Peças de fundição sob pressão:como funciona a fundição sob pressão de alumínio

Última atualização em 28 de abril de 2022

Existem muitos métodos usados ​​​​durante séculos para fundição de metais. Alguns desses métodos datam de mais de 5.000 anos. Um dos métodos mais modernos e eficazes é a fundição sob pressão.

A fundição sob pressão é um método de fundição de metal que envolve o vazamento de metal fundido em uma cavidade do molde para que ele se solidifique para assumir a forma do molde. Esta técnica de conformação de metal permite versatilidade no tamanho e forma das peças, mesmo para formas complexas com cavidades internas ou seções ocas.

A fundição não é específica para metais, também pode ser usada para materiais não metálicos, como vidro, cerâmica e plástico. A maioria dos fundidos de metal são feitos com metais não ferrosos, como zinco, alumínio, cobre, magnésio e chumbo. Este artigo discute os detalhes e vantagens da fundição de alumínio para ajudá-lo a escolher o melhor material para produzir as peças de alumínio desejadas.

A fundição sob pressão de alumínio é um dos métodos mais amplamente utilizados em todas as principais indústrias de fabricação de componentes aeroespaciais e de aeronaves, componentes eletrônicos e componentes de veículos, etc. Vamos aprender mais sobre como funciona a fundição de alumínio.

O que é fundição de alumínio?

A fundição sob pressão de alumínio é um método para criar peças de alumínio que são bem texturizadas ou lisas, com bom acabamento superficial e alta estabilidade dimensional. As razões pelas quais o alumínio é usado para fundição de metal são as seguintes:

• 
  É leve e muito estável para formas complexas e paredes finas.
  
• 
  Possui alta condutividade térmica e elétrica.
  
• 
  Tem boa resistência à corrosão.
  
• 
  Ele mantém sua força em temperaturas muito altas.
  

Dos dois tipos básicos de equipamentos e máquinas de fundição sob pressão; as máquinas de fundição sob pressão de câmara quente e máquinas de fundição sob pressão de câmara fria, as peças fundidas de alumínio são processadas em máquinas de câmara fria. Devido à retenção da resistência da liga de alumínio mesmo em temperaturas muito elevadas, requer alta pressão.

Portanto, o metal fundido é fundido em um forno separado antes de ser alimentado na máquina de câmara fria. A máquina então força o metal fundido no molde usando um êmbolo pressurizado.

Como funciona a fundição de alumínio?

Como qualquer processo típico de fundição sob pressão, a fundição sob pressão de alumínio também envolve o vazamento de alumínio líquido em um molde chamado matrizes e permite que ele se solidifique na forma desejada. As matrizes de fundição sob pressão são feitas de pelo menos duas metades para permitir a remoção de peças fundidas. A forma das matrizes influencia as formas muito complexas e as características intrincadas da fundição. Este é mais ou menos o cerne de qualquer técnica de fundição.



O processo de fundição de alumínio pode ser dividido nas seguintes 9 etapas:

1. Os lingotes de ligas de alumínio são expostos a altas temperaturas até derreterem;

2. As duas metades da matriz são limpas e lubrificadas antes de serem fixadas;

3. O molde para o molde é preparado usando duas matrizes de aço usinadas na forma desejada e fixadas por uma prensa de fundição sob pressão;

4. O alumínio fundido é então injetado na cavidade a altas pressões, permitindo sua solidificação;

5. O processo de transferência do metal fundido para uma câmara antes da injeção depende do uso de uma máquina de fundição sob pressão com câmara fria ou câmara quente;

6. As máquinas de fundição sob pressão de câmara fria são usadas para fundir ligas com altos pontos de fusão, como alumínio, magnésio, etc. bombeado por cilindros hidráulicos;

7. Deixa-se arrefecer e solidificar o fundido a quente. O metal fundido preenche a cavidade do molde para assumir a forma desejada do desenho do molde;

8. As duas metades da matriz são separadas e a peça fundida é ejetada;

9. Finalmente, o excesso de material ligado à fundição de alumínio é aparado por meio de operações secundárias, como serrar, cortar, etc.

A fundição de alumínio é um dos processos de fundição sob pressão mais rápidos e precisos. A matriz de alumínio recuperada é bem texturizada, possui alta dureza, boa resistência à corrosão e requer acabamento superficial mínimo. As matrizes de aço são reutilizáveis ​​ao contrário dos moldes de fundição de areia e, portanto, a fundição de alumínio é o método mais viável para produção de alto volume de peças de alumínio.

