Questo articolo si addentra nell'affascinante mondo della produzione di fusioni, svelando il processo che, passo dopo passo, trasforma le materie prime in componenti essenziali. Imparate a conoscere le tecniche, i materiali e i controlli di qualità coinvolti e scoprite i segreti della creazione di forme complesse con precisione.
La produzione di getti è un sofisticato processo a più fasi che comprende le seguenti fasi critiche:
1. Pianificazione e documentazione del processo: Questa fase iniziale prevede la creazione di un piano completo del processo di produzione e dei documenti tecnici associati. Gli ingegneri sviluppano disegni dettagliati del processo di fusione in base alle specifiche dei pezzi, ai requisiti dei volumi di produzione e alle date di consegna previste. Questa fase è fondamentale per ottimizzare l'efficienza del flusso di lavoro e garantire risultati di qualità.
2. Preparazione dei materiali: Questa fase prevede la selezione e la preparazione meticolosa dei materiali per i vari sottoprocessi:
3. Stampaggio e produzione di anime:
4. Fusione e colata:
5. Operazioni successive alla fusione:
Vedi anche:
Il processo di fusione è una tecnica fondamentale per la lavorazione dei metalli che prevede la fusione del metallo o della lega e il suo versamento in uno stampo per il raffreddamento e la solidificazione. Questo metodo versatile consente di produrre geometrie complesse ed è ampiamente utilizzato in vari settori, da quello automobilistico a quello aerospaziale.
La produzione di getti di alta qualità è un processo multiforme che comprende diverse fasi critiche:
Ogni fase richiede controlli precisi e competenze per garantire che il prodotto finale soddisfi i più severi standard di qualità. Esaminiamo queste fasi in dettaglio:
La qualità della sabbia di formatura è fondamentale, in quanto influenza direttamente la finitura superficiale, l'accuratezza dimensionale e l'integrità complessiva della fusione. Le fonderie moderne utilizzano sofisticati sistemi di preparazione della sabbia che controllano con precisione il contenuto di umidità, la distribuzione granulometrica e gli additivi. Ad esempio, la formatura con sabbia verde utilizza una miscela di sabbia silicea, argilla bentonitica e acqua, mentre i sistemi di sabbia a legame chimico utilizzano resine sintetiche per aumentare la resistenza e la stabilità termica.
La creazione dello stampo è una fase critica che determina la forma finale e la qualità della superficie della fusione. Tecniche avanzate come la stampa 3D di stampi in sabbia e la fusione a schiuma persa hanno rivoluzionato questo processo, consentendo una maggiore libertà di progettazione e tempi di consegna ridotti. Per le geometrie interne complesse, la realizzazione di anime è essenziale. Le anime sono in genere realizzate con sabbie appositamente formulate per resistere al calore del metallo fuso e mantenere la stabilità dimensionale.
Il processo di fusione è il momento in cui inizia il controllo metallurgico. Le fonderie moderne utilizzano diversi tipi di forni, tra cui quelli a induzione per un controllo preciso della temperatura e una fusione rapida di piccoli lotti, e i forni a cupola per la produzione di ghisa in grandi volumi. L'analisi spettrometrica avanzata assicura che il metallo fuso soddisfi esattamente i requisiti di composizione. Per le piattaforme in ghisa e le fusioni di macchine utensili, i forni a cubilotto rimangono popolari grazie alla loro efficienza nel gestire grandi volumi e alla capacità di mantenere costante la chimica del ferro.
Per i getti di grandi dimensioni o di alta precisione, come i banchi da lavoro o i letti delle macchine utensili, si ricorre spesso alla colata in sabbia a secco. Questo metodo prevede l'essiccazione dello stampo per rimuovere l'umidità, migliorando la stabilità dimensionale e la finitura superficiale. Il processo di colata è fondamentale e spesso automatizzato nelle fonderie moderne per garantire tassi di riempimento costanti e ridurre al minimo le turbolenze. Innovazioni come le siviere di colata dal basso e i sistemi di colata computerizzati hanno migliorato notevolmente la qualità della colata e ridotto i difetti.
Il raffreddamento controllato è essenziale per ottenere le microstrutture desiderate e ridurre al minimo le tensioni interne. Tecniche come la solidificazione direzionale e l'uso del raffreddamento possono migliorare le proprietà meccaniche nelle aree critiche della colata.
