaste. A continuación se muestran rangos aproximados para aleaciones típicas de fundición a presión:
Propiedad | Aleaciones de cobre | Aleaciones de aluminio | Aleaciones de zinc |
|---|---|---|---|
Resistencia a la tracción | 400–700 MPa (p. ej., C95400) | 300–400 MPa (p. ej., ADC12) | 280–330 MPa (p. ej., Zamak 5) |
Dureza (Brinell) | 80–170 HB | 70–110 HB | 80–120 HB |
Las aleaciones de cobre, como el bronce de aluminio, presentan la mayor resistencia a la tracción y al desgaste, ideales para aplicaciones marinas, aeroespaciales e hidráulicas.
Las aleaciones de aluminio ofrecen un excelente equilibrio entre ligereza y buen rendimiento mecánico, ampliamente utilizadas en componentes automotrices y estructurales.
Las aleaciones de zinc proporcionan resistencia suficiente y una excelente colabilidad, lo que las hace ideales para componentes pequeños con tolerancias ajustadas.
Resumen de idoneidad por aplicación
Requisito | Mejor opción |
|---|---|
Máxima conductividad eléctrica/térmica | Aleaciones de cobre (p. ej., C18200, Latón 360) |
Mejor resistencia y resistencia al desgaste | Aleaciones de cobre (p. ej., C95400) |
Aplicaciones ligeras | Aleaciones de aluminio (p. ej., A360, A380) |
Componentes de precisión rentables | Aleaciones de zinc (p. ej., Zamak 3, Zamak 5) |
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