Material de liga de alumínio para peças de fundição sob pressão

As ligas mais comumente usadas para fundição de alumínio são A360, A380, A383 e A413. Cada um tem suas próprias vantagens e, portanto, a escolha da liga depende dos requisitos do projeto. Algumas das propriedades dessas ligas estão resumidas no gráfico abaixo.

Material de fundição de alumínio	A360	A380	A383	A413
Dureza	75	80	75	80
Alongamento (% em 2 pol.)	2,5	3,5	3,5	2,5
Força de cisalhamento	28	28	–	25
Resistência à tração (ksi)	25	23	22	21
Resistência à tração final (ksi)	44	46	45	43
Condutividade térmica	65	56	56	70
Condutividade Elétrica (% Cu)	30	27	23	31
Densidade (lbs/pol3)	0,095	0,099	0,099	0,096

A fundição sob pressão de alumínio requer pós-acabamento?

Uma vez que um molde é removido do molde , ainda necessita de acabamento para potencializar as propriedades estéticas e funcionais da peça. Esses acabamentos podem dar brilho ao componente, causar alta resistência à corrosão, aumentar a resistência ao desgaste ou proteger da exposição ambiental.

No entanto, uma matriz de alumínio requer mínimo ou nenhum acabamento porque já possui um acabamento superficial muito bom pelos padrões de fundição. As pequenas imperfeições na superfície podem ser facilmente corrigidas por lixamento, que envolve o uso de um material abrasivo, como areia, para suavizar a superfície.

Outros processos de acabamento, como shot peening e revestimento em pó, também podem ser feitos na peça metálica para melhorar a resistência ao desgaste e adicionar revestimento protetor, respectivamente.

Vantagens das peças de fundição de alumínio

A fundição de alumínio é um dos processos de fundição mais preferidos em todo o mundo. É a melhor alternativa econômica para outros processos. Algumas das principais razões pelas quais as peças de fundição de alumínio são excepcionalmente boas são as seguintes:

-O alumínio sendo uma liga leve permite fazer peças leves sem comprometer sua resistência

-Tem a versatilidade de produzir peças simples ou complexas de paredes finas com boa precisão

-As peças fundidas de alumínio são bem texturizadas ou lisas, dependendo dos requisitos

-Como o processo é muito rápido, permite produzir dezenas de milhares de peças em menos tempo e custo

-Esta produção em massa é muito econômica em contraste com outros processos de fundição sob pressão

-As peças são altamente resistentes à corrosão e são excelentes condutores de calor e eletricidade

Fundição de Alumínio VS Fundição de Areia VS Fundição a Vácuo

A decisão de qual método de fundição usar depende das características de projeto necessárias para uma peça específica. Existem diferentes tipos de métodos de fundição, cada um com seus próprios benefícios exclusivos de sistemas de injeção, como fundição de alumínio, fundição em areia e fundição a vácuo.

Fundição em alumínio

A fundição de alumínio envolve a injeção de alumínio em alta velocidade na cavidade do molde a alta pressão. Todo o processo é muito eficiente e rápido, tornando-o ideal para produção de alto volume. A fundição tem um bom acabamento superficial e requer acabamento mínimo. Devido à sua leveza, o alumínio é amplamente preferido para fazer peças de paredes finas sem comprometer sua resistência.

O alumínio tem um alto ponto de fusão, é processado em uma máquina de fundição sob pressão de câmara fria. No entanto, devido à injeção de alta pressão, a peça fundida pode ficar sujeita ao aprisionamento de gás que causa porosidade.

Fundição de areia

A fundição em areia envolve o vazamento de metal fundido em moldes de areia sem qualquer aplicação de pressão. É o método de fundição de baixo custo mais antigo e mais comumente usado para fazer blanks ou peças complexas, como blocos de motores automotivos, virabrequins e cabeçotes. Como o molde de areia é jateado para extrair a peça fundida, é um processo muito lento e não é preferível para produção em massa.

Fundição a vácuo

A fundição a vácuo é um método avançado de fundição que envolve o uso de vácuo para atrair o líquido para dentro do molde. Permite evitar o aprisionamento de ar na cavidade e remover gases dissolvidos que causam porosidade na superfície da peça.