Le operazioni successive alla colata comprendono la rimozione della sabbia, il taglio di alzate e porte e la finitura della superficie. Tecniche avanzate come il getto d'acqua ad alta pressione e la rettifica robotizzata hanno migliorato l'efficienza e la coerenza di questa fase. Per le fusioni di macchine utensili, spesso è necessaria una rettifica superficiale di precisione per ottenere la planarità e il parallelismo necessari.
Il trattamento termico è fondamentale per ottimizzare le proprietà meccaniche e la stabilità dimensionale della fusione. Per le piattaforme in ghisa e i componenti delle macchine utensili, la ricottura di distensione viene comunemente eseguita per ridurre al minimo la distorsione durante le successive operazioni di lavorazione. Trattamenti termici più complessi, come la normalizzazione o i processi di tempra, possono essere applicati per ottenere requisiti specifici di resistenza e tenacità.
Il processo di produzione delle fusioni continua a evolversi grazie ai progressi del software di simulazione, che consente l'ottimizzazione virtuale dei sistemi di gating e risering, la previsione del comportamento di solidificazione e l'identificazione di potenziali difetti prima dell'inizio della produzione fisica. L'integrazione degli strumenti digitali con le pratiche tradizionali di fonderia è fondamentale per produrre getti di alta qualità ed economici per le applicazioni più esigenti nel settore delle macchine utensili e non solo.
La produzione del casting è un formatura del metallo tecnica che prevede il riscaldamento del metallo per portarlo allo stato fluido e versarlo in uno stampo con la forma desiderata. Il metallo riempie la cavità dello stampo sotto l'influenza della gravità o di forze esterne come la pressione, la forza centrifuga o la forza elettromagnetica, quindi si raffredda e si solidifica in una colata o in un pezzo.
Fig. 1 Processo di fusione
Il processo di fusione prevede solitamente la trasformazione di un pezzo grezzo in un pezzo.
Tuttavia, alcuni getti soddisfano la necessaria accuratezza di progettazione e rugosità della superficie senza bisogno di ulteriori tagli e possono essere utilizzati direttamente come pezzi.
I criteri di prestazione chiave per le sabbie da stampaggio (comprese le sabbie per anime) comprendono la resistenza, la permeabilità, la resistenza al fuoco, la resa, la fluidità, la compattezza e la capacità di resistere al collasso.
La sabbia per stampi è composta da sabbia grezza, legante e additivi.
La sabbia grezza utilizzata per la colata deve essere sabbia di mare, di fiume o di montagna con un basso contenuto di fango, una granulometria uniforme e una miscela di forme arrotondate e poligonali.
Gli adesivi utilizzati per la colata comprendono argilla (come l'argilla comune e la bentonite), sabbia di vetro idrico, resina, olio sintetico e olio vegetale, denominati rispettivamente sabbia di argilla, sabbia di vetro idrico, sabbia di resina, sabbia di olio sintetico e sabbia di olio vegetale.
Per migliorare le proprietà specifiche della sabbia per stampi (nucleo), alla sabbia per stampi (nucleo) vengono talvolta aggiunti additivi come carbone, segatura e pasta di legno.
La struttura della sabbia per stampi è illustrata nella Figura 2.
Fig. 2 Schema della struttura della sabbia da stampaggio
La colata rimane un metodo fondamentale per la produzione di componenti grezzi, in particolare per i pezzi realizzati in metalli o leghe fragili (come varie ghise e leghe non ferrose), dove spesso rappresenta l'unico processo produttivo possibile.
Rispetto ai metodi di produzione alternativi, la fusione offre diverse caratteristiche distintive:
Versatilità di materiali, dimensioni e peso:
Il processo di fusione è adatto a una vasta gamma di materiali, tra cui metalli ferrosi (ghisa, acciaio fuso) e leghe non ferrose (alluminio, rame, magnesio, titanio, zinco e varie leghe speciali).
I getti possono spaziare da componenti miniaturizzati del peso di pochi grammi a strutture massicce che superano le centinaia di tonnellate.
Lo spessore delle pareti dei getti può variare da 0,5 mm a circa 1 metro, consentendo di realizzare sia dettagli complessi che strutture robuste.
