Que é a fundición a presión
A fundición a presión é un proceso de fabricación empregado para producir pezas metálicas con alta precisión dimensional e acabado superficial. Implica forzar o metal fundido cara a unha cavidade do molde baixo alta presión. A cavidade do molde créase mediante dúas matrices de aceiro endurecido que se mecanizan coa forma desexada.
O proceso comeza coa fusión do metal, normalmente aluminio, zinc ou magnesio, nun forno. O metal fundido inxéctase entón no molde a alta presión mediante unha prensa hidráulica. O metal solidifícase rapidamente dentro do molde e as dúas metades do molde ábrense para liberar a peza acabada.
A fundición a presión úsase amplamente para producir pezas con formas complexas e paredes delgadas, como bloques de motor, carcasas de transmisión e diversos compoñentes automotrices e aeroespaciais. O proceso tamén é popular na produción de bens de consumo, como xoguetes, utensilios de cociña e electrónica.
Fundición a presión
A fundición a presión é un proceso bastante especializado que se desenvolveu de forma máis predominante no século XX. O proceso básico comprende o seguinte: o metal fundido vértese/inxéctase nun molde de aceiro e, mediante unha presión constante e crecente de alta velocidade (na fundición a presión) e arrefriamento, o metal fundido solidifícase para formar unha peza fundida sólida. Normalmente, o proceso en si só leva uns segundos e é unha forma rápida de formar un produto metálico a partir da materia prima. A fundición a presión é axeitada para materiais como o estaño, o chumbo, o cinc, o aluminio, o magnesio, as aliaxes de cobre e mesmo as aliaxes de ferro como o aceiro inoxidable. As principais aliaxes utilizadas hoxe en día na fundición a presión son o aluminio, o cinc e o magnesio. Desde as primeiras máquinas de fundición a presión que orientaban as ferramentas de matriz en orientación vertical ata o estándar agora común de orientación e funcionamento horizontal, catro tensións de barras de unión e etapas do proceso totalmente controladas por ordenador, o proceso avanzou ao longo dos anos.
A industria converteuse nunha máquina de fabricación mundial, fabricando compoñentes para unha variedade de aplicacións, moitas das cales estarán ao seu alcance xa que a aplicación do produto das pezas fundidas a presión é moi diversa.
Vantaxes da fundición a presión
Algúns dos beneficios da fundición a presión a alta presión:
• O proceso é axeitado para a produción de grandes volumes.
• Producir pezas fundidas bastante complexas rapidamente en comparación con outros procesos de conformado de metais (por exemplo, mecanizado).
• Compoñentes de alta resistencia producidos na condición de fundición (suxeito ao deseño do compoñente).
• Repetibilidade dimensional.
• Posibles seccións de parede delgada (por exemplo, 1-2,5 mm).
• Boa tolerancia lineal (por exemplo, 2 mm/m).
• Bo acabado superficial (por exemplo, 0,5-3 µm).
O proceso de fundición a presión en cámara quente implica a fusión de lingotes de metal dentro dun forno situado preto/integral á metade da placa fixa da máquina de fundición a presión e a inxección de metal fundido a través dun émbolo mergullado directamente a través do pescozo de ganso e a boquilla e na ferramenta da matriz. O pescozo de ganso e a boquilla requiren quecemento para evitar que o metal se conxele antes de chegar á cavidade da matriz; todo o elemento de quecemento e metal fundido deste proceso é de onde provén a designación de cámara quente. O peso da granalla de fundición está determinado pola carreira, a lonxitude e o diámetro do émbolo, así como polo tamaño do manguito/cámara, e a boquilla tamén xoga un papel que se debe ter en conta no deseño da matriz. Unha vez que o metal solidificou na cavidade da matriz (só leva uns segundos), a metade da placa móbil da máquina á que está fixada a metade móbil da matriz ábrese e a fundición é expulsada da cara da matriz e retirada da ferramenta. As caras da matriz son entón lubricadas mediante un sistema de pulverización, a matriz péchase e o proceso volve ciclarse.
Debido a este sistema de fusión/inxección de metal "pechado" e ao movemento mecánico mínimo, a fundición a presión en cámara quente pode proporcionar mellores economías para a produción. A aliaxe metálica de cinc úsase principalmente na fundición a presión en cámara quente, que ten un punto de fusión bastante baixo, o que ofrece vantaxes adicionais para un baixo desgaste nas máquinas (pote, pescozo de cisne, manguito, émbolo, boquilla) e tamén un baixo desgaste nas ferramentas de matriz (polo tanto, unha maior vida útil da ferramenta en comparación coas ferramentas de fundición a presión de aluminio, suxeita á aceptación da calidade da fundición).
O nome cámara fría provén do proceso de vertido de metal fundido nunha cámara fría/manga de inxección que se une a través da placa fixa da metade da matriz á parte traseira da ferramenta fixa da metade da matriz. Os fornos de fusión/manga de metal fundido adoitan estar situados o máis preto posible do extremo da inxección da máquina de fundición a presión, de xeito que un operador manual ou un cucharón de vertido automático poida extraer o metal fundido necesario para cada inxección/ciclo cun cucharón e vertilo nun orificio de vertido dentro da manga/cámara de inxección. Unha punta de émbolo (que é unha peza desgastable e substituíble, mecanizada con precisión ao diámetro interior da manga de inxección con marxe para a expansión térmica) conectada ao pistón da máquina empurra o metal fundido a través da cámara de inxección e cara á cavidade da matriz. A máquina de fundición a presión, cando se lle solicite, realizará a primeira fase para empurrar o metal fundido máis alá do orificio de vertido na manga. As etapas posteriores teñen lugar baixo presións hidráulicas aumentadas do pistón para inxectar o metal fundido na cavidade da matriz. Todo o proceso leva segundos, a presión rápida e intensificada, así como a caída da temperatura do metal, fan que o metal solidifique na cavidade da matriz. Ábrese a metade da placa móbil da máquina de fundición a presión (á que está fixada a metade móbil da ferramenta de fundición) e expulsa a peza fundida solidificada da cara da ferramenta. Retírase a peza fundida, lubricanse as caras da ferramenta cun sistema de pulverización e, a continuación, repítese o ciclo.
As máquinas de cámara fría son axeitadas para a fundición a presión de aluminio; as pezas da máquina (manga de inxección, punta do émbolo) pódense substituír co tempo e as mangas pódense tratar con metal para aumentar a súa durabilidade. A aliaxe de aluminio fúndese nun crisol cerámico debido ao punto de fusión relativamente alto do aluminio e á necesidade de reducir o risco de captación de ferro, que é un risco nos crisol ferrosos. Debido a que o aluminio é unha aliaxe de metal relativamente lixeira, permite a fundición de pezas fundidas a presión grandes e pesadas ou onde se require unha maior resistencia e lixeireza nas pezas fundidas a presión.
