Já se interrogou como é que peças metálicas complexas são fabricadas com tanta precisão? Entre no mundo da fundição injetada, onde o metal fundido a alta pressão é injetado em moldes duráveis, criando tudo, desde peças de automóveis até aparelhos intrincados. Este processo, conhecido pela sua eficiência e precisão, permite a produção em massa de componentes metálicos de pequena e média dimensão. Neste artigo, descubra os passos essenciais, as vantagens e as inovações da fundição injetada e saiba como esta técnica fascinante dá forma a artigos do quotidiano com um detalhe e uma consistência notáveis.
A fundição injectada é um processo metálico processo de fundiçãoque se caracteriza por aplicar uma pressão elevada ao metal fundido, utilizando a cavidade interior do molde.
O molde é normalmente feito de uma liga com maior resistência, o que é algo semelhante à moldagem por injeção.
A maioria das peças fundidas sob pressão não contém ferro, como zinco, cobre, alumínio, magnésio, chumbo, estanho, ligas de chumbo-estanho e respectivas ligas.
Dependendo do tipo de matriz-fundição, é necessário utilizar uma máquina de fundição injetada com câmara fria ou uma máquina de fundição injetada com câmara quente.
O custo do equipamento de fundição e dos moldes é elevado, pelo que o processo de fundição sob pressão é geralmente utilizado apenas para a produção em massa de um grande número de produtos.
O fabrico de peças fundidas sob pressão é relativamente fácil, exigindo geralmente apenas quatro etapas principais, e o aumento do custo individual é muito baixo.
A fundição injetada é especialmente adequada para o fabrico de um grande número de peças fundidas de pequena e média dimensão, pelo que a fundição injetada é a mais utilizada das vários processos de fundição.
Em comparação com outras tecnologias de fundição, a superfície da fundição sob pressão é mais lisa e tem maior consistência dimensional.
Com base no processo tradicional de fundição injectada, surgiram vários processos melhorados, incluindo o processo de fundição injectada sem furos que reduz defeitos de fundição e elimina os orifícios de ar.
É utilizado principalmente para o processo de injeção direta de zinco, o que pode reduzir o desperdício e aumentar o rendimento.
Existem também novas tecnologias de fundição injectada, tais como a tecnologia de fundição injectada densa e de alta velocidade e a fundição injectada semi-sólida inventada pela dinâmica geral.
A fundição sob pressão é um tipo de método de fundição de precisão que utiliza alta pressão para fundir à força o metal num molde metálico complexo.
Em 1964, a Associação Japonesa de Fundição injectada definiu a fundição injectada como "um método de fundição que consiste em pressionar uma liga fundida num molde de fundição de precisão a alta temperatura e produzir grandes quantidades de alta precisão e uma excelente superfície de fundição num curto espaço de tempo".
A fundição sob pressão é designada por fundição sob pressão nos Estados Unidos, fundição sob pressão no Reino Unido e o termo japonês, fundição sob pressão, é mais familiar para os operadores domésticos comuns.
As peças fundidas produzidas pelo método de fundição sob pressão são designadas por peças fundidas sob pressão.
A resistência à tração destes materiais é quase duas vezes superior à das ligas fundidas normais, o que tem um significado mais positivo para as jantes, quadros e outros componentes de automóveis em liga de alumínio que esperam ser produzidos com materiais de maior resistência e resistentes ao impacto.
Em 1838, para fabricar moldes de impressão de tipos móveis, inventou-se o equipamento de fundição injetada. A primeira patente relacionada com a fundição injectada foi emitida em 1849.
Trata-se de uma pequena máquina manual utilizada para produzir caracteres de impressão.
Em 1885, Otto Mergenthaler inventou a máquina de composição tipográfica Linotype, que pode fundir uma linha inteira de texto num único tipo.
Trouxe uma inovação sem precedentes ao mundo da impressão.
Após a industrialização em grande escala da indústria gráfica, o tipo tradicional prensado à mão foi substituído pela fundição sob pressão.
Por volta de 1900, a introdução da composição tipográfica no mercado melhorou ainda mais a tecnologia de automatização da indústria gráfica, pelo que, por vezes, podem ser vistas mais de dez máquinas de fundição injectada nos jornais.
Com o crescimento contínuo dos produtos de consumo, as invenções de Otto ganharam cada vez mais aplicações.
A fundição injectada pode ser utilizada para fabricar peças e produtos em grandes quantidades.
Em 1966, a General Dynamics inventou a matriz de precisão processo de fundiçãoPor vezes designada por fundição injectada com duplo punção.
O processo tradicional de fundição sob pressão é composto principalmente por quatro etapas, ou fundição sob pressão de alta pressão.
Estas quatro etapas incluem a preparação do molde, o enchimento, a injeção e o desarenamento, que são também a base de vários processos melhorados de fundição sob pressão.
No processo de preparação, é necessário pulverizar lubrificante na cavidade do molde.
Para além de ajudar a controlar a temperatura do molde, o lubrificante pode também ajudar a desmoldar a peça fundida.
Em seguida, o molde pode ser fechado e o metal fundido pode ser injetado no molde com alta pressão, que é de cerca de 10 a 175 MPa.
Após o enchimento do metal fundido, a pressão será mantida até que a peça fundida solidifique.
Depois, a vareta empurra todas as peças fundidas para fora.