Le lunghezze delle fusioni possono variare da pochi millimetri a oltre dieci metri, per soddisfare un'ampia gamma di applicazioni.
Capacità di produrre geometrie complesse:
La fusione eccelle nella creazione di pezzi con forme intricate e cavità interne, come blocchi motore, alloggiamenti di pompe, pale di turbine e giranti complesse, che sarebbero difficili o impossibili da produrre con altri metodi.
Capacità di forma quasi netta:
Le moderne tecniche di fusione possono produrre pezzi molto vicini alle dimensioni e alla geometria finali, riducendo in modo significativo lo spreco di materiale e le successive operazioni di lavorazione. Questa capacità di ottenere una forma quasi netta è particolarmente vantaggiosa per i componenti complessi o di grandi dimensioni.
Accessibilità delle materie prime e convenienza economica:
La fusione utilizza materie prime facilmente reperibili, spesso anche metalli riciclati, contribuendo alla sua economicità. I costi di attrezzaggio relativamente bassi per molti processi di fusione ne aumentano ulteriormente la convenienza economica, soprattutto per volumi di produzione medio-bassi.
Flessibilità e alta produttività:
I processi di fusione possono essere adattati a diverse scale di produzione, dai metodi manuali per piccoli lotti o prototipi alle linee di produzione completamente automatizzate per alti volumi.
Le tecnologie di colata avanzate, come le linee di stampaggio automatizzate e i sistemi di colata robotizzati, consentono alti tassi di produttività, rendendo la colata adatta alla produzione di massa di pezzi complessi.
Inoltre, la fusione consente di integrare più componenti in un unico pezzo fuso, riducendo i tempi di assemblaggio e migliorando l'integrità strutturale. Questo consolidamento dei componenti può portare a significativi risparmi sui costi e a miglioramenti delle prestazioni del prodotto finale.
Il processo di fusione è complesso e la qualità dei getti può essere influenzata da una moltitudine di fattori.
Frequenti casi di difetti di fusione derivano da uno scarso controllo delle materie prime, da una pianificazione inadeguata dei processi, da operazioni di produzione improprie e da sistemi di gestione insufficienti.
Di seguito è riportato un elenco di difetti di fusione comuni, con i relativi nomi, caratteristiche e cause.
| Nome del difetto | caratteristiche | Cause principali |
Stoma | All'interno o sulla superficie del getto sono presenti fori lisci di diverse dimensioni. | ① La carica del forno non è asciutta o contiene molti ossidi e impurità; ② Gli strumenti di versamento o gli additivi davanti al forno non vengono asciugati; ③ Troppa acqua è contenuta nella sabbia di formatura o troppa acqua viene spazzolata durante il sollevamento e la rifilatura dello stampo; ④ Asciugatura insufficiente del nucleo o sfiato del nucleo bloccato; ⑤ La sabbia per molle è troppo stretta e la permeabilità all'aria della sabbia per stampaggio è scarsa; ⑥ La temperatura di versamento è troppo bassa o la velocità di versamento è troppo elevata. |
Cavità di ritiro e porosità | I fori di ritiro sono distribuiti per lo più nella sezione spessa del getto, con forma irregolare e interno ruvido. | ① La progettazione strutturale del getto è irragionevole, ad esempio la differenza di spessore della parete è troppo grande e non è presente alcun riser o ferro freddo sulla parete spessa; ② La posizione del sistema di versamento e della colonna montante è errata; ③ La temperatura di colata è troppo alta; ④ La composizione chimica della lega non è qualificata, il tasso di ritiro è troppo elevato e l'alzata è troppo piccola o troppo scarsa. |
Fori di sabbia | All'interno o sulla superficie del getto sono presenti fori riempiti di sabbia per stampaggio. | ① La resistenza della sabbia da stampaggio è troppo bassa o la compattezza dello stampo in sabbia e dell'anima non è sufficiente, per cui la sabbia da stampaggio viene risucchiata nella cavità dello stampo dal metallo fuso; ② Lo stampo a sabbia è parzialmente danneggiato quando la scatola è chiusa; ③ Il sistema di colata è irragionevole, la direzione dell'ingranaggio è sbagliata e lo stampo in sabbia viene danneggiato dal metallo fuso; ④ La sabbia sciolta nella cavità dello stampo o nella porta non viene ripulita quando la cassa viene chiusa. |
