Fundição sob pressão

Qual é a fundição sob pressão?

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A fundição sob pressão é um processo metalúrgico proeminente usado para a produção de peças fundidas de metal. Envolve a injeção de metal fundido sob alta pressão em uma cavidade de matriz usinada com precisão para criar peças complexas e detalhadas. Os moldes usados ​​na fundição sob pressão são normalmente feitos de aço para ferramentas endurecido, permitindo a produção de peças com precisão e repetibilidade excepcionais.

A fundição sob pressão é um método preferido para produção em massa devido à sua capacidade de fabricar componentes de alta precisão com detalhes intrincados. Muitos produtos de uso diário, como puxadores de torneiras, maçanetas de portas e componentes automotivos, são fabricados usando esse processo. A fundição sob pressão é conhecida por sua capacidade de produzir peças com detalhes finos, superfícies texturizadas e nomes de produtos sem a necessidade de processamento adicional.

Este processo utiliza principalmente metais não ferrosos como zinco, cobre, alumínio e magnésio para produzir peças. Para fundições de aço e ferro, métodos alternativos, como fundição de precisão e fundição em areia, são comumente empregados. A fundição sob pressão é valorizada por sua eficiência, precisão e adequação para produção de alto volume, tornando-a um processo amplamente utilizado em diversos setores.

Principais etapas do processo de fundição sob pressão

A fabricação e montagem da matriz é a etapa inicial do processo de fundição sob pressão, envolvendo a preparação e manutenção da matriz, que é composta por duas metades. Antes de iniciar a próxima injeção da peça, cada metade da matriz deve passar por limpeza para remover qualquer resíduo da injeção anterior, seguida de lubrificação. A lubrificação é essencial para melhorar a precisão do tamanho, aumentar o número de cavidades e núcleos laterais e garantir uma operação suave. Dependendo do material utilizado, a lubrificação pode ser necessária após 2 ou 3 ciclos, em vez de após cada ciclo. Depois de lubrificadas, as duas metades da matriz são fechadas e fixadas com segurança dentro da máquina de fundição sob pressão. A força adequada é aplicada para manter a matriz fechada com segurança durante o processo de injeção de metal. O tempo necessário para fechar e fixar a matriz é determinado pela máquina específica utilizada, sendo que máquinas maiores requerem mais tempo devido às suas maiores forças de fixação. Este tempo pode ser estimado com base no tempo de ciclo de secagem da máquina.

A injeção é uma fase crítica no processo de fundição sob pressão, envolvendo a transformação do metal desde o seu estado fundido, mantido a uma temperatura específica no forno, até a sua injeção na matriz. O método de transferência do metal fundido depende do tipo de máquina de fundição sob pressão utilizada, seja uma máquina de câmara quente ou de câmara fria. Uma vez que o metal fundido esteja pronto, ele é injetado na matriz a altas pressões, normalmente variando de 1.000 a 20.000 psi. A injeção de alta pressão força o metal fundido a solidificar dentro da matriz. A quantidade de metal injetada na matriz é conhecida como granalha. O tempo de injeção é determinado pelo preenchimento completo de todos os canais e cavidades da matriz. Este tempo é normalmente muito curto, geralmente inferior a 0,1 segundos, para evitar a solidificação prematura de qualquer parte do metal. O tempo de injeção pode ser influenciado pelas propriedades termodinâmicas do material e pela espessura da parede da peça. Seções de parede mais espessas exigirão tempos de injeção mais longos. No caso de fundição sob pressão em câmara fria, é necessário tempo adicional para colocar manualmente o metal fundido na câmara de granalha.

O resfriamento é uma etapa crucial no processo de fundição sob pressão, pois marca o início da solidificação do metal fundido injetado na cavidade da matriz. A forma final da peça fundida é formada à medida que toda a cavidade é preenchida e o metal fundido solidifica. A matriz só pode ser aberta quando a peça fundida estiver totalmente solidificada. O tempo de resfriamento é influenciado por várias propriedades termodinâmicas do metal, pela espessura máxima da parede da peça fundida e pela complexidade da matriz. Maiores espessuras de parede e formatos complexos de cavidades de matriz necessitarão de tempos de resfriamento mais longos devido à resistência adicional ao fluxo de calor. A estimativa do tempo de resfriamento é essencial para garantir a adequada solidificação e integridade da peça fundida.

Após a conclusão da fase de resfriamento, as metades da matriz são abertas e a peça fundida é ejetada da cavidade da matriz usando um mecanismo de ejeção. O tempo de abertura da matriz pode ser aproximado com base no tempo do ciclo de secagem da máquina, enquanto o tempo de ejeção é determinado pelo tamanho do envelope da peça fundida e inclui o tempo necessário para que a peça fundida seja liberada da matriz. À medida que a peça fundida encolhe e adere à matriz durante o processo de resfriamento, o mecanismo de ejeção deve exercer força para remover a peça fundida. Uma vez que a peça fundida anterior é ejetada, a matriz é fixada em preparação para a próxima injeção. Este processo garante a produção eficiente e contínua de peças fundidas.