Uma vez que podem existir várias cavidades num molde, podem existir várias peças fundidas em cada processo de fundição.
No processo de desarenação, os resíduos têm de ser separados, incluindo a porta de fabrico do molde, o corredor, a porta e o flash.
Este processo é geralmente completado pela extrusão da peça fundida com uma matriz de corte especial.
Outros métodos de lixagem incluem a serragem e a retificação.
Se o portão for frágil, pode bater diretamente na fundição, o que pode poupar mão de obra.
O excesso de porta de moldagem pode ser reutilizado após a fusão. O rendimento habitual é de cerca de 67%.
A injeção de alta pressão resulta num enchimento muito rápido do molde, de modo a que o metal fundido possa encher todo o molde antes de qualquer peça solidificar.
Desta forma, mesmo as peças de paredes finas que são difíceis de preencher podem evitar descontinuidades na superfície.
No entanto, isto também conduzirá à retenção de ar, porque é difícil sair quando se enche o molde rapidamente.
Este problema pode ser reduzido através da colocação de orifícios de escape na linha de separação, mas mesmo processos muito precisos deixarão poros no centro da peça fundida.
A maior parte da fundição sob pressão pode completar algumas estruturas que não podem ser completadas por fundição através de processamento secundário, tais como perfuração e polimento.
Os defeitos podem ser inspeccionados após a queda da areia. Os defeitos mais comuns incluem estagnação (vazamento insuficiente) e cicatrizes frias.
Estes defeitos podem ser causados por temperatura insuficiente do molde ou do metal fundido, metal misturado com impurezas, poucas aberturas de ventilação, demasiado lubrificante, etc. Outros defeitos incluem poros, cavidades de contração, fissuras quentes e marcas de fluxo.
As marcas de fluxo são as marcas deixadas na superfície das peças fundidas devido a defeitos na porta, cantos afiados ou excesso de lubrificante.
Os lubrificantes à base de água, denominados emulsões, são o tipo de lubrificante mais utilizado por razões de saúde, ambientais e de segurança.
Ao contrário dos lubrificantes com solventes, se os minerais da água forem removidos por processos adequados, não deixarão subprodutos nas peças fundidas.
Se o processo de tratamento da água não for correto, os minerais presentes na água provocarão defeitos e descontinuidades na superfície da fundição.
Existem principalmente quatro tipos de lubrificantes à base de água: água misturada com óleo, óleo misturado com água, semi-sintéticos e sintéticos.
A água misturada com óleo é o melhor lubrificante, porque quando se utiliza lubrificante, a água arrefece a superfície do molde por evaporação enquanto deposita óleo, o que pode ajudar a desmoldar.
Geralmente, a proporção de tais lubrificantes é de 30 partes de água misturada com 1 parte de óleo. Em casos extremos, esta proporção pode chegar a 100:1.
Os óleos que podem ser utilizados como lubrificantes incluem os óleos pesados, as gorduras animais, as gorduras vegetais e as gorduras sintéticas.
O óleo residual pesado tem uma viscosidade elevada à temperatura ambiente, mas transforma-se numa película a alta temperatura no processo de fundição sob pressão.
A viscosidade e as propriedades térmicas da loção podem ser controladas através da adição de outras substâncias ao lubrificante.
Estes materiais incluem a grafite, o alumínio e a mica. Outros aditivos químicos podem evitar o pó e a oxidação.
Os emulsionantes podem ser adicionados aos lubrificantes à base de água, de modo a que os lubrificantes à base de óleo possam ser adicionados à água, incluindo sabão, álcool e óxido de etileno.
Durante muito tempo, os lubrificantes à base de solventes mais utilizados foram o gasóleo e a gasolina.
São boas para a fundição, mas ocorrerão pequenas explosões durante cada processo de fundição sob pressão, o que leva à acumulação de elementos de carbono na parede da cavidade.
Os lubrificantes à base de solventes são mais uniformes do que os lubrificantes à base de água.
As máquinas de fundição injetada podem ser divididas em dois tipos diferentes: máquinas de fundição injetada com câmara quente e máquinas de fundição injetada com câmara fria.
A diferença é a força que podem suportar. A gama de pressão típica situa-se entre 400 e 4000 toneladas.
Fundição injectada em câmara quente
A fundição injectada em câmara quente, por vezes também conhecida como matriz pescoço de ganso A fundição tem metais líquidos e semi-líquidos fundidos na sua piscina de metal, que enchem o molde sob pressão.
No início do ciclo, o pistão da máquina está num estado contraído, e depois o metal fundido pode encher o pescoço de ganso.
Um pistão pneumático ou hidráulico pressiona o metal e enche-o no molde.
As vantagens deste sistema incluem alta velocidade de circulação (cerca de 15 ciclos podem ser completados por minuto), fácil automação e processo de fusão de metal conveniente.
As desvantagens incluem a impossibilidade de fundir metais com um ponto de fusão elevado, bem como a impossibilidade de alumínio fundidoporque o alumínio retira o ferro do banho de fusão.
Por conseguinte, de um modo geral, as máquinas de fundição injetada com câmara quente são utilizadas para ligas de zinco, estanho e chumbo.
Além disso, a fundição sob pressão em câmara quente é difícil de utilizar para a fundição de peças fundidas de grandes dimensões e, normalmente, este processo é utilizado para a fundição de peças fundidas de pequenas dimensões.