Sabbia appiccicosa | La superficie della colata è ruvida con uno strato di sabbia. | ① La resistenza al fuoco della sabbia grezza è bassa o le dimensioni delle particelle sono troppo grandi; ② La resistenza al fuoco della sabbia da stampaggio diminuisce quando il contenuto di fango è troppo elevato; ③ La temperatura di colata è troppo alta; ④ Il contenuto di carbone polverizzato nella sabbia di formatura è troppo basso nel processo di colata verde; ⑤ Il tipo secco non è dipinto obliquamente o il rivestimento è troppo sottile. |
Inclusione di sabbia | Uno strato di sabbia per stampi viene inserito tra le lamiera sporgenza e la parte di accoppiamento. | La resistenza alla trazione a caldo della sabbia da stampaggio è bassa e la superficie della cavità dello stampo, riscaldata e cotta, si espande e si rompe; La compattezza locale dello stampo in sabbia è troppo elevata, l'acqua è troppa e la superficie della cavità dello stampo è fessurata dopo che l'acqua è stata asciugata dieci volte; ③ Una scelta errata della posizione di colata provoca l'espansione e la fessurazione della superficie della cavità a causa della cottura prolungata del ferro fuso ad alta temperatura; ④ La temperatura di versamento è troppo alta e la velocità di versamento è troppo bassa. |
Tipo sbagliato | Il getto presenta uno spostamento relativo lungo la superficie di separazione. | ① La metà stampo superiore e la metà stampo inferiore della sagoma non sono allineate; ② Quando la scatola è chiusa, le sabbiere superiore e inferiore sono disallineate; ③ Le cassette di sabbia superiori e inferiori non sono bloccate o la cassetta superiore non è sufficientemente pressata, e durante il versamento si genera la cassetta sbagliata. |
Barriera al freddo | La colata presenta lacune o buchi nei punti in cui le tessere sono completamente fuse, mentre le giunzioni sono lisce. | ① La temperatura di colata è troppo bassa e la fluidità della lega è scarsa; ② La velocità di versamento è troppo bassa o il flusso si interrompe durante il versamento; ③ La posizione del sistema di versamento non è corretta o l'area della sezione trasversale dell'ingluvie è troppo piccola; ④ La parete di fusione è troppo sottile; ⑤ L'altezza del canale di colata (compresa la coppa) è insufficiente; ⑥ Durante il versamento, la quantità di metallo è insufficiente e la cavità non è piena. |
Versamento insufficiente | La colata non è completamente riempita. | |
Crepuscolo | Il getto è incrinato e sulla superficie del metallo è presente una pellicola di ossido in corrispondenza della cricca. | ① Il design della struttura di colata è irragionevole, la differenza di spessore delle pareti è troppo grande e il raffreddamento è irregolare; ② L'arretramento dello stampo in sabbia e del nucleo è scarso, oppure la sabbia della molla è troppo stretta; ③ Caduta prematura della sabbia; ④ Una posizione scorretta del cancello porta a un ritiro non uniforme di tutte le parti del getto. |
| Ordine | Titolo del difetto | Caratteristiche del difetto | Misura preventiva |
| 1 | stoma | All'interno, sulla superficie o in prossimità della superficie della colata, sono presenti fori lisci di diverse dimensioni. Le forme sono rotonde, lunghe e irregolari, singole o aggregate.Il colore è bianco o con un colore scuro, a volte coperto da uno strato di ossido. | Ridurre la quantità di gettering del metallo durante la fusione. Ridurre l'emissione di gas dello stampo di sabbia durante il processo di colata, migliorare la struttura della colata, migliorare la permeabilità dello stampo di sabbia e del nucleo e consentire lo scarico regolare del gas nello stampo. |
| 2 | cavità di contrazione | All'interno della sezione spessa della colata, l'interno delle due interfacce e l'interno o la superficie della giunzione della sezione spessa e della sezione sottile, la forma è irregolare, il foro è ruvido e irregolare e la grana è grossolana. | I getti con pareti di spessore ridotto e uniforme devono essere solidificati contemporaneamente. I getti con pareti di spessore elevato e non uniforme devono essere solidificati da sottili a spessi e il ferro freddo dell'alzata deve essere posizionato in modo ragionevole. |
