“Aperte o elenco é o composto de processos de forjamento e fundição que renovou a indústria geral de fabricação de peças metálicas. Este processo preparou projetos definidos com formas precisas e resistência notável"
A fundição por compressão é o processo de compósito com matriz de metal mais conveniente que tem o potencial de produzir em massa peças fundidas de grãos mais finos com resistência incompatível. Pode melhorar com eficiência o desempenho metalúrgico, ratificar a molhabilidade e fortalecer a região designada dos componentes.
In espremer fundição o metal fundido é derramado dentro de um molde, solidificado e forjado sob alta pressão. Este processo elimina potencialmente os defeitos de gás associados e garante a alimentação contínua da retração durante a solidificação. A automação de som da fundição por compressão pode facilmente moldar componentes de qualidade premium em formato de rede.
Uma compreensão técnica das principais variáveis como pressão, temperatura e design da matriz é obrigatória para obter os melhores resultados. Neste artigo, compreenderemos o processo de squeeze casting, suas aplicações, vantagens e perspectivas.
O que é fundição por compressão?
Aperte a fundição, também identificado como forjamento de metal líquido envolve a alimentação de metal fundido em uma matriz fechada posicionada entre as placas da prensa hidráulica e endurece sob alta pressão. A pressão exercida conectará rapidamente o metal fundido com a superfície da matriz e iniciará um estado de transferência de calor instantâneo, produzindo um grão fino com encolhimento mínimo ou fundição sem poros.
Para este procedimento, metais comuns magnésio e ligas de alumínio são usados. Pode produzir componentes ferrosos e não ferrosos.
Squeeze Casting vs. Die Casting: Eles são diferentes?
Vamos explorar se a fundição por compressão e a fundição sob pressão são essencialmente os mesmos processos ou se existem distinções significativas entre eles;
Mesa: Fundição por compressão vs fundição sob pressão: uma comparação
| Aspecto | Espremer Fundição | Fundição |
| Processo | A fundição por compressão envolve a injeção de metal fundido em um molde (matriz) sob alta pressão, seguido pela aplicação de pressão adicional para comprimir o material. | A fundição sob pressão envolve a injeção de metal fundido em uma cavidade do molde sob alta pressão para criar formas complexas. |
| Pressão: | A pressão inicial no processo de squeeze casting começa em 500 bar e pode terminar até 3000 bar. Normalmente, são utilizadas pressões na faixa de 800 – 1100 bar. | A faixa de pressão para fundição sob pressão de zinco e alumínio é normalmente entre 1500 e 25,000 PSL. |
| Molde | Normalmente usa um molde descartável descartável feito de areia ou cerâmica. | Utiliza moldes reutilizáveis e duráveis feitos de aço ou outros metais. |
| Revestimento de superfície | Fornece excelente acabamento superficial e precisão dimensional. | Pode obter um acabamento superficial liso, mas pode exigir usinagem adicional. |
| Gama de Materiais | Adequado para uma ampla variedade de materiais, incluindo ligas de alumínio, magnésio e cobre. | Versátil e pode processar diversos metais, como alumínio, zinco e ligas de cobre. |
| Volume de produção | Ideal para tiragens de produção de baixo a médio volume. | Mais adequado para produção de alto volume devido aos tempos de ciclo rápidos. |
| Custo de Ferramentas | Os custos iniciais de ferramentas são relativamente altos devido à necessidade de moldes de precisão. | Os custos iniciais com ferramentas são altos, mas são amortizados em grandes tiragens de produção. |
| Tolerâncias: | Capaz de atingir tolerâncias restritas e geometrias complexas. | Pode atingir tolerâncias restritas, mas pode ser limitado em projetos altamente complexos. |
Processo de fundição por compressão: um guia passo a passo
O sucesso na produção de componentes metálicos só é alcançado através da completa familiarização com o processo. O guia passo a passo para o processo de fundição por compressão é o seguinte:
Processo de fundição sob pressão
Passo 1- Preparação da liga metálica
Nesta etapa, o metal alocado é colocado em um forno e aquecido até passar da fase sólida para a fase líquida. A temperatura varia de 1220 F a 6152 F dependendo do metal usado.