Fundição injectada em câmara fria
A fundição injectada em câmara fria pode ser utilizada para metais que não podem ser utilizados no processo de fundição injectada em câmara quente, incluindo alumínio, magnésio, cobre e ligas de zinco com elevado teor de alumínio.
Neste processo, o metal tem de ser primeiro fundido num cadinho independente.
Uma certa quantidade de metal fundido é então transferida para uma câmara de injeção não aquecida ou para um bico de injeção.
Estes metais são injectados no molde por pressão hidráulica ou mecânica.
Uma vez que o metal fundido tem de ser transferido para a câmara fria, a maior desvantagem deste processo é o facto de o tempo de ciclo ser muito longo.
Existem máquinas de fundição injetada com câmara fria verticais e horizontais.
As máquinas de fundição injectada verticais são normalmente máquinas pequenas, enquanto as máquinas de fundição injectada horizontais têm vários modelos.
A matriz de fundição injetada é composta por duas partes, a parte de cobertura e a parte móvel, e a parte em que estas se combinam é designada por linha de separação.
Na fundição injetada em câmara quente, a parte de cobertura tem uma porta, enquanto na fundição injetada em câmara fria, é um orifício de injeção.
O metal fundido pode entrar no molde a partir daqui, e a forma desta peça corresponde ao bocal de injeção na fundição injetada com câmara quente ou à câmara de injeção na fundição injetada com câmara fria.
A parte móvel inclui normalmente uma haste de pressão e uma corrediça.
O canal é o canal entre a porta e a cavidade do molde, através do qual o metal fundido entra na cavidade do molde.
A parte de cobertura está normalmente ligada à placa de prensagem fixa ou à placa de prensagem frontal, enquanto a parte móvel está ligada à placa de prensagem móvel.
A cavidade é dividida em dois insertos de cavidade, que são componentes independentes que podem ser removidos ou instalados com relativa facilidade do molde por meio de parafusos.
O molde é especialmente concebido. Quando o molde é aberto, a peça fundida fica na parte móvel.
Desta forma, a haste de pressão da parte móvel empurrará a peça fundida para fora. A barra de pressão é normalmente accionada pela placa de pressão. Acciona com precisão todas as barras de pressão ao mesmo tempo com a mesma força, de modo a garantir que a peça fundida não é danificada.
Depois de a peça fundida ser empurrada para fora, a placa de prensagem encolhe para retrair todas as hastes de pressão e preparar-se para a próxima peça fundida.
Uma vez que a peça fundida ainda se encontra num estado de alta temperatura aquando da desmoldagem, só se o número de varetas for suficiente é que a pressão média em cada vareta pode ser suficientemente pequena para evitar danificar a peça fundida.
No entanto, a vareta de empurrar deixará vestígios, pelo que deve ser cuidadosamente concebida para que a posição da vareta de empurrar não tenha demasiado impacto no funcionamento da fundição.
Outras partes do molde incluem a placa de deslizamento do núcleo e similares.
Os machos são utilizados para fazer furos ou aberturas em peças fundidas. Também podem ser utilizados para aumentar os pormenores das peças fundidas.
Existem três tipos de núcleos: fixos, móveis e soltos.
A direção do núcleo fixo é paralela à direção do vazamento para fora do molde. São fixos ou permanentemente ligados ao molde.
O núcleo móvel pode ser disposto em qualquer direção, exceto na direção de extração.
Após a solidificação da peça fundida, antes da abertura do molde, o núcleo móvel deve ser retirado da cavidade do molde através de um dispositivo de separação.
O cursor está muito próximo do núcleo móvel, e a maior diferença é que o cursor pode ser utilizado para criar uma superfície côncava.
A utilização de núcleos e deslizadores na fundição injectada pode aumentar significativamente os custos.
Os núcleos soltos, também conhecidos como blocos de remoção, podem ser utilizados para fazer superfícies complexas, como furos roscados.
Antes do início de cada ciclo, é necessário instalar manualmente a corrediça e, finalmente, empurrá-la para fora com a fundição.
Em seguida, retirar o núcleo solto.
O núcleo solto é o núcleo mais caro porque o seu fabrico exige muita mão de obra e aumenta o tempo de ciclo.
A saída é normalmente fina e comprida (cerca de 0,13 mm), para que o metal fundido possa ser arrefecido rapidamente e reduzir o desperdício.
No processo de fundição injetada, não há necessidade de usar um riser, porque a pressão do metal fundido é muito alta, o que pode garantir que o metal fundido flua para o molde a partir do portão.
Devido à temperatura, as características mais importantes dos materiais para os moldes são a resistência à vibração térmica e a flexibilidade.
Outras características incluem a temperabilidade, a maquinabilidade e a resistência à fissuração térmica, soldabilidadeA utilização (especialmente para moldes de grandes dimensões) e o custo.
A vida útil da matriz depende diretamente da temperatura do metal fundido e do tempo de cada ciclo.
O molde utilizado para a fundição injectada é normalmente feito de aço duro para ferramentas. Uma vez que o ferro fundido não consegue suportar uma grande pressão interna, o molde é caro, o que também leva a um custo de abertura elevado.
O metal que é fundido sob pressão a temperaturas mais elevadas tem de ser mais duro liga de aço.
