Reduzindo Retração na Fundição sob Pressão de Metal: Técnicas Comprovadas para Peças de Precisão

A fundição de metal, como todos os métodos industriais, requer uma boa dose de precisão e fidelidade ao design pretendido. No entanto, as coisas raramente são tão simples quanto executar um método de produção, pois variáveis não calculadas podem surgir e arruinar um design com saliências, pequenas lacunas e o tema de hoje: retração.

A taxa de retração deve ser contida dentro de uma certa faixa para que o produto final seja preciso. O máximo que se pode fazer nesses cenários é manter uma quantidade controlada de mudança e ter medidas adequadas para impedir que tais mudanças saiam do controle. Existem algumas salvaguardas básicas que se pode ter em mente antes de iniciar o procedimento de fundição sob pressão.

Pesquise Níveis de Retração e Expansão

A primeira coisa a ter em mente são as propriedades do material escolhido. Isso pode parecer óbvio, mas complica-se rapidamente quando se considera diferentes tipos de ligas, níveis de retração vs. contração, e propriedades dos materiais dentro da liga. Pesquisa sobre os materiais e como eles mudam ao aquecer e resfriar é preparação vital.

Com metais fundidos, existem 3 tipos distintos de retração de material: contração durante resfriamento líquido, retração de solidificação, e contração sólida. Embora cada material experimente estes em diferentes níveis de expansão/contração e diferentes temperaturas de ebulição/solidificação, existe uma regra geral para metais. Contração líquida ocorre próximo à faixa de temperatura de liquefação e pode mudar a taxa de mudança de densidade rapidamente. É importante usar o mínimo de superaquecimento possível nesta seção, diminuindo assim retração e microcavidades.

Retração de solidificação é a próxima coisa a acompanhar. Ligas de fundição sob pression encolhem uma quantidade significativa, mas vale lembrar que o alumínio lidera com impressionantes 6,5% durante a solidificação, enquanto magnésio e zinco encolhem apenas cerca de 4% ou 3% respectivamente. Deve-se notar que alumínio com maior porcentagem de silício pode levar a uma diminuição da retração volumétrica total da peça. A retração de solidificação é responsável por muita porosidade na peça final, então é importante conhecer o nível de mudança de tamanho antes de escolher o material e enquanto controla a temperatura.

Contração sólida é a mais notoriamente difícil de calcular. Para este aspecto, a retração acontece comensurável ao volume de material usado para fazê-la, ou seja, diminuição de polegada no volume por polegada de material. Diecasting.org tem um ótimo resumo dos cálculos.

Monitorando as Temperaturas

Novamente, pode parecer óbvio no início, mas quando se considera todas as coisas que se deve ter em mente ao monitorar adequadamente o fluxo de temperatura, existem alguns truques importantes do ofício a ter em mente.

Ao fundir sob pressão, deve-se aquecer o metal para alcançar características fundidas apropriadas, mas fazê-lo sem atingir totalmente seu estado líquido. Superaquecimento pode resultar em nível desnecessário de contração que pode levar a imperfeições na peça também. Do lado oposto, acompanhar o resfriamento também é importante para fundição de metal. Com certos métodos de fundição como (fundição sob pressão assistida a vácuo), é melhor manter equipamentos de tratamento prontos para formar o objeto antes que solidifique completamente, pois metais podem resfriar até 100 °C por minuto.

Conheça Seu Molde e Seu Método de Deposição

É justo dizer que seu objeto só será tão bom quanto seu molde. Então existem algumas falhas comuns que se pode encontrar nesta área do processo. Algumas áreas de um molde podem ser mais pesadas dependendo da forma do objeto desejado. Isso leva a discrepâncias na taxa de solidificação e contração. A melhor cura para isso é empregar o uso de um canal de alimentação (sprue) diferente.

Diferentes canais têm diferentes propriedades quando se trata de seu estilo de depositar metal fundido e é útil manter estes em mente. Um canal de tamanho adequado anexado diretamente a seções mais pesadas do molde pode alimentar o material de forma a mitigar a retração conforme o resfriamento ocorre. Além disso, usar um portão (gate) arredondado, em vez de plano ou quadrado, no canal pode reduzir ainda mais o risco de formação de defeitos.

Canais estreitos ou cônicos podem pulverizar o metal em vez de despejá-lo na cavidade. Neste método, algumas seções do objeto solidificam antes que o molde inteiro seja preenchido. Canais centrais maiores ou múltiplos canais são, portanto, mais uniformes na deposição de metal fundido.