En Yonglihao Machinery, ofrecemos servicios de fundición a presión para componentes metálicos de precisión. Esta guía explica paso a paso el proceso de fundición a presión de metal para que pueda relacionar cada etapa con la calidad de la pieza, los defectos y la repetibilidad.
¿Qué es la fundición a presión de metales?
La fundición a presión de metal inyecta metal fundido en una matriz de acero. Esto se realiza a alta presión. El proceso crea piezas precisas y repetibles. El término "alta presión" es clave. Es la fuerza que impulsa el llenado rápido y compacta el metal al enfriarse. Esto ayuda a lograr tolerancias ajustadas.
La mayoría de las fundiciones a presión utilizan aleaciones no ferrosas, como aluminio, zinc y magnesio. El resultado es una pieza casi de forma final. Presenta un buen acabado superficial y alta consistencia.
Elementos clave dentro de una configuración de fundición a presión
Un sistema de fundición a presión tiene varias características “ocultas” en su interior la herramienta. Estas características guían el flujo de metal y controlan el gas atrapado. Observar solo las mitades exteriores del molde no es determinante para la calidad.
- Cavidad de matriz y línea de separación: Esto define la forma de la pieza. La línea de separación debe evitar fugas de metal.
- Corredor / puerta / bebedero: Este sistema dirige el metal hacia la cavidad a una velocidad controlada.
- Desbordamiento y respiraderos (o puertos de vacío): Estos le dan al aire y a los óxidos un lugar adonde ir.
- Canales de refrigeración: Eliminan el calor. Esto controla la solidificación y el tiempo del ciclo.
- Pasadores eyectores + correderas/núcleos: Estos liberan la pieza sin dañarla después de que se solidifica.
En la práctica, la compuerta, la ventilación y la refrigeración actúan como un solo sistema. Deciden cómo se llena la cavidad, cómo se escapa el aire y cómo se alimenta la contracción.
Paso a paso: Cómo funciona el ciclo de fundición a presión
Un ciclo de fundición a presión cierra y sujeta la matriz. A continuación, llena la cavidad rápidamente. La presión aumenta a medida que el metal se solidifica. Después, se enfría, se abre, se expulsa y se recorta. Cada paso tiene un propósito claro. Los defectos comienzan cuando se omite el control en este paso.
Preparación del troquel
La preparación del molde implica la limpieza, el precalentamiento y la aplicación de lubricante. Esto ayuda a que la superficie del molde libere la pieza y se mantenga térmicamente estable. Una temperatura estable del molde evita problemas como el cierre en frío y la soldadura. También ayuda a obtener dimensiones consistentes.
El lubricante también protege la superficie del molde. Favorece una expulsión uniforme. Sin embargo, un exceso de lubricante puede aumentar la producción de gas y causar porosidad.
Reprimición
La sujeción sella las mitades del molde mientras se inyecta el metal. Si la fuerza de sujeción es demasiado baja, el metal fundido puede generar rebabas. Una mala alineación del molde también puede causar esto.
Por eso el ajuste de la matriz y el estado de las barras de unión son tan importantes como la presión de inyección.
Relleno (Disparo)
El llenado inyecta metal fundido a través del sistema de inyección. Este fluye hacia los canales y compuertas, y luego hacia la cavidad. El objetivo es llenar la cavidad por completo antes de que el metal se solidifique. Esto debe ocurrir sin demasiada turbulencia, ya que atrapa el aire.
Muchas máquinas utilizan un perfil de velocidad. Esto implica un arranque controlado y un llenado rápido cerca de la compuerta. Este enfoque equilibra el llenado completo con el riesgo de que queden gases atrapados.
Intensificación y mantenimiento
Una vez llena la cavidad, se aumenta y se mantiene la presión. Esto compacta el metal. Esta etapa de intensificación compensa la contracción a medida que el metal se endurece. También mejora la densidad.
Si la intensificación es demasiado baja o corta, pueden surgir problemas. Podría observarse porosidad por contracción o puntos débiles en secciones gruesas.
Enfriamiento
El enfriamiento elimina el calor a través del molde y sus canales de refrigeración. Esto continúa hasta que la pieza alcanza la resistencia suficiente para ser expulsada. El enfriamiento uniforme reduce la deformación y los cambios de tamaño. Los puntos calientes pueden provocar defectos de contracción en las zonas más gruesas.
El tiempo de enfriamiento depende de la aleación y del espesor de la pared. También está ligado al equilibrio térmico de la matriz. Un enfriamiento excesivo reduce el rendimiento y puede provocar que las piezas se adhieran.
Apertura y expulsión de matrices
Una vez sólida, la matriz se abre. Los pasadores de expulsión empujan la pieza hacia afuera. Los ángulos de desmoldeo, los filetes y el diseño del expulsor influyen en la liberación. Determinan si la expulsión es suave o dañina.