O principal defeitos na fundição injectada incluem o desgaste e a erosão.
Outros defeitos incluem a fissuração térmica e a fadiga térmica.
Quando a superfície do molde apresenta defeitos devido a alterações de temperatura demasiado grandes, ocorrem fissuras a quente.
Após demasiadas utilizações, os defeitos na superfície do molde produzirão fadiga térmica.
A área mínima da secção transversal correspondente e o ângulo mínimo de inclinação de vários materiais estão indicados no quadro seguinte, devendo a secção transversal mais espessa ser inferior a 13 mm.
| Metal | Área mínima da secção transversal | Ângulo mínimo de inclinação |
| liga de alumínio | 0.89mm（0.035in） | 1:100（0.6°） |
| Latão e bronze | 1.27mm（0.050in） | 1:80（0.7°） |
| Liga de magnésio | 1.27mm（0.050in） | 1:100（0.6°） |
| Kirsite | 0.63mm（0.025in） | 1:200（0.3°） |
Os metais utilizados na fundição injectada incluem principalmente o zinco, o cobre, o alumínio, o magnésio, o chumbo, o estanho e as ligas de chumbo-estanho.
Embora o ferro fundido prensado seja raro, também é viável.
Os metais especiais para fundição injectada incluem ZAMAK, liga de alumínio e zinco e as normas da Associação Americana de Alumínio: AA380, AA384, aa386, AA390 e magnésio AZ91D.
As características dos vários metais durante a fundição sob pressão são as seguintes:
Zinco:
O metal mais fácil de fundir sob pressão. É muito económico para o fabrico de peças pequenas, fácil de revestir, tem uma elevada resistência à compressão e plasticidade e uma longa duração de fundição.
Alumínio:
Leve em peso, complexo no fabrico e peças fundidas de paredes finas, com elevada estabilidade dimensional, forte resistência à corrosão, bom desempenho mecânico, elevada condutividade térmica e condutividade, e ainda elevada resistência a altas temperaturas.
Magnésio:
Fácil de maquinar, elevada relação resistência/peso, o mais leve dos metais de fundição injetada normalmente utilizados.
Cobre:
Possui elevada dureza e forte resistência à corrosão. Apresenta o melhor desempenho mecânico, resistência à abrasão e força dos metais comuns de fundição injectada.
Chumbo e estanho:
Alta densidade, alta precisão dimensional, pode ser utilizada como peças especiais anti-corrosão.
Por razões de saúde pública, esta liga não pode ser utilizada como equipamento de processamento e armazenamento de alimentos.
Uma liga de chumbo, estanho e antimónio (por vezes com um pouco de cobre) pode ser utilizada para fazer tipos manuais e bronzeamento na impressão em relevo.
Os limites superiores de massa para a fundição sob pressão utilizando alumínio, cobre, magnésio e zinco são de 70 libras (32 kg), 10 libras (4,5 kg), 44 libras (20 kg) e 75 libras (34 kg), respetivamente.
Vantagens da fundição
As vantagens da fundição sob pressão incluem uma excelente precisão dimensional.
Geralmente, isto depende do material de fundição. O valor típico é que o erro é de 0,1 mm para o primeiro tamanho de 2,5 cm, e o erro aumenta em 0,002 mm por cada aumento de 1 cm.
Em comparação com outros processos de fundição, a sua superfície de fundição é lisa e o raio de filete é de cerca de 1-2,5 microns.
Uma fundição com uma espessura de parede de cerca de 0,75 mm pode ser fabricada em relação ao método de fundição em caixa de areia ou molde permanente.
Pode fundir diretamente estruturas internas, tais como mangas de arame, elementos de aquecimento e superfícies de rolamento de alta resistência.
Outras vantagens incluem o facto de poder reduzir ou evitar a maquinagem secundária, a velocidade de produção rápida, a resistência à tração da fundição até 415 MPa e a possibilidade de fundir metais de elevada fluidez.
Desvantagens da fundição
A maior desvantagem da fundição injectada é o seu elevado custo.
O equipamento de fundição, os moldes e os componentes relacionados com o molde são dispendiosos em comparação com outros métodos de fundição.
Por conseguinte, é mais económico produzir um grande número de produtos quando se fabricam peças fundidas sob pressão.
Outras desvantagens incluem: este processo só é aplicável a metais com elevada fluidez e a massa de fundição deve situar-se entre 30g e 10kg.
Na fundição sob pressão normal, existem sempre poros no último lote de peças fundidas.
Por conseguinte, não pode ser efectuado qualquer tratamento térmico ou soldadura, uma vez que o gás na fenda se expandirá sob a ação do calor, resultando em micro defeitos no interior e na descamação da superfície.
A fundição sob pressão, designada abreviadamente por fundição sob pressão, é um método de fundição em que o líquido de liga fundido é vertido na câmara de pressão para preencher a cavidade do molde de aço a alta velocidade, e o líquido de liga é solidificado sob pressão para formar uma fundição.
As principais características da fundição injetada, diferente de outros métodos de fundição, são a alta pressão e a alta velocidade.
① O metal fundido preenche a cavidade do molde sob pressão, e cristaliza e solidifica sob pressão mais alta. A pressão comum é de 15-100mpa.
