Presso Yonglihao Machinery forniamo servizi di pressofusione per componenti metallici di precisione. Questa guida si concentra sul funzionamento del processo di pressofusione dei metalli, passo dopo passo, in modo da poter collegare ogni fase alla qualità, ai difetti e alla ripetibilità dei pezzi.
Cos'è la pressofusione dei metalli?
La pressofusione di metallo inietta metallo fuso in uno stampo di acciaio. Questo processo avviene ad alta pressione. Il processo crea pezzi precisi e ripetibili. Il termine "alta pressione" è fondamentale. È la forza che determina un riempimento rapido e compatta il metallo durante il raffreddamento. Questo aiuta a ottenere tolleranze ristrette.
La maggior parte della pressofusione utilizza leghe non ferrose, tra cui alluminio, zinco e magnesio. Il risultato è un pezzo con una forma quasi netta, una buona finitura superficiale e un'elevata uniformità.
Elementi chiave all'interno di un impianto di pressofusione
Un sistema di pressofusione ha diverse caratteristiche "nascoste" al suo interno lo strumento. Queste caratteristiche guidano il flusso del metallo e controllano il gas intrappolato. Osservando solo le metà esterne dello stampo, si perde di vista il punto in cui viene determinata la qualità.
- Cavità dello stampo e linea di separazione: Questo definisce la forma del pezzo. La linea di separazione deve impedire la fuoriuscita di metallo.
- Canale di colata / canale di colata / canale di colata: Questo sistema convoglia il metallo nella cavità a una velocità controllata.
- Troppopieno e sfiati (o porte di aspirazione): Questi forniscono all'aria e agli ossidi un posto dove andare.
- Canali di raffreddamento: Rimuovono il calore, controllando la solidificazione e la durata del ciclo.
- Perni di espulsione + slitte/nuclei: Questi rilasciano la parte senza danneggiarla dopo che si è solidificata.
In pratica, il sistema di iniezione, ventilazione e raffreddamento agisce come un unico sistema. Decidono come si riempie la cavità, come fuoriesce l'aria e come viene alimentato il restringimento.
Passo dopo passo: come funziona il ciclo di pressofusione
Un ciclo di pressofusione chiude e blocca lo stampo. Quindi riempie rapidamente la cavità. La pressione aumenta man mano che il metallo si congela. Quindi si raffredda, si apre, si espelle e si rifila. Ogni fase ha uno scopo preciso. I difetti iniziano quando il controllo viene saltato.
Preparazione dello stampo
La preparazione dello stampo prevede la pulizia, il preriscaldamento e l'applicazione di lubrificante. Questo aiuta la superficie dello stampo a staccare il pezzo e a mantenersi termicamente stabile. Una temperatura stabile dello stampo previene problemi come chiusure a freddo e saldature. Contribuisce inoltre a creare dimensioni uniformi.
Il lubrificante protegge anche la superficie dello stampo e favorisce un'espulsione uniforme. Un eccesso di lubrificante, tuttavia, può aumentare la formazione di gas e causare porosità.
serraggio
Il serraggio sigilla le due metà dello stampo durante l'iniezione del metallo. Se la forza di serraggio è troppo bassa, il metallo fuso può creare bave. Anche un cattivo allineamento dello stampo può causare questo problema.
Ecco perché l'adattamento dello stampo e le condizioni delle colonne sono molto importanti. Sono importanti tanto quanto la pressione di iniezione.
Riempimento (Shot)
Il riempimento inietta il metallo fuso attraverso il sistema di iniezione. Il metallo fluisce nei canali di colata e nelle valvole di colata, quindi nella cavità. L'obiettivo è riempire completamente la cavità prima che il metallo si congeli. Questo deve avvenire senza troppa turbolenza, che intrappola l'aria.
Molte macchine utilizzano un profilo di velocità. Questo significa un avvio controllato, seguito da un riempimento rapido vicino al cancello. Questo approccio bilancia il riempimento completo con il rischio di intrappolamento di gas.