Las correderas y los núcleos se retraen para liberar las muescas. Una sincronización incorrecta o un ángulo de inclinación insuficiente pueden causar marcas de arrastre y daños.
Recorte y acabado básico
El recorte elimina canales, compuertas y cualquier rebaba. Este paso forma parte del ciclo del proceso. La chatarra suele refundirse y reutilizarse. Esto afecta la práctica de fundición y su limpieza.
La pieza podría requerir mecanizado posterior para agujeros o roscas. Sin embargo, muchas piezas de fundición a presión solo requieren recorte y un ligero desbarbado.
Cámara caliente vs. cámara fría
Fundición a presión en cámara caliente y cámara fría Son diferentes. Se diferencian en el lugar donde se funde el metal y en cómo entra al sistema de inyección. Esto modifica la duración del ciclo y las aleaciones que se pueden utilizar.
Cámara caliente
Fundición a presión en cámara caliente Mantiene el metal fundido dentro de la máquina. Inyecta el metal a través de un cuello de cisne sumergido en la masa fundida. Este diseño permite ciclos rápidos y una alimentación estable.
Funciona mejor con aleaciones con puntos de fusión bajos, como el zinc. No es recomendable para muchas aleaciones de aluminio debido a problemas de calor y corrosión.
Cámara fría
La fundición a presión en cámara fría funde el metal en un horno independiente. A continuación, el metal se introduce en una manga de inyección mediante una cuchara. Un émbolo inyecta el metal en la matriz a alta presión.
Esta configuración es adecuada para aleaciones de aluminio y materiales con temperaturas más altas. El paso de transferencia suele ralentizar los ciclos. Se utiliza a menudo para piezas de mayor tamaño y carcasas de aluminio.
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Artículo |
Cámara caliente |
Cámara fría |
|---|---|---|
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Donde se funde el metal |
Dentro de la máquina |
En horno separado |
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Carga de metal |
Automático a través del cuello de cisne |
Vierta el contenido en la manga del shot |
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Aleaciones típicas |
Zinc, algo de Mg |
Aluminio, aleaciones de Cu, algo de Mg |
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Tiempo de ciclo |
Más rápido |
Más lento (paso de transferencia) |
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Mejor ajuste |
Piezas pequeñas y medianas, gran volumen |
Piezas de aluminio, gama de aleaciones más amplia |
Las pocas variables del proceso que determinan la calidad de la pieza
La calidad de la pieza depende de varios factores clave, como el control de la temperatura, el comportamiento de llenado y la presión de empaque. El equilibrio entre la ventilación y la refrigeración también es vital. Si se pueden explicar estos cinco factores, se pueden explicar la mayoría de los resultados de la fundición a presión.
Temperatura del metal y temperatura de la matriz
El metal más caliente fluye mejor. Pero si está demasiado caliente, puede aumentar la soldadura y la oxidación. La temperatura de la matriz debe ser estable. Si está demasiado fría, provoca errores de impresión. Si está demasiado caliente, aumenta la rebaba y la adherencia.
Las buenas prácticas buscan una "ventana térmica". Aquí es donde el metal se llena completamente y se solidifica de forma predecible.
Perfil de velocidad de disparo
La velocidad del disparo afecta el llenado de la cavidad antes de la congelación. También afecta la cantidad de aire atrapado. Un exceso de turbulencia aumenta la retención de gas y la porosidad. Esto es especialmente cierto cuando la ventilación es deficiente. Un perfil de velocidad controlado suele ser mejor que simplemente la "velocidad máxima".“
Presión de intensificación y tiempo de retención
Una mayor intensificación puede mejorar la densidad. Sin embargo, también aumenta el riesgo de rebabas si la sujeción no es perfecta. El tiempo de retención debe coincidir con el tiempo de solidificación en la puerta. De lo contrario, la presión no puede alimentar la contracción. Esta es una razón común por la que dos talleres obtienen resultados diferentes con la misma aleación.
Ventilación / Vacío
El aire debe salir de la cavidad antes de que el metal selle las rejillas de ventilación. Si las rejillas son demasiado pequeñas, están obstruidas o están en un lugar inadecuado, el gas permanece dentro, lo que forma porosidad.
La fundición a presión al vacío puede ayudar a reducir el gas atrapado. Sin embargo, aún requiere conductos de ventilación limpios y una sincronización correcta.
Equilibrio de enfriamiento
El enfriamiento desigual genera diferencias térmicas. Esto provoca deformaciones y cambios de tamaño. Los puntos calientes también aumentan el riesgo de que se formen huecos por contracción en las zonas más gruesas.
Si intenta solucionar problemas de repetibilidad, compruebe primero el equilibrio de refrigeración. Suele ser una causa "silenciosa" de problemas.
Lista de verificación rápida de control de calidad:
- ¿La temperatura de la matriz es estable de un disparo a otro?
- ¿Están limpios y abiertos los respiraderos y desagües?
- ¿El perfil de disparo está controlado y no sólo es “rápido”?
