Secretos internos para dominar la fundición a presión: Procesos, materiales y consejos

La fundición a presión es un proceso de fundición de metal, cuya característica es aplicar alta presión a metal fundido usando una cavidad de molde. Y los moldes suelen mecanizarse a partir de aleaciones más fuertes. El proceso es similar al moldeo por inyección. Para que la gente tenga una comprensión completa de la fundición a presión, la empresa JTR ha organizado y resumido qué es la fundición a presión, cuál es el proceso, cuáles son los materiales, y otras preguntas. Espero que pueda tener una comprensión completa de la "fundición a presión".

Definición de "Fundición a presión"

La fundición a presión es una técnica de fundición de precisión que utiliza alta presión para forzar metal fundido en un molde metálico con formas intrincadas. Las fundiciones hechas por fundición a presión se llaman piezas de fundición a presión.

La mayoría de las fundiciones a presión son libres de hierro, como zinc, cobre, aluminio, magnesio, plomo, estaño, y aleaciones de plomo-estaño y también sus aleaciones. Dependiendo del tipo de fundición a presión, se requiere una máquina de fundición a presión de cámara fría o cámara caliente.

La resistencia a la tracción de estos materiales es casi el doble que la de aleaciones de fundición ordinarias, lo que tiene más significado positivo para ruedas de automóvil de aleación de aluminio, bastidores y otras piezas que se espera producir con materiales de mayor resistencia e impacto.

Proceso de fundición a presión

El proceso típico de fundición a presión consiste principalmente en 4 pasos, o fundición a presión de alta presión. Estos cuatro pasos, incluyendo preparación del molde, llenado de material, inyección y desmoldeo, son también la base para varios procesos personalizados de fundición a presión.

El lubricante se rocía en la cavidad del molde durante el procedimiento de preparación. Además de ayudar a controlar la temperatura del molde, el lubricante también puede ayudar a la liberación de la fundición. El molde puede entonces cerrarse, y el metal fundido inyectarse en el molde a alta presión, que varía de aproximadamente 10 a 175 MPa.

Después de que el metal fundido se llena, la presión se mantiene hasta que la fundición se solidifica. El émbolor de presión entonces expulsa todas las fundiciones, y, ya que puede haber varias cavidades en un molde, puede haber múltiples fundiciones por colada.

El proceso de desarenado requiere la separación de residuos, incluyendo aberturas del molde, canales, compuertas y rebabas. El proceso generalmente se hace exprimiendo la fundición a través de una matriz de recorte especial. Otras formas de desarenado incluyen aserrado y lijado. Si la compuerta es frágil, puede golpear la fundición directamente, lo que puede ahorrar recursos humanos. El exceso de matriz de fundición puede reutilizarse después de fundir.

La inyección a alta presión resulta en un llenado muy rápido del molde, de modo que todo el molde puede llenarse con metal fundido antes de que cualquier parte se solidifique. De esta manera, incluso piezas de paredes delgadas que son difíciles de llenar pueden llenarse suficientemente, y se pueden evitar discontinuidades superficiales de la pieza fundida a presión.

Sin embargo, esto también causa atrapamiento de aire, ya que es difícil que el aire escape al llenar el molde rápidamente. Colocar ventilaciones en la línea de partición puede reducir este problema, pero procesos muy exactos también pueden dejar porosidad en el centro de la fundición. Después de que la mayoría de las piezas son fundidas a presión, pueden ser procesadas por Servicio de Acabado Superficial para completar algunas estructuras que no pueden completarse por fundición, como taladrado y pulido.

Los defectos pueden inspeccionarse después de completar el desmoldeo. Los defectos más comunes incluyen estancamiento (llenado insuficiente de la solución). Estas fallas pueden ser causadas por temperatura inadecuada del molde o metal fundido, contaminación del metal, muy pocos ventilaciones, exceso de lubricante, etc. Otros problemas incluyen porosidad, contracción, agrietamiento térmico y marcas de flujo. Las marcas de flujo son marcas dejadas en la superficie de la fundición por defectos de compuerta, esquinas afiladas o exceso de lubricante.