Intensificazione e mantenimento
Una volta riempita la cavità, la pressione viene aumentata e mantenuta. Questo "compatta" il metallo. Questa fase di intensificazione compensa il restringimento dovuto all'indurimento del metallo. Ne migliora anche la densità.
Se l'intensificazione è troppo bassa o troppo breve, possono verificarsi problemi. Si potrebbero notare porosità da ritiro o punti deboli nelle sezioni spesse.
Raffreddamento
Il raffreddamento rimuove il calore attraverso lo stampo e i suoi canali di raffreddamento. Questo processo continua finché il pezzo non è sufficientemente resistente da poter essere espulso. Un raffreddamento uniforme riduce la deformazione e le variazioni dimensionali. I punti caldi possono causare difetti di ritiro nelle aree più spesse.
Il tempo di raffreddamento dipende dalla lega e dallo spessore della parete. È anche legato all'equilibrio termico dello stampo. Un raffreddamento eccessivo riduce la produttività e può causare l'incollamento dei pezzi.
Apertura e espulsione dello stampo
Una volta solidificato, lo stampo si apre. I perni di estrazione spingono il pezzo fuori dal lato di estrazione. Angoli di sformo, raccordi e design dell'estrattore influiscono sul rilascio. Sono loro a decidere se l'estrazione sarà fluida o dannosa.
Le guide e i nuclei si ritirano per liberare i sottosquadri. Una fasatura errata o un tiraggio insufficiente possono causare segni di trascinamento e danni.
Rifinitura e finitura di base
La rifilatura rimuove canali di colata, iniettori e qualsiasi sbavatura. Questa fase fa parte del ciclo di processo. Gli scarti vengono spesso rifusi e riutilizzati. Ciò influisce sulla procedura di fusione e sulla sua pulizia.
Il pezzo potrebbe richiedere una post-lavorazione per fori o filettature. Molti pezzi pressofusi, tuttavia, necessitano solo di rifilatura e leggera sbavatura.
Camera calda vs camera fredda
Pressofusione a camera calda e a camera fredda sono diversi. Differiscono nel punto in cui il metallo viene fuso. Differiscono anche nel modo in cui entra nel sistema di iniezione. Questo cambia il tempo di ciclo e le leghe che possono essere utilizzate.
Camera calda
Pressofusione a camera calda Mantiene il metallo fuso all'interno della macchina. Inietta il metallo attraverso un collo d'oca immerso nel materiale fuso. Questo design consente tempi di ciclo rapidi e un'alimentazione stabile.
Funziona meglio con leghe con basso punto di fusione, come lo zinco. Non è adatto a molte leghe di alluminio a causa di problemi di calore e corrosione.
Camera fredda
La pressofusione a camera fredda fonde il metallo in un forno separato. Il metallo viene quindi trasferito in un manicotto di colata tramite una siviera. Uno stantuffo inietta il metallo nello stampo ad alta pressione.
Questa configurazione è adatta per leghe di alluminio e materiali con temperature più elevate. La fase di trasferimento solitamente rallenta i cicli. Viene spesso utilizzata per componenti di grandi dimensioni e alloggiamenti in alluminio.
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Articolo |
Camera calda |
Camera fredda |
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Dove il metallo si fonde |
All'interno della macchina |
In forno separato |
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Caricamento del metallo |
Automatico tramite collo d'oca |
Versare il mestolo nel manicotto di tiro |
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Leghe tipiche |
Zinco, un po' di Mg |
Alluminio, leghe di Cu, alcune leghe di Mg |
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Tempo di ciclo |
Più veloce |
Più lento (fase di trasferimento) |
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La soluzione migliore |
Parti di piccole-medie dimensioni, grandi volumi |
Parti in alluminio, gamma più ampia di leghe |
Le poche variabili di processo che decidono la qualità del pezzo
La qualità del pezzo dipende da alcuni fattori chiave, tra cui il controllo della temperatura, il comportamento di riempimento e la pressione di pressatura. Anche lo sfiato e l'equilibrio del raffreddamento sono essenziali. Se si riescono a spiegare questi cinque fattori, si possono spiegare la maggior parte dei risultati della pressofusione.
