Processos de fundição de metal:uma visão geral abrangente

Fazer itens despejando metal fundido em um espaço moldado em branco é conhecido como fundição de metal. O metal então endurece e esfria na forma que este molde lhe proporcionou.

Se um item precisar ser usinado a partir de uma peça sólida de metal, a fundição costuma ser uma opção menos dispendiosa. Existem inúmeras técnicas de fundição de metal disponíveis. O uso de metais, a duração do percurso e a complexidade da fundição influenciam o tipo de fundição mais eficaz.

A demanda por produtos complicados e de alta qualidade aumentou paralelamente ao crescimento das demandas e aplicações industriais. Felizmente, existem muitos métodos de fundição que podem criar produtos complexos e precisos para uma variedade de usos e necessidades do cliente.

Compreender as vantagens e desvantagens das diferentes técnicas de fundição ajudará você a escolher o melhor processo para suas necessidades de fabricação. É por isso que neste artigo; Discutirei os vários tipos de processos de fundição, juntamente com suas vantagens e desvantagens.

Vamos começar!

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Tipos de processo de seleção de elenco

A seguir estão os tipos comuns de processos de fundição disponíveis no mundo industrial atual:

• Processo de fundição em areia
• Fundição Centrífuga
• Fundição de espuma perdida
• Fundição por gravidade
• Fundição sob pressão
• Elenco de investimento
• Fundição de gesso
• Fundição a vácuo
• Apertando Fundição
• Transmissão Contínua

Processo de fundição em areia

Qualquer liga metálica, ferrosa ou não, pode ser fundida usando o método de fundição flexível conhecido como fundição em areia. É frequentemente empregado em ambientes industriais para fabricação em massa de componentes para automóveis feitos de metal fundido, como blocos de motor, cabeçotes de cilindro, virabrequins, etc.

Um molde à base de areia artificial ou naturalmente ligado é usado no procedimento para criar a superfície plana do molde. Cope (a metade superior) e arraste são os dois componentes da superfície do molde.

(A metade inferior). Usando um copo de vazamento, o metal fundido é derramado no desenho, onde pode endurecer e assumir sua forma final. Finalmente, o excesso de metal é removido para que o produto de fundição de metal acabado possa ser acabado.

Vantagens

Abaixo estão os benefícios do processo de fundição em areia:

• Os custos de produção são bastante baixos, especialmente para produção de baixo volume
• Fabricação de componentes enormes
• Fundição de ligas com e sem ferro
• Capacidade de reciclar
• Processamento de metais com alto ponto de fusão, como titânio e aço

Desvantagens

Abaixo estão as desvantagens do processo de fundição em areia:

• Um nível de precisão inferior ao de técnicas alternativas
• Essa estratégia é desafiadora para ser aplicada a produtos com dimensões e especificações de peso estabelecidas.
• Os produtos produzidos pelo método apresentam um acabamento superficial áspero.

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Fundição por gravidade

A fundição por gravidade, comumente chamada de fundição em molde permanente, produz metal e ligas metálicas usando moldes reutilizáveis ​​consistindo de metal, como aço, grafite, etc.

Esse tipo de fundição de metal pode ser usado para criar muitos itens diferentes, incluindo rodas, pistões de motor, acessórios para tubos, caixas de engrenagens e engrenagens.

Neste método, o metal fundido é derramado diretamente na cavidade do molde enquanto é puxado para baixo pela gravidade. A matriz pode ser inclinada para gerenciar o enchimento e obter maior cobertura.

Os itens são criados permitindo que o metal fundido esfrie e solidifique dentro do molde. Como resultado, este método aumenta a prevalência de materiais de fundição, como bronzes específicos, ferro fundido e ligas de chumbo, zinco, alumínio e magnésio.

Em contraste com os procedimentos convencionais de fundição sob pressão, estes tipos de métodos de fundição preenchem o molde de baixo para cima. Porém, comparado à fundição em areia, o método apresenta uma taxa de fundição mais elevada. Mas como são usados ​​moldes de metal caros, o preço é significativamente maior.

Vantagens

Abaixo estão os benefícios da fundição por gravidade:

• Devido à rápida solidificação, produz produtos com excelente qualidade superficial.
• Os produtos feitos com fundição são altamente precisos e bem tolerados.
• Moldes reutilizáveis aumentam a produtividade e reduzem despesas de produção, economizando tempo.
• Os produtos melhoraram as qualidades mecânicas.
• Fabricação de produtos de paredes finas

Desvantagens

Abaixo estão as desvantagens da fundição por gravidade:

• Ocasionalmente, o produto sofre danos devido ao mecanismo de ejeção usado para remover a peça fundida do molde.
• As despesas de produção de moldes são maiores.
• Projetar objetos complicados é um desafio.