| 3 | ritiro porosità | I fori di ritiro piccoli e discontinui nella colata sono riuniti in uno o più punti e le particelle sono grossolane. Tra ogni particella sono presenti piccoli fori e durante la prova idrostatica si verificano infiltrazioni d'acqua. | I giunti caldi devono essere ridotti al minimo in corrispondenza delle giunzioni tra le pareti e la temperatura e la velocità di colata devono essere ridotte al minimo. |
| 4 | soffio delle scorie | Fori di forma irregolare all'interno o sulla superficie del getto, non lisci e riempiti di scorie in tutto o in parte. | Aumentare la temperatura del ferro fuso.Ridurre la viscosità della scoria.Migliorare la capacità di trattenere la scoria del sistema di chiusura.Aumentare il filetto interno della colata. |
| 5 | fori di sabbia | All'interno o sulla superficie del getto sono presenti fori riempiti di sabbia per stampaggio. | Controllare rigorosamente le prestazioni della sabbia di stampaggio e le operazioni di stampaggio e prestare attenzione alla pulizia della cavità dello stampo prima di chiuderlo. |
| 6 | fessurazione termica | Sul getto sono presenti crepe penetranti o non penetranti (nota: se è curvo) e la pelle del metallo in corrispondenza della crepa è ossidata. | Controllare rigorosamente il contenuto di S e P nella ghisa fusa.Lo spessore della parete del getto deve essere il più uniforme possibile.Migliorare la resa della sabbia di formatura e dell'anima.L'alzata di colata non deve ostacolare il ritiro del getto.Evitare variazioni improvvise dello spessore della parete.L'apertura non può essere troppo precoce.I getti non possono essere temprati. |
| 7 | crepa fredda | Sulla colata sono presenti crepe penetranti o non penetranti (principalmente diritte) e la pelle del metallo in corrispondenza della crepa è ossidata. | |
| 8 | combustione della sabbia | La superficie del getto è completamente o parzialmente ricoperta da uno strato di metallo (o ossido di metallo) misto a sabbia (o rivestimento) o da uno strato di sabbia sinterizzata per stampaggio, con conseguente superficie ruvida del getto. | Ridurre il divario tra le sabbie.La temperatura di colata del metallo deve essere opportunamente ridotta.Migliorare la resistenza al fuoco della sabbia di stampaggio e della sabbia d'anima. |
| 9 | inclusione di sabbia | Sulla superficie della colata è presente uno strato di tumore metallico o di lamiera e uno strato di sabbia da stampaggio è inserito tra il tumore metallico e la colata. | Controllare rigorosamente le proprietà della sabbia di formatura e della sabbia d'anima.Migliorare il sistema di colata per far fluire il metallo fuso senza intoppi.I getti di grandi dimensioni devono essere colati obliquamente. |
| 10 | barriera al freddo | Sulla colata è presente una sorta di fessura o fossa di fusione incompleta, il cui bordo è liscio. | Migliorare la temperatura e la velocità di versamento.Migliorare il sistema di chiusura.Il flusso non deve essere interrotto durante il versamento. |
| 11 | incapace di versare | Mancanza di carne nella colata dovuta al riempimento incompleto della cavità con il metallo fuso. | Migliorare la temperatura e la velocità di versamento. Non interrompere il flusso e prevenire gli incendi. |
Nella produzione di getti, il rispetto del principio della maschiatura ad alta temperatura e della colata a bassa temperatura è fondamentale per ottenere risultati ottimali.
L'innalzamento della temperatura di spillatura del metallo fuso facilita la completa dissoluzione delle inclusioni e favorisce la flottazione delle scorie, migliorando l'efficacia dei processi di pulizia e degassificazione. Questo approccio riduce significativamente la probabilità di inclusioni di scorie e difetti di porosità nei getti finali.
Al contrario, mantenere una temperatura di versamento più bassa offre diversi vantaggi:
Questi vantaggi aiutano a prevenire difetti come porosità, adesione della sabbia e cavità da ritiro.
Pertanto, la strategia ottimale consiste nel mantenere la temperatura di colata più bassa possibile che garantisca comunque il riempimento completo della cavità dello stampo.