A fundição a vácuo permite a fundição de perfis finos com bom acabamento superficial, o que melhora as propriedades mecânicas da peça fundida e reduz a necessidade de usinagem adicional para o acabamento. No entanto, a estrutura de vedação do molde é complexa e o custo de todo o processo é alto.

Dicas de design para peças de alumínio fundido

Para obter os melhores resultados de peças fundidas de alumínio, deve-se considerar alguns fatores importantes.

Seleção de materiais

Como discutido acima, existem diferentes ligas de alumínio disponíveis comercialmente. Com base em seus requisitos de projeto, você pode escolher entre as ligas considerando propriedades como dureza, resistência, condutividade, ponto de fusão, fluidez e estanqueidade à pressão, etc. Deve-se ter muito cuidado com a escolha do material para obter as características desejadas em suas partes metálicas.

Provisão de usinagem

Para garantir que a peça fundida mantenha suas propriedades e tenha densidade uniforme, deve-se manter uma tolerância de usinagem adequada. A tolerância de usinagem é o estoque removível de uma peça fundida acabada. Uma tolerância muito pequena causa defeitos na superfície das peças metálicas, enquanto uma tolerância muito grande aumenta o tempo de execução do processo. Portanto, um subsídio equilibrado é importante para obter ótimos resultados.

Retração durante o projeto

O encolhimento é uma consideração importante do projeto em qualquer processo de fabricação. Todo material, incluindo metal, encolhe durante o cozimento ou solidificação. Como as áreas mais grossas tendem a encolher mais do que as áreas mais finas, pode-se considerar fazer com que as seções mais finas façam parte de seu design para evitar superfícies porosas e irregulares.

Espessura da parede

Alcançar uma espessura uniforme dos componentes fundidos de alumínio é muito complicado. Os moldes de paredes finas são muito procurados porque têm custos de material mais baixos e tornam a peça leve. No entanto, um leve desequilíbrio na uniformidade da espessura das peças de paredes finas pode afetar a resistência do componente.

Força da parte

Conforme discutido anteriormente, diferentes ligas de alumínio se encontram em um espectro distinto de resistência. Portanto, as ligas devem ser selecionadas cuidadosamente para a resistência da peça necessária. Outro fator que afeta a resistência da peça é a técnica de fundição. Geralmente, a fundição a vácuo é uma excelente opção para melhorar a resistência da peça e minimizar a porosidade da superfície.

Processo de montagem

É importante planejar corretamente a montagem das peças para evitar falhas no projeto do molde. Como a montagem de projetos simples é diferente de projetos complexos, é melhor que o processo de montagem necessário seja identificado e planejado corretamente.

Aparência do projeto

Com base nos requisitos da aparência de um componente fundido, se a estética do componente for importante, pode-se realizar processos de acabamento como galvanoplastia, shot peening ou jateamento. Essas técnicas aprimoram a aparência do componente sem comprometer sua durabilidade e características.

Conclusão

A fundição de alumínio é um método de fundição muito viável, econômico e altamente preciso para a produção em massa de peças complexas. A escolha do material e do método de fundição depende das características de projeto desejadas. Portanto, é preciso considerar todos os aspectos e planejar de forma eficaz para alcançar os melhores resultados.

WayKen fornece serviços de fundição sob pressão para cada cliente para lidar com problemas de fundição de alumínio. Se você tiver peças de metal (por exemplo, componentes de alumínio) ou projetos de produtos, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco com nossa equipe experiente.

Perguntas frequentes

Aqui estão as respostas para algumas de suas perguntas mais frequentes sobre fundição de alumínio.

1. O alumínio é bom para fundição sob pressão?

Sim, o alumínio tem alta condutividade elétrica e térmica e é resistente à corrosão. Sua baixa densidade e boas propriedades mecânicas e térmicas o tornam uma boa liga para fundição sob pressão.

2. Quão forte é o alumínio fundido?

Um alumínio fundido, embora não tão forte quanto um fundido de aço, é muito forte e durável em comparação com um fundido em areia e magnésio ou zinco fundido.

3. O aço pode ser fundido?

Sim. No entanto, é um metal ferroso e contém ferro devido ao qual não é resistente à corrosão e, portanto, não é o preferido.