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Fundição sob pressão

Dependendo da pressão, existem duas formas diferentes de fundição sob pressão. fundição sob pressão de alta e baixa pressão, para ser exato.

Para a produção em massa de geometrias complexas que exigem precisão fina, a fundição sob pressão é mais comum. Em contraste, a fundição sob pressão é uma técnica de fundição melhor para a fabricação de peças grandes e simples.

Esses tipos de fundição de metal envolvem a injeção de alta pressão de metais e ligas não ferrosos, incluindo zinco, estanho, cobre e alumínio, em um molde reutilizável revestido com lubrificante.

Para evitar o endurecimento do metal, a alta pressão é mantida durante todo o procedimento de injeção rápida. Após o término do procedimento, a peça fundida é extraída e acabada para eliminar qualquer material desnecessário.

Quando se trata de preencher o molde, a fundição sob pressão difere da fundição por gravidade. Considerando que a injeção de alta pressão de metal fundido no molde de metal é usada na fundição sob pressão. O produto necessário é posteriormente produzido pela solidificação rápida do metal fundido.

Vantagens

Abaixo estão os benefícios da fundição sob pressão:

• Alta tolerância dimensional e precisão
• Alta produtividade e excelente qualidade do produto
• Necessárias menos operações de usinagem pós-fundição
• Resfriamento do metal fundido mais rapidamente para aumentar as taxas de produção
• O processo pode continuar por um longo período de tempo sem substituir a matriz.

Desvantagens

Abaixo estão as limitações da fundição sob pressão:

• Alto custo das ferramentas utilizadas
• Somente materiais não ferrosos são permitidos
• A configuração completa exige um grande gasto monetário.
• Não é utilizado para peças estruturais, pois é difícil garantir que os produtos tenham as qualidades mecânicas desejadas.

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Fundição de investimento

Para criar um molde cerâmico descartável para fundição por cera perdida, às vezes chamado de fundição por cera perdida, um padrão de cera é revestido com material refratário e um agente de ligação. O metal fundido é então derramado no molde para criar peças fundidas de metal.

Os tipos de fundição de investimento são processos caros e trabalhosos que podem ser usados para criar produtos de fundição de metal, como engrenagens, baús de bicicletas, discos de motocicletas e peças de reposição para equipamentos de jateamento em grandes quantidades ou em peças fundidas complexas.

Vantagens

Abaixo estão os benefícios da fundição de precisão:

• Ele pode criar componentes com paredes finas, maior complexidade e excelente qualidade de superfície.
• Minimiza a necessidade de usinagem pós-fundição
• Pode fundir ligas difíceis de fundir, como aço inoxidável, aço fino, etc.
• O molde da casca se separa, permitindo peças fundidas com ângulos de 90 graus.
• precisão dimensional de itens altos
• Subsídio de moldagem para encolhimento

Desvantagens

Abaixo estão as limitações da fundição de investimento:

• Caro de utilizar
• Ciclo de produção mais longo
• Custos mais elevados de fabricação de moldes
• Os padrões de cera para cada ciclo de fundição devem ser feitos com uma matriz nova.

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Fundição de gesso

Com exceção do molde ser composto por uma substância conhecida como “Gesso de Paris”, o procedimento de fundição em gesso é semelhante ao da fundição em areia.

O gesso esfria o metal mais lentamente que a areia devido à sua condutividade térmica e capacidade térmica limitadas, o que auxilia na obtenção de alta precisão, principalmente para peças com seções transversais finas. No entanto, materiais ferrosos de alta temperatura não podem ser usados ​​com ele.

Em particular, o processo de fundição do tipo molde de gesso pode ser usado para criar pequenas peças fundidas de 30 gramas e grandes peças fundidas de 45 kg.

Vantagens

Abaixo estão as vantagens da fundição em gesso:

• A superfície acabada é lisa
• A capacidade de fundir estruturas complicadas com paredes finas com maior precisão dimensional do que a fundição em areia

Desvantagens

Abaixo estão as desvantagens da fundição de gesso:

• Menos usos para ligas à base de cobre e alumínio
• Pode ser necessário reabastecer frequentemente o material de moldagem de gesso.
• Uma substância menos estável que a areia e que pode afetar todo o processo
• Tempos de resfriamento aumentados, que afetam as taxas de produção
• Incompatível com materiais altamente inflamáveis
• O procedimento normalmente é mais caro do que a maioria das operações de fundição.

