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Métodos de fundición de metales y sus ventajas y desventajas.

2020-03-02 09:56:53

Fundición de metales es un proceso de fundir un metal en un líquido que cumple con ciertos requisitos y verterlo en un molde. Después de enfriar, solidificar y terminar, se obtiene una fundición con una forma, tamaño y rendimiento predeterminados. Debido a que la pieza de fundición está casi formada, el propósito de evitar el mecanizado o una pequeña cantidad de mecanizado reduce el costo y el tiempo hasta cierto punto. La fundición es uno de los procesos básicos de la industria de fabricación de maquinaria moderna.

Los métodos de fundición de metales se dividen habitualmente en:

Fundición en arena, fundición a presión, fundición en molde permanente o fundición por gravedad o fundición a baja presión, fundición a la cera perdida o fundición a la cera perdida, fundición centrífuga ...... Ahora veamos las ventajas y desventajas de algunos métodos de fundición de metales, aprendamos juntos.

1. Moldeo en arena

Las materias primas básicas para la fabricación de moldes de arena son arena de fundición y ligante de arena. La arena de fundición más utilizada es la arena silícea. Cuando el rendimiento a alta temperatura de la arena de sílice no puede cumplir con los requisitos de uso, se utilizan arenas especiales como arena de circonio, arena de cromita y arena de corindón. El aglutinante de arena más utilizado es la arcilla, y como aglutinante de arena se pueden utilizar varios aceites secos o semisecos, silicatos o fosfatos solubles en agua y diversas resinas sintéticas. El molde de arena exterior utilizado en la fundición de arena se divide en tres tipos: molde de arena húmeda de arcilla, molde de arena seca de arcilla y molde de arena endurecida químicamente de acuerdo con el aglutinante utilizado en la arena de moldeo y la forma de construir resistencia.

 Ventaja:

La arcilla es rica en recursos y barata. La mayor parte de la arena húmeda de arcilla usada se puede recuperar y reutilizar después de un tratamiento adecuado; el ciclo de fabricación de moldes es corto y la eficiencia del trabajo es alta; la arena mezclada se puede utilizar durante mucho tiempo; Se pueden utilizar piezas pequeñas, piezas grandes, piezas sencillas, piezas complejas, piezas individuales, grandes cantidades;

 Desventajas y limitaciones:

Debido a que cada molde de fundición en arena solo se puede verter una vez, el molde de fundición se daña después de obtener la fundición y debe reformarse, por lo que la eficiencia de producción de la fundición en arena es baja; la rigidez del molde de fundición no es alta y la precisión dimensional de la fundición es pobre; Defectos como lavado de arena, inclusión de arena, orificios de ventilación, etc.

 Aluminio fundido en arena Aluminio fundido en arena


2. Fundición de inversión

Cuando se usa cera para hacer patrones, la fundición a la cera perdida también se denomina "fundición a la cera perdida". La fundición por inversión generalmente se refiere a hacer patrones en materiales fusibles, cubrir la superficie del patrón con varias capas de materiales refractarios y luego derretir el patrón fuera de la carcasa del molde para obtener un molde sin una superficie de separación. Después de la cocción a alta temperatura puede ser un esquema de fundición relleno de arena. Debido a que el patrón está hecho ampliamente de materiales cerosos, la fundición a la cera perdida a menudo se denomina "fundición a la cera perdida". Los tipos de aleaciones que se pueden producir mediante fundición de inversión son acero al carbono, acero de aleación, aleación resistente al calor, acero inoxidable, aleación de precisión, aleación de imán permanente, aleación de cojinete, aleación de cobre, aleación de aluminio, aleación de titanio y hierro fundido nodular.

fundición de inversión fundición a la cera perdida

Ventaja:

Gran precisión de dimensiones. Generalmente puede alcanzar CT4-6 (CT10 ~ 13 para fundición en arena y CT5 ~ 7 para fundición a presión); puede mejorar la tasa de utilización de materiales metálicos. La fundición por inversión puede reducir significativamente la cantidad de procesamiento de la superficie de formación y la superficie de acoplamiento del producto, ahorrar el consumo de materiales de mesa de corte y materiales de herramientas de corte; puede maximizar la similitud entre la pieza en bruto y la pieza, y aportar grandes beneficios al diseño estructural de la pieza. Conveniencia. Fundición de piezas de fundición con formas complejas La fundición por inversión puede fundir piezas de fundición con formas muy complicadas, piezas con un grosor de pared de 0.5 mm y un peso tan pequeño como 1 g, y también puede realizar piezas de fundición combinadas e integrales; no está restringido por materiales de aleación. La fundición de inversión puede fundir acero al carbono, acero aleado, fundición dúctil, fundición de aleación de cobre y aleación de aluminio, así como fundición de aleaciones de alta temperatura, aleaciones de magnesio, aleaciones de titanio y metales preciosos. Para materiales de aleación que son difíciles de forjar, soldar y cortar, es particularmente adecuado para fundición por fundición de precisión; alta flexibilidad y adaptabilidad de producción. La fundición a la cera perdida es adecuada tanto para la producción en masa, la producción de lotes pequeños e incluso la producción de una sola pieza.

 Desventajas y limitaciones:

El tamaño del yeso no debe ser demasiado grande. El proceso de fundición es complicado y la velocidad de enfriamiento es lenta. La fundición a la cera perdida es el más complejo de todos los métodos de conformado en blanco y el costo de las piezas fundidas también es alto. Sin embargo, si el producto se selecciona correctamente, el diseño de la pieza es razonable y el alto costo de fundición se compensa al reducir el corte, el ensamblaje y el ahorro de materiales metálicos. Entonces la fundición de inversión tiene una buena economía.