Metales para fundición a presión

Los metales usados en fundición a presión incluyen principalmente zinc, cobre, aluminio, magnesio, plomo, estaño, y aleaciones de plomo-estaño, aunque la fundición a presión es rara pero viable. Metales de fundición a presión más únicos incluyen ZAMAK, aleaciones de aluminio-zinc, y estándares de la Asociación Americana del Aluminio: AA380, AA384, AA386, AA390, y AZ91D de magnesio. Las características de fundición a presión de varios metales son las siguientes:

Zinc: El metal más fácil para fundición a presión, rentable para hacer componentes pequeños, fácil de recubrir, alta resistencia a compresión, plasticidad, y vida duradera.

Aluminio: Ligero, alta estabilidad dimensional al hacer fundiciones complejas y de paredes delgadas, fuerte resistencia a la corrosión, buenas propiedades mecánicas, alta conductividad térmica y eléctrica, y alta resistencia a altas temperaturas.

Magnesio: Fácil de mecanizar, alta relación resistencia-peso, el más ligero entre los metales de fundición a presión comúnmente usados.

Cobre: Alta dureza, fuerte resistencia a la corrosión, las mejores propiedades mecánicas de los metales de fundición a presión comúnmente usados, resistencia al desgaste, y resistencia cercana al acero.

Plomo y Estaño: Alta densidad y precisión dimensional extremadamente alta pueden usarse como componentes especiales de protección contra corrosión. Por razones de salud pública, esta aleación no puede usarse en equipos de procesamiento y almacenamiento de alimentos. Aleaciones de plomo, estaño y antimonio (a veces con un poco de cobre) pueden hacer tipografía manual en imprenta y estampado en caliente.

Metal	Área transversal mínima	Ángulo de desmoldeo mínimo
Aleación de aluminio	0,89 mm (0,035 in)	1:100 (0,6°)
Latón y Bronce	1,27 mm (0,050 in)	1:80 (0,7°)
Aleación de magnesio	1,27 mm (0,050 in)	1:100 (0,6°)
Aleación de zinc	0,63 mm (0,025 in)	1:200 (0,3°)

Los límites de masa superiores para fundición a presión con aluminio, cobre, magnesio y zinc son 70 lbs (32 kg), 10 lbs (4,5 kg), 44 lbs (20 kg) y 75 lbs (34 kg), respectivamente.

Ventajas y desventajas de la fundición a presión

Ventajas de la fundición a presión

Las ventajas de la fundición a presión incluyen que las fundiciones pueden tener excelente precisión dimensional.

Generalmente, esto depende del material de fundición. Comparado con otros procesos de fundición, la fundición a presión produce piezas con superficies lisas y un radio de filete de aproximadamente 1-2,5 micras. La fundición a presión puede producir piezas con espesores de pared de aproximadamente 0,75 mm, comparado con fundiciones en frasco o moldes permanentes. Puede fundir directamente piezas de estructuras internas, como fundas de cables, elementos calefactores, superficies de cojinetes de alta resistencia. Otros beneficios incluyen reducir o evitar el mecanizado secundario de piezas, la velocidad de producción de fundiciones, la resistencia a la tracción de las fundiciones (resistencia hasta 415 MPa), y la capacidad de fundir metales de alta fluidez.

Desventajas de la fundición a presión

La mayor desventaja de la fundición a presión es su alto costo. El precio del equipo de fundición a presión (máquinas de fundición a presión) y moldes y componentes relacionados con moldes es relativamente alto comparado con otros métodos de fundición. Por lo tanto, la fabricación por fundición a presión tiene alto valor económico solo cuando se producen piezas en masa.

Otras desventajas incluyen: el proceso de fundición a presión solo es adecuado para metales relativamente fluidos, y la masa de fundición debe estar entre 30 gramos y 10 kilogramos. Siempre habrá vacíos en el último lote de fundiciones en fundición a presión normal. Por lo tanto, no se puede realizar tratamiento térmico ni soldadura porque el gas en el hueco se expandirá bajo la acción del calor, causando microdefectos internos y desprendimiento de la superficie.