Il processo di colata prevede il trasferimento del metallo fuso dalla siviera allo stampo. Un'esecuzione non corretta può portare a vari difetti di colata, tra cui:
Inoltre, misure di sicurezza inadeguate durante il versamento possono comportare rischi significativi di lesioni personali.
Per garantire getti di alta qualità, aumentare la produttività e mantenere la sicurezza delle operazioni, è necessario attenersi rigorosamente alle seguenti linee guida durante il processo di colata:
1. Prima dell'uso, asciugare accuratamente tutte le attrezzature, comprese quelle che non sono state utilizzate:
2. Applicare i corretti dispositivi di protezione individuale (DPI) per il personale addetto al versamento:
3. Evitare di riempire eccessivamente la mestola di versamento per evitare fuoriuscite e potenziali lesioni durante il trasporto e le operazioni di versamento.
4. Ottimizzare la velocità di versamento secondo il principio "lento-veloce-lento":
5. Per i componenti soggetti a forti ritiri da liquido e da solidificazione (ad esempio, parti in acciaio di medie e grandi dimensioni), implementare l'alimentazione secondaria attraverso il cancello o il riser al termine del versamento iniziale.
6. Accendere i gas emessi dallo stampo di colata durante la colata per:
La tecnologia di colata in sabbia è un metodo di colata che utilizza la sabbia come materiale primario per la preparazione dello stampo.
La colata in sabbia è un metodo di colata collaudato e utilizzato da secoli.
Nonostante la sua età, la colata in sabbia rimane il metodo di colata più utilizzato, in particolare per pezzi singoli o piccoli lotti, grazie alla sua versatilità nell'adattarsi a un'ampia gamma di forme, dimensioni, complessità e leghe, nonché al suo breve ciclo di produzione e al suo basso costo.
Il processo tradizionale di colata in sabbia consiste nelle seguenti fasi: preparazione della sabbia, realizzazione dello stampo, realizzazione dell'anima, stampaggio, colata, rimozione della sabbia, rettifica e ispezione.
La sabbia per stampi e la sabbia per anime vengono preparate per il processo di stampaggio.
In genere, si utilizza un miscelatore di sabbia per mescolare la sabbia usata con la giusta quantità di argilla.
Gli stampi e le casse d'anima vengono creati sulla base dei disegni dei pezzi. I pezzi singoli sono tipicamente realizzati con stampi in legno, mentre la produzione di massa può utilizzare stampi in plastica o metallo, noti anche come stampi in ferro o acciaio.
Per la produzione di grandi volumi, gli stampi possono essere realizzati utilizzando delle sagome.
Con l'uso di macchine per l'incisione, il processo di creazione degli stampi è diventato molto più rapido, riducendo il ciclo di produzione a 2-10 giorni.
Il processo di stampaggio prevede la formazione della cavità dello stampo della colata utilizzando sabbia per stampaggio. La fabbricazione dell'anima consiste nel creare la forma interna della colata, mentre l'accoppiamento dello stampo consiste nel collocare l'anima nella cavità dello stampo e nel sigillarla con i contenitori di sabbia superiori e inferiori.
Lo stampaggio è una fase cruciale del processo di fusione.
Per produrre il risultato desiderato composizione del metalloLa composizione chimica viene preparata con cura. Viene scelto un forno di fusione appropriato per fondere i materiali di lega e produrre un metallo liquido qualificato con la giusta composizione e temperatura.
Tradizionalmente, la fusione veniva eseguita con un forno a cupola, ma a causa delle preoccupazioni ambientali, questo metodo è stato ampiamente sostituito dall'uso di forni elettrici.
Il metallo fuso prodotto nel forno elettrico viene trasferito allo stampo mediante una siviera.
È importante controllare la velocità di colata per garantire che l'intera cavità dello stampo sia riempita dal metallo fuso.
Si ricorda che la colata di metallo fuso può essere pericolosa e che occorre sempre prendere le dovute precauzioni di sicurezza.
Una volta che il metallo fuso si è solidificato dopo la colata, il cancello viene rimosso con un martello e la sabbia viene scossa dalla colata. La colata viene quindi sabbiata con un sabbiatura macchina per ottenere una superficie pulita.
Gli sbozzi di colata con requisiti meno severi possono essere consegnati dopo l'ispezione.