Passo 2 – Injeção de metal fundido
O metal liquefeito aquecido é injetado na matriz lubrificada e pré-aquecida com a ajuda de um cadinho/lavador para evitar qualquer derramamento. Depois, o dado é fechado para a próxima etapa.
Etapa 3 – Aplicar pressão
O operador aplica pressão após fechar o punção. Nesta etapa, o metal líquido adquire o formato da matriz. Quaisquer irregularidades na pressão aplicada levarão ao encolhimento dos componentes, o que é indesejável.
Passo 4 – Ejeção da peça acabada
Após a solidificação, a peça acabada é retirada. Agora o componente fundido é minuciosamente verificado quanto a quaisquer defeitos e encaminhado para qualquer acabamento adicional. A matriz é limpa posteriormente para reiniciar o processo novamente.
Tipos de fundição por compressão
Squeeze casting é modificado em duas formas, os tipos direto e indireto. A pressão aplicada em ambos os tipos é diferente com certas modificações. As especificações de ambos os tipos são detalhadas abaixo.
1. Fundição por compressão direta
A matriz lubrificada e aquecida é preenchida com metal fundido e a pressão é aplicada rapidamente após o material começar a congelar e mantida até solidificar. A pressão aplicada varia entre 70-140 MPa através da prensa hidráulica. A fundição por compressão direta é realizada em aparelhos verticais.
2. Fundição por compressão indireta
Assemelha-se a um fundição de alta pressão modelo devido à utilização de uma câmara semelhante. Na fundição sob pressão indireta, o fundido é derramado na câmara da matriz através de uma manga curta a uma velocidade menor que 0.5 m / s. A alta pressão varia entre 55 MPa a 300 MPa aplicada até o metal fundido endurecer. É realizado em máquinas horizontais e verticais.
Tipos de elenco de compressão: Direto e Indireto
Seleção de material para fundição por compressão
A fundição por compressão aplica-se a materiais ferrosos e não ferrosos. As ligas metálicas predominantemente utilizadas são alumínio, cobre, zinco e magnésio. Algumas considerações devem ser seguidas durante a seleção do material:
- Material com superfície geométrica plana pode ser usado para fundição.
- Embora se aplique a todos os metais, alguns com alta temperatura de fusão, metais que mantêm um estado líquido à temperatura ambiente e metais radioativos não são apropriados para fundição por compressão.
- A fundição por compressão de alumínio é hoje preferida pelos fabricantes devido ao seu baixo custo de operação. Vale ressaltar aqui que o processo é imune ao alumineto de ferro, caso contrário pode deteriorar as propriedades mecânicas.
- Material econômico e de boa qualidade com excelente relação resistência-peso é aplicável nas indústrias aeronáutica e automotiva.
Tecnologias de fundição por compressão
De acordo com o relatório processo de fundição por compressão, existem dois tipos de tecnologias usadas. Estes são;
1. Assistência a vácuo
Às vezes, durante a injeção da liga fundida, o ar fica preso dentro da cavidade do molde. Assim, com o auxílio de uma bomba de vácuo, o ar é despejado até que a etapa de injeção termine. A diminuição do tamanho dos poros da peça fundida resulta em melhor densidade e resistência, o que só pode ser alcançado com um bom vácuo. Menor pressão é usada nesta tecnologia e componentes grandes ou mais finos são produzidos.
2. Modelo de pino de aperto
Durante o processo de fundição, o modelo do pino de compressão desempenha um papel importante na eliminação da porosidade por contração de grandes peças de metal. Os pinos de compressão são usados na prensagem de metal, embora a colocação dos pinos e o tempo de pressurização sejam os principais determinantes da eficiência desta tecnologia. Os pinos se movem automaticamente até o ponto onde há encolhimento nas peças de metal líquido.