Temperatura del metallo e temperatura dello stampo
Un metallo più caldo scorre meglio. Ma se è troppo caldo, può aumentare la saldatura e l'ossidazione. La temperatura dello stampo deve essere stabile. Se è troppo fredda, causa errori di saldatura. Se è troppo caldo, aumenta la formazione di bave e l'adesione.
Le buone pratiche mirano a una "finestra termica". In questo caso, il metallo si riempie completamente e si solidifica in modo prevedibile.
Profilo della velocità di tiro
La velocità di iniezione influisce sul riempimento della cavità prima del congelamento. Influisce anche sulla quantità d'aria che rimane intrappolata. Troppa turbolenza aumenta l'intrappolamento dei gas e la porosità. Questo è particolarmente vero quando la ventilazione è scarsa. Un profilo di velocità controllato è spesso migliore della semplice "velocità massima".“
Pressione di intensificazione e tempo di mantenimento
Una maggiore intensificazione può migliorare la densità. Ma aumenta anche il rischio di bave se il serraggio non è perfetto. Il tempo di mantenimento deve corrispondere al tempo di congelamento al punto di iniezione. In caso contrario, la pressione non può alimentare il ritiro. Questo è un motivo comune per cui due officine ottengono risultati diversi con la stessa lega.
Sfiato / Vuoto
L'aria deve uscire dalla cavità prima che il metallo sigilli le prese d'aria. Se le prese d'aria sono troppo piccole, ostruite o posizionate nel punto sbagliato, il gas rimane all'interno, formando porosità.
La pressofusione sotto vuoto può contribuire a ridurre i gas intrappolati. Tuttavia, sono comunque necessari condotti di sfiato puliti e una fasatura corretta.
Equilibrio di raffreddamento
Un raffreddamento non uniforme crea differenze termiche. Questo porta a deformazioni e variazioni dimensionali. I punti caldi aumentano anche il rischio di vuoti da ritiro nelle aree più spesse.
Se si sta cercando di risolvere problemi di ripetibilità, controllare prima il bilanciamento del raffreddamento. Spesso è una causa "silenziose" di problemi.
Lista di controllo rapida per il controllo di qualità:
- La temperatura dello stampo è stabile da uno stampaggio all'altro?
- Le prese d'aria e gli scarichi sono puliti e aperti?
- Il profilo di tiro è controllato e non semplicemente "veloce"?
- L'intensificazione dura finché il cancello non si congela?
- Il raffreddamento è equilibrato, senza punti caldi persistenti?
Risoluzione rapida dei problemi
La maggior parte dei difetti di pressofusione non sono un mistero. Sono il risultato della gestione dell'aria, della sigillatura, del restringimento dell'alimentazione e del controllo della temperatura.
Porosità
Porosità Le cause principali sono due. Il gas rimane intrappolato durante il riempimento. Oppure, il ritiro non viene alimentato durante l'indurimento del metallo. La porosità da gas è spesso legata a turbolenza e a uno sfiato debole. La porosità da ritiro è legata a una bassa pressione di riempimento o a percorsi di alimentazione inadeguati.
Correggi la direzione: Migliorare la ventilazione o il vuoto. Attenuare la turbolenza con il profilo di sparo. Assicurarsi che l'intensificazione e il tempo di mantenimento siano coerenti con il congelamento del gate.
Flash
La flash si verifica quando il metallo fuso fuoriesce. Il materiale fuoriesce attraverso la linea di giunzione o attorno agli inserti sotto pressione. Di solito si tratta prima di un problema di tenuta, poi di pressione.