- ¿La intensificación dura hasta que la puerta se congela?
- ¿El enfriamiento está equilibrado, sin puntos calientes duraderos?
Solución rápida de problemas
La mayoría de los defectos de fundición a presión no son un misterio. Son resultado de la gestión del aire, el sellado, la contracción por alimentación y el control de la temperatura.
Porosidad
Porosidad Tiene dos causas principales. El gas queda atrapado durante el llenado. O bien, la contracción no se alimenta a medida que el metal se endurece. La porosidad del gas suele estar relacionada con la turbulencia y una ventilación deficiente. La porosidad por contracción se relaciona con una baja presión de empaque o vías de alimentación deficientes.
Dirección fija: Mejore la ventilación o el vacío. Suavice la turbulencia con el perfil de disparo. Asegúrese de que la intensificación y el tiempo de retención coincidan con la congelación de la puerta.
Destello
La rebaba se produce cuando el metal fundido se escapa. Se filtra a través de la línea de separación o alrededor de los insertos bajo presión. Generalmente, primero se debe a un problema de sellado y luego a un problema de presión.
Dirección fija: Verifique el ajuste y la alineación del troquel. Compruebe la fuerza de sujeción y el soporte de la línea de separación. A continuación, ajuste las presiones de inyección e intensificación.
Cierre en frío / Error de ejecución
Un cierre en frío o un funcionamiento defectuoso se produce cuando los frentes metálicos se juntan tras una congelación parcial. También ocurre si la cavidad nunca se llena por completo. Esto suele deberse a una baja temperatura del metal o de la matriz. También puede deberse a un llenado lento o a una compuerta restrictiva.
Dirección fija: Estabilizar la temperatura de la matriz. Ajustar la temperatura del metal. Mejorar la entrada y la trayectoria de flujo. Refinar el perfil de velocidad de inyección.
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Síntoma |
Mecanismo probable |
Primeros puntos de control |
|---|---|---|
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Porosidad |
gas atrapado / contracción no alimentada |
Ventilación/vacío, perfil de disparo, intensificación y retención |
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Destello |
La matriz no sella bajo presión |
Ajuste de matriz, sujeción, soporte de línea de separación, niveles de presión |
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Mal funcionamiento/cierre en frío |
congelación antes del llenado completo |
Temperatura de la matriz, temperatura del metal, restricción de compuerta, velocidad de llenado |
Conclusión
A medida que la fabricación continúa evolucionando, también lo hace la tecnología de fundición a presión. Las innovaciones en fabricación inteligente y automatización están brindando nuevas posibilidades a la industria de la fundición a presión. Las máquinas modernas de fundición a presión integran cada vez más sensores inteligentes y sistemas de control basados en IA para supervisar y ajustar los parámetros de producción en tiempo real, mejorando la precisión y la eficiencia. Además, el desarrollo de nuevos materiales, como aleaciones de alta resistencia y compuestos, está expandiendo las aplicaciones de la fundición a presión, permitiéndoles cumplir con requisitos de rendimiento más altos.
En Yonglihao Machinery, Nos comprometemos a impulsar la tecnología de fundición a presión. Invertimos activamente en equipos y tecnologías de vanguardia para garantizar... fundición a presión Nuestros procesos se mantienen a la vanguardia de la industria. Mientras tanto, mejoramos continuamente la experiencia de nuestro equipo para garantizar un servicio de la más alta calidad a nuestros clientes.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el principio de funcionamiento básico de la fundición a presión de metal?
Funciona forzando el metal fundido a entrar en una matriz a alta velocidad y presión. El metal se compacta a medida que se solidifica. Este llenado a presión permite paredes delgadas, gran detalle y repetibilidad.
¿Por qué la alta presión mejora la consistencia dimensional?
La alta presión ayuda a reducir el llenado incompleto. También compensa la contracción durante la solidificación. Con una temperatura de matriz estable y un tiempo de mantenimiento correcto, la pieza se solidifica de forma más controlada y repetible.
¿Cuándo debo utilizar fundición a presión en cámara caliente o en cámara fría?
Utilice la cámara caliente para aleaciones de bajo punto de fusión, como el zinc, cuando se necesitan ciclos rápidos. Utilice la cámara fría para el aluminio y las aleaciones de mayor temperatura. Esta opción es ideal cuando la elección del material y el tamaño de la pieza son prioritarios.
¿Qué causa con mayor frecuencia la porosidad en las piezas fundidas a presión?
La porosidad suele deberse a gases atrapados o a una alimentación deficiente durante la contracción. Comience por verificar la limpieza del venteo, la turbulencia de la inyección y el tiempo de intensificación.
¿Qué configuraciones de proceso suelen proporcionar la mejora de calidad más rápida?
La estabilización de la temperatura del molde y la limpieza de los respiraderos permiten obtener las victorias más rápidas. Después, ajuste el perfil de velocidad de disparo y el tiempo de intensificación para que coincidan con la congelación de la puerta.