② O metal líquido preenche a cavidade do molde a uma velocidade elevada, normalmente 10-50 m/s, e por vezes mais de 80 m/s (a velocidade linear da cavidade do molde introduzida através do ingate - a velocidade do ingate).
Por conseguinte, o tempo de enchimento do líquido metálico é extremamente curto, cerca de 0,01-0,2 segundos (dependendo do tamanho da peça fundida).
A fundição sob pressão é um método de fundição de precisão. A tolerância dimensional das peças fundidas por fundição injetada é muito pequena e a precisão da superfície é muito elevada.
Na maioria dos casos, as peças fundidas sob pressão podem ser montadas e aplicadas sem serem torneadas, e as peças roscadas podem ser fundidas diretamente.
Desde peças de máquinas fotográficas comuns, peças de máquinas de escrever, peças de calculadoras electrónicas, decorações e outras peças pequenas, bem como peças complexas de veículos como automóveis, locomotivas e aviões, a maior parte delas são fabricadas por fundição injetada.
Damálgama
Durante a produção de fundição injectada, o molde é repetidamente sujeito a arrefecimento e aquecimento, e a superfície de formação e o seu interior deformam-se, o que leva a tensões térmicas cíclicas repetidas, resultando em danos secundários na estrutura e perda de tenacidade, o que leva ao aparecimento de microfissuras e continua a expandir-se.
Uma vez que as fissuras se expandem, o metal derretido é espremido e a tensão mecânica repetida acelera o crescimento das fissuras.
Por conseguinte, por um lado, o molde deve ser totalmente pré-aquecido no início da fundição sob pressão.
Para além disso, no processo de produção de fundiçãoO molde deve ser mantido num determinado intervalo de temperatura de trabalho para evitar a falha precoce de fissuração.
Ao mesmo tempo, é necessário garantir que as causas internas não ocorram antes de o molde ser colocado em produção e durante o fabrico.
Porque na produção real, a maioria das falhas de molde são térmicas fissuração por fadiga falhas.
Fragmentação
Sob a ação da força de injeção, o molde iniciará fissuras na parte mais fraca, especialmente quando as marcas de traço ou as marcas de maquinação eléctrica na superfície de moldagem do molde não são polidas, ou quando os cantos da moldagem são claros, aparecerão primeiro fissuras finas.
Quando existem fases frágeis ou grãos grosseiros nos limites dos grãos, é fácil fraturar.
No entanto, quando ocorre uma fratura frágil, a fenda cresce rapidamente, o que é um fator muito perigoso para a falha de fratura da matriz.
Por este motivo, por um lado, todos os riscos e marcas de maquinação eléctrica na superfície do molde devem ser polidos, mesmo que se encontrem no sistema de vazamento.
Além disso, é necessário que o materiais para matrizes utilizados têm elevada resistência, boa plasticidade, boa resistência ao impacto e resistência à fratura.
Corrosão
Tal como acima referido, as ligas de fundição injectada normalmente utilizadas incluem a liga de zinco, a liga de alumínio, a liga de magnésio e a liga de cobre, bem como a fundição injectada de alumínio puro.
O Zn, o Al e o Mg são relativamente activos elementos metálicosque têm boa afinidade com materiais de molde, especialmente Al é fácil de morder o molde.
Quando a dureza do molde é elevada, a resistência à corrosão é melhor, mas se existirem pontos moles na superfície de moldagem, a resistência à corrosão é desfavorável.
Existem muitos factores que levam à falha do molde, incluindo factores externos (tais como a temperatura de fundição, se o molde é pré-aquecido, a quantidade de revestimento de agente de água pulverizado, se a tonelagem da máquina de fundição sob pressão corresponde, se a pressão de fundição sob pressão é demasiado elevada, a velocidade do portão interior é demasiado rápida, a abertura da água de arrefecimento não está sincronizada com a produção de fundição sob pressão, o tipo e a composição do material de fundição Fe, o tamanho e a forma da fundição, a espessura da parede, o tipo de revestimento, etc.).
Existem também causas internas (por exemplo, a qualidade metalúrgica do material do próprio molde, o processo de forjamento da peça bruta, a racionalidade do estrutura do molde o design, a racionalidade do design do sistema de comportas, a tensão interna gerada durante a maquinação da máquina de moldes (maquinação eléctrica), o processo de tratamento térmico do molde, incluindo vários requisitos de precisão e limpeza).
Se houver uma falha precoce do molde, é necessário descobrir quais são as causas internas ou externas para melhorias futuras.
No entanto, na produção real, a corrosão é apenas local ao molde, por exemplo, as partes diretamente lavadas pelo portão (núcleo e cavidade) são propensas à corrosão, e as partes com dureza macia são propensas a aderência da liga de alumínio.
Verter o transbordo
Requisitos para o jito do molde numa máquina de fundição injetada horizontal com câmara fria:
① O diâmetro interior da câmara de pressão deve ser selecionado de acordo com a pressão específica requerida e a plenitude da câmara de pressão.
Simultaneamente, o desvio do diâmetro interior da manga da comporta deve ser adequadamente aumentado em alguns fios em comparação com o desvio do diâmetro interior da câmara de pressão, de modo a evitar o problema de encravamento do punção ou desgaste grave causado pelos diferentes eixos da manga da comporta e o diâmetro interior da câmara de pressão, e a espessura da parede da manga da comporta não deve ser demasiado fina.