 

3. Fundición a presión

El principio del proceso de fundición a presión es utilizar alta presión para presionar el líquido metálico en una cavidad de molde de metal de precisión a alta velocidad, y el líquido metálico se enfría y solidifica bajo presión para formar una pieza fundida. Las piezas de fundición a presión en cámara fría y caliente son dos formas básicas de proceso de fundición a presión. En la fundición a presión de la cámara fría, el líquido metálico se vierte en la cámara de presión mediante un dispositivo de vertido manual o automático, y luego se avanza el punzón de inyección para presionar hidráulicamente el metal en la cavidad. En el proceso de fundición a presión de cámara caliente, la cámara de presión es perpendicular al crisol, y el líquido metálico fluye automáticamente a la cámara de presión a través del puerto de alimentación en la cámara de presión. El punzón de inyección se mueve hacia abajo, empujando el metal fundido a través del cuello de cisne hacia la cavidad. Una vez solidificado el metal fundido, se abre el molde de fundición a presión y se saca la fundición para completar un ciclo de fundición a presión.

 aluminio fundido a presiónaluminio fundido a presión

Ventaja:

La calidad del producto es buena. Las piezas fundidas tienen una alta precisión dimensional, que generalmente equivale a 6 ~ 7, o incluso hasta 4; el acabado de la superficie es bueno, generalmente equivalente a 5 ~ 8; la resistencia y la dureza son más altas, y la resistencia es generalmente un 25 ~ 30% más alta que la de la fundición en arena, pero la extensión La tasa se reduce en aproximadamente un 70%; el tamaño es estable y la intercambiabilidad es buena; puede moldear fundiciones complejas de paredes delgadas; y la eficiencia de producción es alta. La máquina puede realizar una fundición a presión de 3,000 a 7000 veces cada ocho horas en promedio. La vida útil del molde de fundición a presión es larga. Un par de moldes de fundición a presión y aleaciones de campana de fundición a presión tienen una vida útil de cientos de miles de veces, incluso millones de veces. Es fácil realizar la mecanización y la automatización. Excelentes resultados económicos. Debido a las dimensiones precisas de las piezas de fundición a presión, la superficie es lisa y lisa. Generalmente ya no se usa procesamiento mecánico y se usa directamente, o el volumen de procesamiento es pequeño, por lo que no solo mejora la tasa de utilización del metal, sino que también reduce una gran cantidad de equipos de procesamiento y horas de trabajo; el precio de las piezas fundidas es fácil; La fundición a presión combinada se puede utilizar para otros materiales metálicos o no metálicos. Ahorre horas de trabajo de montaje y metal.

Desventajas y limitaciones:

Durante la fundición a presión, debido a la alta velocidad de la cavidad de llenado de metal líquido y al estado de flujo inestable, el método de fundición a presión general es fácil de producir poros y no se puede tratar con calor. Para piezas fundidas cóncavas intrincadas, la fundición a presión es más difícil; aleaciones de alto punto de fusión (como cobre, metal negro), la vida útil del molde de fundición a presión es baja; no es adecuado para la producción de lotes pequeños, principalmente debido al alto costo de fabricación de moldes de fundición a presión, la alta eficiencia de producción de la máquina de fundición a presión y la producción de lotes pequeños no es económica.

 

4. Fundición de moldes de metal

También conocido como fundición de molde permanente, es un método de fundición en el que se vierte metal líquido en un molde de metal para obtener una fundición. El molde está hecho de metal y se puede usar repetidamente (cientos o miles de veces), también conocido como fundición permanente. Generalmente, los moldes de metal están hechos de hierro fundido y acero fundido. La cavidad interior de la pieza fundida puede ser un núcleo de metal o un núcleo de arena. Hay muchos tipos de metales, como el tipo horizontal, el tipo recto pesado y el tipo compuesto. La raya vertical es conveniente para abrir la puerta y sacar las piezas fundidas; la partición horizontal se utiliza principalmente para producir piezas fundidas en forma de rueda de paredes delgadas; la parte superior de la partición compuesta está formada por las dos partes de la partición vertical mediante bisagras, y la parte inferior es una placa inferior horizontal fija, utilizada principalmente en la fundición de fundiciones más complejas.

fundición de molde permanente

 Ventaja:

Tiene buena capacidad de reutilización y se puede utilizar para "un molde y múltiples fundiciones", lo que ahorra materiales de modelado y horas de trabajo. Debido a la fuerte capacidad de enfriamiento del molde de metal a la fundición, la estructura de la fundición es densa y las propiedades mecánicas son altas. La precisión dimensional de la fundición es alta, el grado de tolerancia es IT12 ~ IT14; la rugosidad de la superficie es baja y Ra es de 6.3 m. La fundición de moldes de metal no utiliza arena ni menos arena, lo que mejora las condiciones de trabajo.

 Desventajas y limitaciones:

Los moldes de metal tienen altos costos de fabricación, ciclos largos y requisitos de proceso estrictos. No son adecuados para la producción de piezas fundidas de una sola pieza para lotes pequeños. Son principalmente adecuados para la producción a gran escala de piezas fundidas de aleaciones no ferrosas, como pistones de aluminio para aviones, automóviles, motores de combustión interna, motocicletas, bloques de cilindros, culatas de cilindros, carcasas de bombas de aceite y casquillos de cojinetes de aleación de cobre, casquillos, etc. Para piezas de fundición de aleación negra, también se limita a piezas de fundición pequeñas y medianas con formas más simples.

 

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        ❖   Moldeo en arena

        ❖   Gravity Die Casting

        ❖   Fundición a presión de alta presión

        ❖   Fundición a baja presión


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