Quais são as vantagens do Squeeze Casting?
Existem vários excepcionais vantagens de fundição por compressão em relação às técnicas de fundição, o que o torna o principal indicador em muitas indústrias de manufatura. Possui os seguintes méritos;
Fundição Ferrosa-Não Ferrosa
1. Combinação de forjamento e fundição
Ambos os processos, combinação de forjamento e fundição em fundição por compressão, resultam na produção de peças metálicas estáveis, com melhores propriedades mecânicas e acabamento superficial superior.
2. Baixa porosidade
A fundição por compressão evita e remove o ar da cavidade do molde durante o processo de injeção de metal fundido. Através desta técnica, o componente resultante apresenta boa textura superficial e porosidade muito diminuta.
3. Menos encolhimento
A evaporação do metal fundido da cavidade do molde é evitada devido às vedações herméticas e à alta pressão. As peças metálicas resultantes contêm uma taxa de encolhimento líquida zero.
4. Peças de maior densidade
O componente produzido por moldagem por compressão incorpora maior densidade com maior vida útil. Grãos mais fortes dentro do metal foram criados pela etapa de resfriamento, fabricando facilmente designs intrincados com maior densidade.
5. Processo econômico
O metal estruturado simples usado na fundição por compressão torna-o um processo econômico. Outro motivo do baixo custo desse processo é que você pode reaproveitar a matéria-prima expelida durante o processo. É por isso que é usado na produção em massa de componentes em fábricas.
6. Economia de energia
A fundição por compressão é proeminente por seu propósito de conservação de energia. Durante a produção em massa de componentes, pode preservar uma enorme quantidade de energia. Programação de software suplementar pode ser aplicada para operar com segurança o squeeze casting.
7. Fundição ferrosa e não ferrosa
Pode ser executado para ambos ferrosos e não ferrosos metais, ao contrário de muitos processos de fundição. Por esse motivo, é amplamente utilizado em máquinas de fundição por compressão para criar produtos de excelente qualidade.
Quais são as desvantagens do Squeeze Casting?
Existem também algumas desvantagens associadas ao processo de fundição por compressão. A discussão aprofundada destes deméritos é discutida abaixo;
1. Alto investimento de capital inicial
O investimento inicial em máquinas de fundição por compressão, ferramentas e moldes é substancial. Paralelamente, a manutenção desses equipamentos e a aquisição de pessoal qualificado podem se tornar um obstáculo financeiro para startups e pequenos fabricantes.
2. Complexidade do projeto de ferramentas
Ferramentas de fundição por compressão e elaboração de moldes são processos altamente técnicos. Para solidificação e enchimento precisos, recomenda-se um bom conhecimento dos canais de resfriamento, da geometria das peças e do ângulo de inclinação. Além disso, os prazos de entrega aumentam devido à complexidade do projeto de ferramentas.
3. Risco de distorção de peças
A aplicação de alta pressão geralmente resulta em deformidade ou contorção da peça durante a compressão da matrizfundição. As taxas de resfriamento desiguais, a diferença na espessura da parede e a ventilação insuficiente podem às vezes levar à degradação da autenticidade dimensional.
4. Risco de porosidade e defeitos
Na maioria das vezes, devido à operação ineficiente, permanece o risco de encolhimento e porosidade independentemente da alta pressão. Determinantes como projeto de portão inadequado e aprisionamento de ar durante a fundição por compressão culmina no processo de produção geral.
5. Custos de Manutenção
A manutenção padrão de equipamentos de fundição sob pressão garante regularmente confiabilidade e desempenho ideal. Projetos de manutenção, como inspeção, substituição e lubrificação cuide dos custos adicionais associados ao processo de fundição. Os fabricantes precisam programar e planejar adequadamente a manutenção dos equipamentos para reduzir o orçamento final.