O comprimento da manga de injeção deve, em geral, ser inferior ao comprimento do cabo de saída do punção de injeção, para que a tinta possa ser retirada da câmara de pressão.
② Os orifícios interiores da câmara de pressão e da manga do jito devem ser finamente retificados após o tratamento térmico e, em seguida, retificados ao longo da direção do eixo.
O rugosidade da superfície deve ser ≤ Ra0.2 μ m.
③ O desviador está ligado à cavidade que forma o revestimento.
A sua profundidade côncava é igual à profundidade do canal, o seu diâmetro coincide com o diâmetro interior da manga do jito e tem uma inclinação de 5 ° na direção da desmoldagem.
Quando se utiliza o canal de introdução do revestimento, o volume do comprimento efetivo da câmara de pressão é reduzido e a plenitude da câmara de pressão pode ser melhorada.
Requisitos do molde
① A entrada do corredor do molde horizontal a frio deve geralmente estar localizada na posição acima de 2 / 3 do diâmetro interno da parte superior da câmara de pressão, de modo a evitar que o líquido metálico na câmara de pressão entre no corredor prematuramente e comece a solidificar antecipadamente sob a ação da gravidade.
② A área da secção transversal do canal deve ser gradualmente reduzida desde o jito até à entrada.
Para expandir a secção transversal, ocorrerá uma pressão negativa quando o metal fundido fluir através dela, o que é fácil de sugar o gás na superfície de separação e aumentar o envoltório de Foucault no fluxo do metal fundido.
Em geral, a secção à saída é 10-30% inferior à secção à entrada.
③ O corredor deve ter um determinado comprimento e profundidade.
O objetivo de manter um determinado comprimento é estabilizar e orientar o fluxo.
Se a profundidade não for suficiente, a temperatura do metal fundido baixará rapidamente;
Se a profundidade for demasiado grande, a condensação será demasiado lenta, o que não só afectará a produtividade como também aumentará a quantidade de materiais reciclados.
④ A área da secção transversal do canal deve ser maior do que a do lingote para garantir a velocidade de vazamento do metal no molde.
A área da secção transversal do corredor principal deve ser maior do que a de cada corredor de derivação.
⑤ Os dois lados do fundo do corredor devem ser arredondados para evitar fissuras precoces, e os dois lados podem ser feitos com uma inclinação de cerca de 5 °.
Rugosidade da superfície do rotor ≤ Ra0,4 μ m.
Ingate
① A superfície de partição não deve ser fechada imediatamente após o metal fundido entrar no molde, e a ranhura de transbordamento e a ranhura de exaustão não devem impactar diretamente o núcleo.
A direção do fluxo do metal fundido após a entrada no molde deve ser preenchida da parede grossa para a parede fina ao longo das nervuras e alhetas fundidas, tanto quanto possível.
② Ao selecionar a posição da entrada, o fluxo de metal fundido deve ser o mais curto possível.
Quando é utilizado um lingote multifilamento, é necessário evitar que vários filamentos de metal fundido convirjam e se choquem entre si após a injeção, o que causará a inclusão de correntes de Foucault, a inclusão de oxidação e outros defeitos.
③ A porta interior das peças de paredes finas deve ser adequadamente mais pequena do que a das peças grossas para garantir a velocidade de enchimento necessária.
A fixação do portão interior deve ser fácil de cortar e o corpo de fundição não deve ser danificado (comer carne).
Depósito de transbordo
① A ranhura de transbordo deve ser fácil de remover da fundição e não deve danificar o corpo da fundição tanto quanto possível.
② Ao definir uma ranhura de exaustão na ranhura de transbordo, preste atenção à posição da porta de transbordo para evitar bloquear a ranhura de exaustão demasiado cedo e tornar a ranhura de exaustão ineficaz.
③ Não é permitido colocar várias portas de transbordo ou uma porta de transbordo muito larga e grossa no mesmo tanque de transbordo, de modo a evitar que o líquido frio, escória, gás, tinta, etc. no metal fundido retorne à cavidade do molde a partir do tanque de transbordo e cause defeitos de fundição.
Partindo da premissa de cumprir a função do produto, conceber razoavelmente as peças fundidas sob pressão, simplificar a estrutura das peças fundidas sob pressão, reduzir os custos de fundição sob pressão, reduzir os defeitos de fundição sob pressão e melhorar a qualidade das peças fundidas sob pressão.
Uma vez que o processo de moldagem por injeção é derivado do processo de fundição, o guia de conceção de fundição sob pressão é, em alguns aspectos, muito semelhante ao guia de conceção de peças de plástico.
Para uma conceção pormenorizada das peças fundidas sob pressão, consultar o livro "Guia de conceção de produtos para fabrico e montagem" publicado por Máquina da China Imprensa.
Filhéu
(incluindo os cantos), o desenho de fundição indica frequentemente requisitos como o filete R2 não marcado.
Não devemos ignorar o papel destes filetes não marcados ao abrir o molde e não devemos fazer cantos claros ou filetes demasiado pequenos.
O filete de fundição pode fazer com que o líquido metálico se encha suavemente, fazer com que o gás na cavidade seja descarregado em sequência, reduzir a concentração de tensão e prolongar a vida útil do molde. (não é fácil para a peça fundida ter fissuras ou vários defeitos devido a um enchimento incorreto).