Alcuni getti con requisiti speciali o che non soddisfano le specifiche richieste possono richiedere una lavorazione supplementare.
Questa operazione viene generalmente eseguita con una mola o una smerigliatrice per rimuovere eventuali bave e ottenere una superficie più liscia sulla colata.
Le ispezioni vengono solitamente condotte durante la fase di pulizia o di lavorazione e in questa fase vengono identificati i getti non qualificati.
Tuttavia, alcuni getti possono avere requisiti specifici e richiedere un'ispezione supplementare. Ad esempio, potrebbe essere necessario testare un getto inserendo un albero di 5 cm nel foro centrale per verificare che sia conforme alle specifiche richieste.
Dopo aver completato le 8 fasi sopra descritte, il processo di fusione è essenzialmente completo. Tuttavia, per le fusioni che richiedono un'elevata precisione, può essere necessaria un'ulteriore lavorazione.
Si noti che la lavorazione non rientra nell'ambito di questa descrizione.
Con l'avanzare della tecnologia di colata, la tradizionale colata in sabbia viene migliorata o sostituita da altri metodi.
L'innovazione è un tema eterno e una qualità fondamentale che una fonderia deve possedere per avere successo.
La colata in sabbia è il metodo di colata più comune e tradizionale utilizzato nell'industria della fonderia ed è spesso la scelta preferita dai piccoli produttori di fonderie quando iniziano a lavorare.
Quali sono le attrezzature e gli strumenti di base necessari per il processo di colata in sabbia?
Il processo di colata in sabbia richiede le seguenti attrezzature e strumenti, in base alla sequenza del processo di produzione: attrezzature per la miscelazione della sabbia, attrezzature per la fabbricazione di stampi, attrezzature per la fabbricazione di anime, attrezzature per la formatura, attrezzature per la fusione, attrezzature per il versamento, attrezzature per la pulizia e attrezzature per la lavorazione della colata.
L'attrezzatura necessaria per questa fase è un miscelatore di sabbia e gli strumenti necessari sono una pala e un setaccio.
La colata in sabbia dipende dalla sabbia, che funge da materiale speciale per lo stampaggio.
La sabbia da stampaggio può essere riciclata, ma deve essere setacciata prima di essere riutilizzata.
La sabbia deve essere fine e mescolata in modo uniforme con un miscelatore per sabbia.
Un piccolo miscelatore di sabbia può costare anche solo 2.000 unità.
Attrezzatura necessaria: Macchina per incidere.
Materiali necessari: Stampo in legno, stampo in plastica (piastra in plastica speciale), stampo in metallo (blocco in metallo).
Lo stampo deve essere creato sulla base dei campioni o dei disegni forniti dal cliente.
La qualità dello stampo influisce direttamente sulla precisione della forma del getto.
In passato, gli stampi in legno erano tipicamente realizzati dai falegnami. Tuttavia, con il progresso delle macchine per l'incisione, queste vengono ora utilizzate per creare stampi in legno, plastica e metallo.
Una macchina da incisione di base in grado di incidere stampi in legno e plastica può essere acquistata per poche migliaia di yuan. Tuttavia, per l'incisione dei metalli, potrebbe essere necessaria una macchina da incisione che costa da decine di migliaia a centinaia di migliaia di yuan.
Il prezzo della macchina per incisione è determinato principalmente dalle capacità dei materiali, dalla precisione e dal livello di automazione.
Attrezzatura necessaria: Forno. Materiali necessari: Sabbia rivestita e guanti spessi.
Il processo di creazione di cavità interne nei getti spesso implica la realizzazione di un'anima, e ci sono diversi metodi per farlo.
I due metodi più comuni sono:
Si noti che la cassa d'anima diventa molto calda durante il processo di cottura, quindi è importante indossare dei guanti per proteggersi.
Raccomando il secondo metodo, in quanto l'anima cotta con sabbia rivestita non richiede la cottura durante la colata e consente di ottenere una superficie interna del getto relativamente pulita.
Attrezzatura necessaria: Macchina per stampaggio Strumenti necessari: Sabbiera, piastra di fondo, raschietto, pala, penna a immersione, lamiera di ferro a forma di V per l'apertura del cancello, spazzola, ago per il foro dell'aria, ecc.