Leia mais: Molde de fundição sob pressão – Como projetar um molde de fundição sob pressão?
Aplicações de Squeeze Casting
Apertar peças fundidas
É aplicável em diversos setores, do tecnológico ao industrial. O chefe aplicações de processo de fundição por compressão como:
1. Indústria automotiva
A fundição sob pressão Squeeze possui aplicações de prestígio na indústria automotiva. As peças mecânicas do veículo, incluindo estruturas, suportes, chassis, juntas de direção dianteiras e nós, são feitas com esta técnica. Também produz blocos de cilindros e pistões horizontais leves e de qualidade controlada para motores de montadoras como a Porsche.
2. Indústria Marítima
As hélices dos barcos e as pás das turbinas são feitas de fundição por compressão de alumínio. Eles têm compatibilidade com resistência ao calor, tornando-os adequados para operação em ambientes marinhos.
3. Militares
A indústria de munições utiliza esse processo em máquinas leves ou pesadas e na fabricação de armas militares. Centralmente, a fundição por compressão de liga de magnésio é empregada para peças de qualidade superior, como discos, tubos, bombas, engrenagens cônicas, etc.
Leia mais:
- O que é fundição de alumínio: processo de alumínio fundido
- Fundição sob pressão de magnésio: um guia abrangente
- Zincagem: tudo o que você precisa saber
- Passivação: um processo de tratamento de superfície
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Bodao, como um dos principais especialistas em serviço de fundição de alumínio, oferece serviços de squeeze casting com medidas de controle de alta qualidade que garantem resultados excepcionais. Nossa fundição computadorizada utiliza software avançado e inovador para fabricar componentes eficientes, leves e com superfície lisa. Nossa engenharia de alta tecnologia irá satisfazer suas necessidades de prototipagem.
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Resumindo
O espremer fundição O processo começa com a injeção de liga de metal fundido dentro de uma matriz e termina com a solidificação em alta pressão, resultando em produtos sem encolhimento e menos porosos. Seus diferentes tipos vêm com diferentes especificações e benefícios, como zero defeitos internos/externos, tempos de ciclo de produção mais curtos, melhores propriedades mecânicas e maior compatibilidade de materiais. Além disso, este processo possui uma gama de utilidades extensível em materiais ferrosos e não ferrosos.
Está comercialmente acostumada à produção em massa de componentes mecânicos nas indústrias automotiva, naval e de defesa. Os parâmetros, propriedades e sequência de fundição por compressão com méritos técnicos simultâneos em relação à fundição convencional são gradualmente discutidos nas seções anteriores.
Perguntas Frequentes
1. Como garantir a qualidade no squeeze casting?
In espremer fundição, os parâmetros do processo, como temperatura, pressão e velocidade de injeção, estão envolvidos nas verificações de qualidade. Para garantir a qualidade, são utilizadas tecnologias avançadas de monitoramento e detecção, como testes não destrutivos (NDT), tomografia computadorizada (TC) e análise de elementos finitos (FEA).
2. Qual é o propósito de aplicar pressão adicional na fundição por compressão?
A pressão adicional ajuda a reduzir a porosidade no processo de fundição por compressão. Aumenta a densidade do material e melhora as propriedades mecânicas, promovendo o preenchimento completo da cavidade da matriz e reduzindo o aprisionamento de gás.
3. Qual processo é mais caro, fundição sob pressão ou fundição por compressão?
A fundição sob pressão (HPDC) geralmente requer usinagem mais extensa após a fundição para atingir as dimensões finais desejadas. Por outro lado, a fundição por compressão normalmente produz peças com tolerâncias mais estreitas e superfícies mais lisas, reduzindo a quantidade de usinagem necessária. Isso resulta em custos de usinagem mais baixos em comparação com HPDC.