Por exemplo, existem muitos cantos limpos no molde padrão do cárter de óleo.
Em termos relativos, o molde do cárter de óleo irmão é aberto melhor atualmente, e há também muitos cárteres de óleo pesados.
Inclinação de desmoldagem
É proibido ter reentrâncias laterais artificiais na direção da desmoldagem (normalmente as peças fundidas ficam presas no molde durante o ensaio do molde e as reentrâncias locais são causadas por perfuração, cinzelagem dura, etc., quando o molde é manuseado por métodos incorrectos).
Rugosidade
As peças moldadas e o sistema de vazamento devem ser polidos cuidadosamente, conforme necessário, e devem ser polidos ao longo da direção de desmoldagem.
Uma vez que todo o processo de entrada do metal fundido no sistema de vazamento a partir da câmara de pressão e de enchimento da cavidade demora apenas 0,01-0,2 segundos.
Para reduzir a resistência do fluxo de metal líquido e minimizar a perda de pressão, é necessário ter um acabamento superficial elevado.
Ao mesmo tempo, as condições de aquecimento e erosão do sistema de vazamento são relativamente más, e quanto pior o acabamento, mais facilmente o molde é danificado.
5. Dureza da parte moldante do molde: liga de alumínio: cerca de HRC46 °, cobre: cerca de HRC38 °.
Durante o processamento, o molde deve tentar deixar uma margem de reparação, estabelecer o limite superior do tamanho e evitar a soldadura.
A fluidez refere-se à capacidade do líquido da liga para encher o molde.
A fluidez determina se a liga pode fundir peças fundidas complexas.
A liga eutéctica tem a melhor fluidez na liga de alumínio.
Há muitos factores que afectam a fluidez, principalmente a composição, a temperatura e as partículas sólidas de óxidos metálicos, compostos metálicos e outros poluentes no líquido da liga, mas os factores externos fundamentais são a temperatura e a pressão de vazamento (vulgarmente conhecida como cabeça de vazamento).
Na produção real, quando a liga é determinada, para além de reforçar o processo de fusão (refinação e remoção de escórias), é também necessário melhorar o processo de fundição (permeabilidade do molde de areia, escape e temperatura do molde de metal) e aumentar a temperatura de vazamento sem afetar a qualidade da fundição para garantir a fluidez da liga.
Precauções para as condições de moldagem da fundição sob pressão:
A máquina de fundição injetada, a liga de fundição injetada e a matriz de fundição injetada são os três principais elementos da produção de fundição injetada, nenhum dos quais é indispensável.
O chamado processo de fundição injetada consiste em utilizar estes três elementos de forma orgânica e abrangente, de modo a produzir peças fundidas qualificadas com boa aparência, qualidade interna e dimensões de acordo com os requisitos dos desenhos ou acordos de forma estável, rítmica e eficiente, e até peças fundidas de alta qualidade.
Temperatura de fusão do material, temperatura do molde e temperatura de fusão durante a injeção;
Por último, o estado dos produtos de fundição injectada deve ser reparado para obter produtos perfeitos.
Princípio de seleção da temperatura de trabalho da matriz de fundição injetada:
1) A temperatura do molde é demasiado baixa, a estrutura interna da peça fundida está solta e é difícil esgotar o ar, o que dificulta a sua formação;
2) A temperatura do molde é demasiado elevada, e a estrutura interna da peça fundida é densa, mas a peça fundida é fácil de ser "soldada" à cavidade do molde, e é difícil remover a peça fundida depois de aderir ao molde.
Ao mesmo tempo, uma temperatura demasiado elevada expandirá o próprio molde e afectará a precisão dimensional da peça fundida.
3) A temperatura do molde deve ser selecionada dentro de um intervalo adequado. Geralmente, após o teste ser apropriado, o controlo constante da temperatura é bom.
As precauções relativas às condições de moldagem da fundição sob pressão podem ser resumidas nos dois aspectos seguintes:
*Temperatura de fusão do material, temperatura do molde e temperatura de fusão durante a injeção;
A essência do fundição sob pressão (abreviatura de fundição injetada) consiste em fazer com que o metal líquido ou semilíquido preencha a cavidade do molde de fundição injetada a alta velocidade sob a ação de alta pressão, e em formar e solidificar a peça fundida sob pressão.
O molde de fundição injectada de alta pressão e enchimento de alta velocidade são duas características principais da fundição injectada. A pressão específica de injeção normalmente utilizada é de vários milhares a dezenas de milhares de kPa, chegando mesmo a atingir 2 × 105kPa.
A velocidade de enchimento é de cerca de 10 ~ 50m / s, e até mais de 100m / s em alguns casos.
O tempo de enchimento é muito curto, geralmente no intervalo de 0,01 ~ 0,2S.
Em comparação com outros métodos de fundição, a fundição sob pressão apresenta as três vantagens seguintes:
1. Boa qualidade do produto
A precisão dimensional das peças fundidas é elevada, geralmente equivalente ao grau 6-7, ou mesmo até ao grau 4;
Bom acabamento superficial, geralmente equivalente ao grau 5 ~ 8;
O resistência e dureza são mais elevados, e a resistência é geralmente 25-30% superior à da fundição em areia, mas o alongamento é reduzido em cerca de 70%;
Tamanho estável e boa permutabilidade;
Pode moldar peças fundidas complexas e de paredes finas.