La formatura è la fase più impegnativa e cruciale della colata in sabbia e possiede le caratteristiche industriali più peculiari. In passato, la formatura veniva eseguita interamente a mano, ma oggi la maggior parte degli addetti alla formatura utilizza macchine formatrici, riducendo in modo significativo l'intensità della manodopera.
Ci sono vari strumenti utilizzati per lo stampaggio, tra cui una sabbiera per l'espansione, una piastra di fondo, un raschietto, una pala, una penna a immersione, una lamiera di ferro a forma di V per l'apertura del cancello, una spazzola, un ago per il foro dell'aria e altri ancora. Questi strumenti sono per lo più di piccole dimensioni e vengono personalizzati dagli addetti allo stampaggio in base alle loro preferenze personali.
In conclusione, la produzione di uno stampo di alta qualità è la chiave del successo di questo processo.
Attrezzatura necessaria: Forno elettrico e trasformatore Materiali necessari: Ferro, alluminio, rame e altre materie prime, stagno e ferro (dosaggio).
L'obiettivo principale di questa fase è fondere il ferro in ferro fuso. La sfida sta nel mescolare e controllare la temperatura del ferro fuso.
A causa del divieto di utilizzare la cupola, la maggior parte delle fabbriche grandi e piccole utilizza ora forni elettrici come attrezzatura per la fusione. I forni elettrici sono disponibili in varie dimensioni e hanno un'ampia gamma di prezzi. Quelli più piccoli, con una capacità di 200 kg, costano tra i 10.000 e i 20.000, mentre quelli più grandi possono raggiungere le centinaia di migliaia e i milioni.
Oltre al forno elettrico, è necessario un trasformatore speciale, da acquistare separatamente. L'uso del trasformatore deve essere approvato dall'ufficio locale per l'energia elettrica e i costi di applicazione variano.
La creazione di una piccola fonderia può costare come minimo diverse centinaia di migliaia di euro, di cui la metà è da attribuire alla tassa di iscrizione.
Attrezzatura necessaria: Mestolo di ferro fuso e gru aerea
Il ferro fuso prodotto nel forno elettrico può essere suddiviso in grandi e piccole quantità. Viene prima versato in un grande contenitore e poi trasferito in contenitori più piccoli per facilitarne la movimentazione.
Gli operai trasportano i piccoli contenitori e versano il ferro fuso nello stampo completato. Questa fase comporta rischi elevati e i lavoratori devono adottare le misure di protezione necessarie.
Nelle grandi fabbriche, i getti di grandi dimensioni vengono colati utilizzando attrezzature di grandi dimensioni, come le gru aeree. Ciò contribuisce a garantire la sicurezza e l'efficienza del processo di colata.
Attrezzatura necessaria: Sabbiatura Macchina
Dopo che la colata si è raffreddata, gli operai la rimuovono dallo stampo. Rimuovono la maggior parte del terreno dalla superficie e rompono il cancello con un martello.
La fase successiva consiste nel collocare la colata in una sabbiatrice per la sabbiatura. Questo processo aiuta a pulire e levigare la superficie della colata.
Attrezzature comuni: Mola, lucidatrice, tagliatrice e tornio.
La lavorazione della colata rientra nella categoria delle lavorazioni meccaniche. È possibile utilizzare la maggior parte delle attrezzature per la lavorazione generale, ma questo va oltre il campo di applicazione della fusione.
In genere, le fonderie possiedono gli strumenti essenziali come mole, lucidatrici, macchine da taglio ed è vantaggioso avere anche un tornio. Questi strumenti sono sufficienti per la lavorazione di base della colata.
Tutti i lavori devono essere coordinati tra loro. Le piccole fonderie che sono agli inizi potrebbero non avere tutti i processi di fusione e non essere in grado di produrre e lavorare i propri stampi.
Per compensare questa situazione, possono collaborare con stampisti e macchinisti specializzati ed essere responsabili solo della fusione degli sbozzi.
La fusione è un'industria tradizionale e ammirevole. Nonostante i divieti imposti dalla tutela dell'ambiente, molte piccole fonderie tradizionali si sono dedicate alla fusione per tutta la vita e sono rimaste disoccupate o hanno continuato a lavorare come professionisti.
Vorrei dare un saluto alla vecchia generazione di lavoratori della fonderia!
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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