Após o processo de resfriamento, o excesso de material que solidificou nos canais da matriz e está preso à peça fundida precisa ser removido. Este processo de desbaste pode ser realizado através de corte ou serragem manual, ou utilizando uma prensa de desbaste. O tempo necessário para aparar o excesso de material é determinado principalmente pelo tamanho do contorno da peça fundida. Uma vez concluído o corte, o material residual pode ser reciclado para uso em outra produção de fundição sob pressão ou descartado. O material reciclado pode precisar passar por recondicionamento para atingir a composição química adequada antes de poder ser reintroduzido no processo de fundição sob pressão. Isso garante a utilização eficiente de materiais e minimiza o desperdício no ciclo de produção de fundição sob pressão.

Tipos de fundição sob pressão

O processo de fundição sob pressão pode ser categorizado em dois tipos principais:

A fundição sob pressão em câmara quente é usada principalmente para ligas como zinco, magnésio ou cobre. Neste processo, o sistema de injeção é submerso em uma poça de metal fundido, daí o nome “câmara quente”. O forno é conectado à máquina por meio de um sistema de alimentação conhecido como pescoço de ganso. À medida que o ciclo começa, o pistão se retrai, permitindo que o metal fundido preencha o pescoço de ganso a partir de uma porta no cilindro de injeção. Posteriormente, à medida que o êmbolo se move para baixo, ele veda a porta e impulsiona o metal fundido através do pescoço de ganso e do bocal para dentro da matriz. Assim que o metal solidifica, o êmbolo se move para cima e a matriz se abre para ejetar a peça. Este processo oferece a vantagem de um tempo de ciclo curto e elimina a necessidade de transportar metal de um forno separado. No entanto, só é adequado para ligas que não corroam o cilindro de injeção.

A fundição sob pressão em câmara fria é usada principalmente para a produção de peças fundidas de alumínio. Neste processo, uma panela é usada para transferir o metal fundido do forno de retenção para a câmara de injeção não aquecida ou para o cilindro de injeção. O metal é então injetado na matriz por meio de um pistão hidráulico. A principal desvantagem deste processo é que ele é relativamente mais lento em comparação com o processo de fundição sob pressão em câmara quente.

Vantagens da fundição sob pressão

Versatilidade em tamanho: A fundição sob pressão permite a produção de peças com uma ampla gama de formatos e tamanhos. Ao contrário de outros processos de fabricação, como forjamento, a fundição sob pressão não impõe limitações aos formatos das peças e muitas vezes resulta na produção de peças em seu formato final.

Durabilidade aprimorada: As peças fundidas sob pressão são geralmente mais fortes do que suas contrapartes de plástico, mesmo quando estão envolvidas peças mais finas. Eles podem suportar uma ampla faixa de temperaturas, tornando-os adequados para uso em ambientes agressivos e condições de temperatura extremas.

Alta eficiência de produção: A capacidade de produzir peças complexas em formato líquido com requisitos mínimos ou inexistentes de usinagem reduz significativamente o tempo de produção. Como resultado, a fundição sob pressão é reconhecida como um dos processos mais eficientes para a produção em massa de peças complexas de metais não ferrosos.

Fabricação ecologicamente correta: Ao contrário dos plásticos, que levam centenas de anos para se degradar completamente, as peças fundidas sob pressão são feitas principalmente de materiais reciclados. Aproximadamente 95% do metal utilizado na fundição sob pressão é reciclado de peças recuperadas, tornando-o um material sustentável que pode ser reutilizado sem degradação. Isso torna a fundição sob pressão uma técnica de fabricação verde.

Fundições de parede mais finas: A fundição sob pressão, devido à alta pressão durante o processo de injeção, pode produzir peças com espessura de parede mais fina em comparação com a fundição em areia ou fundição por gravidade. Isto permite uma construção leve e reduz a necessidade de operações secundárias.

Fundição de Insertos: O processo de fundição sob pressão permite a fundição de insertos para formar características específicas, como insertos roscados, elementos de aquecimento ou superfícies de rolamento de alta resistência. Essa capacidade aumenta a versatilidade e a funcionalidade das peças fundidas sob pressão.

Desvantagens da fundição sob pressão

Uma das principais desvantagens da fundição sob pressão é o alto custo de produção. Tanto o equipamento de fundição necessário como as matrizes e componentes relacionados são caros em comparação com outros processos de fundição. Como resultado, a fundição sob pressão é mais econômica para grandes volumes de produção. Além disso, o processo é limitado a metais de alta fluidez e os pesos de fundição devem estar na faixa de 30 gramas a 10 kg. No processo de fundição sob pressão padrão, a peça fundida final pode apresentar uma pequena quantidade de porosidade, o que pode impedir o tratamento térmico ou a soldagem. A expansão do gás nos poros durante o aquecimento pode causar microfissuras no interior da peça e esfoliação da superfície. Conseqüentemente, a fundição sob pressão só é adequada para peças onde a maciez é aceitável e não é viável para peças que requerem endurecimento por meio de processos como endurecimento ou endurecimento superficial, bem como revenido.