Fundición a presión de cámara caliente y cámara fría

Hay dos formas diferentes de hacer piezas en fundición a presión: fundición a presión de cámara caliente y fundición a presión de cámara fría. En ambos procesos de fabricación, los moldes se rocían con un agente desmoldeante antes del proceso de fundición para asegurar que las piezas fundidas posteriormente puedan removerse fácilmente de los moldes. Sin embargo, el metal fundido no se vierte directamente en la cavidad del molde, sino que primero se vierte en la cavidad de fundición de la máquina de fundición a presión. Desde allí, la aleación es presionada en el molde por un pistón (un llamado grupo de fundición) a través de uno o más canales. La diferencia entre los dos procesos es la estructura de la cámara de fundición, como se describe a continuación.

Fundición a presión de cámara caliente

En la fundición a presión de cámara caliente, su piscina de metal es un estado fundido de líquido, metal semilíquido que llena el molde bajo presión. Las ventajas de este sistema incluyen alta velocidad de ciclo (aproximadamente 15 ciclos por minuto), facilidad de automatización, y facilidad de fundir el metal. Las desventajas incluyen la incapacidad de fundir a presión metales con puntos de fusión más altos y la incapacidad de fundir a presión aluminio, que extraería hierro de la piscina fundida. Así, las máquinas de fundición a presión de cámara caliente generalmente se usan para aleaciones de zinc, estaño y plomo. Además, la fundición a presión de cámara caliente es difícil de usar para fundir piezas grandes, que generalmente son fundición a presión de piezas pequeñas.

Fundición a presión de cámara fría

La fundición a presión de cámara fría puede usarse cuando se funden metales que no pueden usarse en el proceso de fundición a presión de cámara caliente, incluyendo aluminio, magnesio, cobre, y aleaciones de zinc con mayor contenido de aluminio. El metal necesita fundirse primero en un crisol separado en este proceso. Una cantidad de metal fundido se transfiere entonces a una cámara de inyección sin calentar o boquilla. Estos metales se inyectan en el molde por presión hidráulica o mecánica.

La mayor desventaja de este proceso es el largo tiempo de ciclo debido a la necesidad de transferir el metal fundido a la cámara fría. Las máquinas de fundición a presión de cámara fría también se dividen en tipos verticales y horizontales. Las máquinas de fundición a presión verticales suelen ser máquinas pequeñas, mientras que las horizontales tienen varios modelos.

Áreas de aplicación de la fundición a presión

La fundición a presión se usa principalmente para producción en masa, es decir, para fundir muchas piezas del mismo tipo. Se logra alta calidad de fundición a pesar de la alta presión usada en el proceso de fabricación. El proceso de fundición a presión es particularmente adecuado para producir piezas muy delgadas (hasta 1 mm) (ligeras).

Más comúnmente, componentes fundidos a presión como ruedas, bloques de cilindros, culatas, cuerpos de válvulas y colectores se fabrican para la industria automotriz. Además, otras industrias usan fundiciones a presión:

• Aeroespacial
• Electrodomésticos
• Muebles
• Herramientas eléctricas
• Productos electrónicos
• Mecánica
• Tecnología de iluminación

En el futuro, las fundiciones estarán interesadas en otras industrias como vehículos eléctricos. Esto ofrece gran potencial para fundiciones de metales ligeros.

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La fundición a presión se ha usado ampliamente en la fabricación desde el siglo XIX. Como proveedor líder de servicios de fundición a presión en China, JTR ha estado proporcionando a los clientes soluciones completas de fundición a presión durante muchos años. El servicio de fundición a presión de alta calidad es la clave de nuestra rentabilidad. Así que si necesita implementar su diseño, puede contactarnos. Solo necesita completar el diseño o la creatividad, y nosotros haremos el resto.