Correggi la direzione: Controllare l'adattamento e l'allineamento dello stampo. Controllare la forza di serraggio e il supporto della linea di separazione. Quindi, regolare le pressioni di iniezione e di intensificazione.
Chiusura a freddo / Errore di esecuzione
Una chiusura a freddo o un errore di colata si verificano quando i frontali metallici si incontrano dopo un congelamento parziale. Si verifica anche se la cavità non si riempie mai completamente. Questo è spesso causato da una bassa temperatura del metallo o dello stampo. Può anche essere dovuto a un riempimento lento o a un punto di iniezione restrittivo.
Correggi la direzione: Stabilizzare la temperatura dello stampo. Regolare la temperatura del metallo. Migliorare il percorso di iniezione e di flusso. Perfezionare il profilo della velocità di iniezione.
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Sintomo |
Probabile meccanismo |
Primi punti di controllo |
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Porosità |
gas intrappolato / restringimento non alimentato |
sfiato/vuoto, profilo di tiro, intensificazione e tenuta |
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Flash |
la matrice non sigilla sotto pressione |
adattamento dello stampo, serraggio, supporto della linea di separazione, livelli di pressione |
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Errore di funzionamento/chiusura a freddo |
congelamento prima del riempimento completo |
temperatura dello stampo, temperatura del metallo, restrizione di iniezione, velocità di riempimento |
Conclusione
Con la continua evoluzione della produzione, si evolve anche la tecnologia della pressofusione. Le innovazioni nella produzione intelligente e nell'automazione stanno aprendo nuove possibilità al settore della pressofusione. Le moderne macchine per pressofusione integrano sempre più sensori intelligenti e sistemi di controllo basati sull'intelligenza artificiale per monitorare e regolare i parametri di produzione in tempo reale, migliorando la precisione e l'efficienza. Inoltre, lo sviluppo di nuovi materiali, come leghe ad alta resistenza e compositi, sta ampliando le applicazioni della pressofusione, consentendo loro di soddisfare requisiti prestazionali più elevati.
A Yonglihao Machinery, ci impegniamo a far progredire la tecnologia della pressofusione. Investiamo attivamente in attrezzature e tecnologie all'avanguardia per garantire la nostra pressofusione I nostri processi rimangono all'avanguardia nel settore. Nel frattempo, miglioriamo costantemente le competenze del nostro team per garantire ai nostri clienti un servizio di altissima qualità.
Domande frequenti
Qual è il principio di funzionamento fondamentale della pressofusione dei metalli?
Funziona forzando il metallo fuso in uno stampo ad alta velocità e alta pressione. Il metallo viene poi compattato durante il congelamento. Questo riempimento a pressione consente di ottenere pareti sottili, dettagli e ripetibilità.
Perché l'alta pressione migliora la coerenza dimensionale?
L'alta pressione aiuta a ridurre il riempimento incompleto. Compensa inoltre il ritiro durante la solidificazione. Con una temperatura stabile dello stampo e un tempo di mantenimento corretto, il pezzo si congela in modo più controllato e ripetibile.
Quando dovrei usare la pressofusione a camera calda o a camera fredda?
Utilizzare la camera calda per leghe a basso punto di fusione come lo zinco quando sono necessari cicli rapidi. Utilizzare la camera fredda per alluminio e leghe ad alta temperatura. Questa è la soluzione migliore quando la scelta del materiale e le dimensioni del pezzo sono prioritarie.
Quali sono le cause più frequenti della porosità nei pezzi pressofusi?
La porosità è spesso causata da gas intrappolato o da una cattiva alimentazione durante il restringimento. Iniziare controllando la pulizia dello sfiato, la turbolenza della pallina e la tempistica di intensificazione.
Quali impostazioni di processo solitamente garantiscono il miglioramento della qualità più rapido?
Stabilizzare la temperatura dello stampo e pulire le prese d'aria garantisce i risultati più rapidi. Successivamente, perfezionare il profilo della velocità di iniezione e la tempistica di intensificazione per adattarli al congelamento del gate.