Por exemplo, a espessura mínima atual da parede das peças fundidas sob pressão em liga de zinco pode atingir 0,3 mm;
A fundição em liga de alumínio pode atingir 0,5 mm;
O diâmetro mínimo do furo de fundição é de 0,7 mm;
O passo mínimo é de 0,75 mm.
2. Elevada eficiência de produção
A máquina tem uma produtividade elevada.
Por exemplo, a máquina de fundição sob pressão de ar frio horizontal J Ⅲ 3 doméstica pode fundir 600-700 vezes por oito horas em média, e a pequena máquina de fundição sob pressão de câmara quente pode fundir 3000-7000 vezes por oito horas em média;
Longa vida útil do molde de fundição injectada, um par de moldes de fundição injectada, liga de relógio de fundição injectada, a vida útil pode atingir centenas de milhares de vezes, mesmo milhões de vezes;
É fácil realizar a mecanização e a automatização.
3. Excelente efeito económico
Porque as peças fundidas sob pressão têm as vantagens de um tamanho exato e de uma superfície lisa.
Geralmente, já não é maquinado e utilizado diretamente, ou o volume de processamento é muito pequeno, pelo que não só melhora a taxa de utilização do metal, como também reduz um grande número de equipamento de processamento e de horas de trabalho;
O preço das peças fundidas é fácil;
Podem ser utilizados outros materiais metálicos ou não metálicos através da fundição injectada combinada.
Poupança de tempo de montagem e de metal.
Embora a fundição injectada tenha muitas vantagens, também tem algumas desvantagens que precisam de ser resolvidas.
Por exemplo:
1). Devido à elevada velocidade de enchimento do metal líquido na cavidade do molde e ao estado de fluxo instável durante a fundição injectada, o método geral de fundição injectada é fácil de produzir orifícios de ar nas peças fundidas, que não podem ser tratadas termicamente;
2) É difícil moldar as peças fundidas com côncavos complexos;
3) Ligas com elevado ponto de fusão (como o cobre e os metais ferrosos), vida útil reduzida da matriz de fundição injetada;
4) Não é adequado para a produção de pequenos lotes.
A principal razão é que o custo de fabrico do molde de fundição injetada é elevado, a eficiência de produção da máquina de fundição injetada é elevada e a produção de pequenos lotes não é económica.
A fundição injectada é uma das técnicas mais avançadas conformação de metais métodos.
É uma forma eficaz de obter menos lascas e nenhuma lasca. É amplamente utilizado e está a desenvolver-se rapidamente.
O tamanho e o peso da peça fundida dependem da potência da máquina de fundição injectada.
Devido à crescente potência da máquina de fundição injetada, a forma e o tamanho da peça fundida podem ser de alguns milímetros a 1-2m;
O peso pode variar de alguns gramas a dezenas de quilogramas.
As peças fundidas de alumínio com um diâmetro de 2m e um peso de 50kg podem ser fundidas no estrangeiro.
A fundição injectada já não se limita à indústria automóvel e à indústria de instrumentos, tendo-se alargado gradualmente a outros sectores industriais, como o das máquinas agrícolas, indústria das máquinas-ferramentasA indústria eletrónica, a indústria de defesa nacional, a informática, o equipamento médico, os relógios, as máquinas fotográficas, as ferragens de uso diário e outras dezenas de indústrias, nomeadamente: peças para automóveis, acessórios para mobiliário, acessórios para casa de banho (louça sanitária), peças de iluminação, brinquedos, máquinas de barbear, clipes para gravatas, peças eléctricas e electrónicas, fivelas de cintos, caixas de relógios, ornamentos metálicos, fechaduras, fechos de correr, etc.
No que diz respeito à tecnologia de fundição injectada, surgiram novas tecnologias como a fundição injectada a vácuo, a fundição injectada oxigenada, a fundição injectada densa e a alta velocidade e a aplicação de núcleos solúveis.
Desempenhará um papel muito importante na promoção da indústria de fundição injectada da China.
A produção de peças fundidas sob pressão tem de se basear em máquinas e equipamentos de fundição sob pressão. As máquinas de fundição injectada são a base da produção de fundição injectada.
O nível técnico do equipamento de fundição injetada determina a qualidade e o nível das peças fundidas injetadas.
Por conseguinte, para promover o desenvolvimento da indústria de fundição injectada, temos de dar prioridade ao desenvolvimento do equipamento de fundição injectada.
A China é um grande país produtor de peças fundidas sob pressão, mas o seu nível tecnológico de produção e o seu equipamento industrial ainda têm de ser melhorados.
O 12º plano quinquenal da China indica claramente que a principal tarefa do desenvolvimento da indústria de fundição é dar prioridade ao desenvolvimento de equipamento técnico importante, incluindo a "unidade de fundição sob pressão de grande tonelagem", com o objetivo de fornecer apoio em termos de equipamento para a modernização tecnológica das empresas de fundição sob pressão.
O desenvolvimento da tecnologia e do equipamento de fundição injectada ajudará a melhorar o nível das máquinas e equipamentos de fundição injectada, de modo a melhorar a qualidade e o nível técnico das peças fundidas e a promover o desenvolvimento da indústria de fundição.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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