Aplicação de nossas peças fundidas sob pressão

Nossos serviços de fundição sob pressão de alta pressão encontram aplicação em uma ampla gama de indústrias, incluindo:

Veículos recreativos: Temos orgulho em oferecer serviços superiores de fundição sob pressão para fabricantes da indústria de veículos recreativos.

Médico: Nossa empresa de fundição é especializada na produção de peças fundidas de alta qualidade para aplicações médicas, incluindo instrumentos cirúrgicos, equipamentos hospitalares, caixas de engrenagens de leitos hospitalares e bombas peristálticas.

Semáforos: Somos uma empresa líder em fundição sob pressão para a fabricação de caixas para caixas de semáforos e ruas, caixas PED e caixas de iluminação de alumínio.

Iluminação externa: Nossa experiência se estende a serviços especializados de fundição sob pressão de alumínio para a produção de produtos de iluminação externa, incluindo caixas de luminárias, luminárias tipo bala, luminárias de ônibus e luminárias de parede. Também oferecemos recursos em LED e iluminação externa de alta eficiência.

Armas de fogo: A CFS Foundry é uma importante empresa de fundição sob pressão para a indústria de armas de fogo, especializada em proteção de gatilho e outras peças de espingardas e rifles.

Equipamentos Industriais: Nossos serviços de fundição sob pressão abrangem a fabricação de vários tipos de equipamentos industriais, como bielas de compressores e pistões, carcaças de bombas de cabos porter, carcaças de rolamentos para montagem em parede, bombas industriais e compressores de ar. Nossas peças fundidas oferecem maior resistência e desempenho a um baixo custo unitário, independentemente do produto.

Telecomunicações: Somos um fabricante talentoso de produtos fundidos sob pressão para produtos da indústria de telecomunicações, incluindo caixas elétricas, placas frontais de conexão, guias de onda, suportes de antena e filtros de RF.

Ligas de fundição sob pressão em máquinas Keming:

Fundição sob pressão de alumínio:

O alumínio é a liga mais comumente utilizada para o processo de fundição sob pressão devido à sua ampla gama de aplicações. Uma das principais vantagens das peças fundidas sob pressão de alumínio é sua natureza leve, ao mesmo tempo em que são capazes de suportar as mais altas temperaturas operacionais entre todas as ligas fundidas sob pressão. O alumínio também apresenta alta estabilidade dimensional para formas complexas e aplicações em paredes finas. Sua resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas fazem dele a escolha preferida para diversas aplicações, desde caixas eletrônicas de consumo até aplicações marítimas. Além disso, sua alta condutividade térmica e elétrica, juntamente com as propriedades de blindagem EMI, tornam a fundição sob pressão de alumínio uma excelente opção para gabinetes em aplicações de redes e telecomunicações, proporcionando dissipação de calor eficaz para componentes eletrônicos. A natureza leve das peças fundidas em alumínio as torna ideais para aplicações manuais, como ferramentas elétricas e dispositivos portáteis, e são amplamente utilizadas em automóveis.aplicações ive e aeroespaciais para redução de peso e eficiência de combustível. Além disso, as peças fundidas sob pressão de alumínio são fáceis de usinar para requisitos de alta precisão e podem ser cromadas, anodizadas, pintadas ou revestidas com pó sem dificuldade.

Fundição sob pressão de zinco:

As ligas de fundição sob pressão de zinco são conhecidas por serem as mais fáceis de fundir e geralmente resultam em uma vida útil mais longa da ferramenta em comparação com as ligas de alumínio e magnésio, tornando a produção de peças fundidas sob pressão de zinco econômica. Nossa instalação de fundição sob pressão de zinco compreende máquinas de câmara quente com pressão de travamento de 225 toneladas a 750 toneladas, o que nos permite produzir peças de qualidade com formato líquido ou próximo às especificações do formato líquido. Além disso, as peças fundidas de zinco são facilmente usinadas para requisitos de alta precisão. As propriedades das ligas de zinco também as tornam uma excelente escolha para diversos acabamentos de superfície, como galvanoplastia, pintura convencional e revestimento em pó.

Com nossa capacidade de fundição sob pressão, oferecemos peças fundidas de alumínio e zinco de alta qualidade a preços competitivos. Nossas peças fundidas são exportadas para empresas estrangeiras em países como EUA, Reino Unido, Austrália, Canadá e África do Sul. Fornecemos serviços OEM para atender aos requisitos específicos do produto. Contacte-nos para discutir suas necessidades!