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Fundição Centrífuga

Rotocasting, comumente referido como fundição centrífuga, é um método para produzir peças cilíndricas industrialmente usando forças centrífugas. Neste tipo de fundição de metal, o metal fundido é derramado em uma matriz giratória a quente.

O metal fundido de alta pressão é distribuído por toda a matriz com o auxílio de forças centrífugas.

Existem três tipos de fundição centrífuga:fundição centrífuga vertical, fundição semicentrífuga e fundição centrífuga genuína. Em contraste com a fundição centrífuga verdadeira, a fundição semicentrífuga usa um canal de entrada para preencher totalmente o molde.

No entanto, devido à rotação constante utilizada na verdadeira fundição centrífuga, o metal fundido adere às laterais. Por outro lado, a fundição centrífuga vertical envolve moldagem direcional e o mesmo procedimento da verdadeira fundição centrífuga, como o nome indica.

Normalmente, geometrias rotacionais como cilindros são produzidas por fundição centrífuga. especialmente componentes como camisas de cilindro, anéis de pistão, discos de embreagem, rolamentos de buchas, etc.

Além disso, despejar o metal no centro do molde ajuda a minimizar falhas como furos, encolhimento e bolsas de gás. No entanto, não é apropriado para todas as ligas metálicas.

Vantagens

Abaixo estão as vantagens da fundição centrífuga:

• Melhorias no rendimento do processo e redução de desperdícios
• Fundição de alta densidade e praticamente sem defeitos
• Fazer peças fundidas de metal composto de um cano e uma manga é fácil com esse método.
• Não há demanda por portões e tirantes.

Desvantagens

Abaixo estão as desvantagens da fundição centrífuga:

• O custo da fundição centrífuga é substancial.
• demanda por pessoal qualificado
• fabricação de formatos específicos

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Fundição de espuma perdida

A distinção entre fundição de precisão e fundição com espuma perdida é que a primeira utiliza cera para o padrão, enquanto a última utiliza espuma.

Após a criação do padrão, a cerâmica refratária é revestida por imersão, revestimento, pulverização ou pincel. O produto acabado é então criado despejando o metal fundido no molde.

Esses tipos de fundição podem ser aplicados a uma variedade de materiais, incluindo ligas ferrosas, ligas de ferro fundido, aço carbono e ligas de aço. O processo de fundição de espuma perdida é particularmente usado para produzir itens como carcaças de bombas, hidrantes, válvulas e conexões.

Alta precisão e exatidão na produção são apenas alguns dos benefícios da fundição de espuma perdida. Esta técnica, no entanto, tem algumas desvantagens que a tornam inadequada para aplicações de baixo volume.

Vantagens:

Abaixo estão as vantagens da fundição com espuma perdida:

• Fundição de alta qualidade
• Flexibilidade no design
• Excelente produção
• Econômico para fabricação em grande escala

Desvantagens

Abaixo estão as limitações da fundição com espuma perdida:

• Custos padrão elevados para pequenos volumes de produção
• Baixa resistência resulta em distorção ou danos ao padrão, o que prolonga os procedimentos de produção e os prazos de entrega.

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Fundição a Vácuo

A fabricação da fundição a vácuo, como o nome sugere, ocorre sob uma pressão de vácuo de 100 bar ou menos para a exaustão dos gases da cavidade do molde.

Nestes tipos de processos de fundição, bolhas e bolsas de ar são removidas despejando metal fundido na cavidade do molde dentro de uma câmara de vácuo.

A cavidade da matriz é evacuada sob vácuo para evitar que gases fiquem presos ali durante o processo de injeção de metal. O metal é então retirado do molde após ser curado em uma câmara de aquecimento.

Muitas indústrias, incluindo as dos setores automotivo, aeroespacial, eletrônico, marítimo e de telecomunicações, utilizam o método de fundição sob pressão a vácuo.

Como resultado, os componentes estruturais do chassi e os elementos da carroceria do veículo são alguns componentes produzidos por esta técnica de fabricação.

Vantagens

Abaixo estão os benefícios da fundição a vácuo:

• As características mecânicas, a qualidade da superfície e a porosidade da fundição sob pressão devem ser melhoradas.
• Fabricação de produtos com paredes finas
• É viável tratar termicamente itens e soldá-los.
• Ideal para fabricação em pequena escala
• Não há necessidade de acabamento caro com ferramentas duras.
• Os estágios iniciais reduzem bolsas e bolhas de ar

Desvantagens

Abaixo estão as desvantagens da fundição a vácuo:

• Alto custo de ferramentas
• O molde do processo tem uma vida útil limitada.
• Possibilidades de vazio

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Apertando Fundição

A fundição por compressão, também conhecida como forjamento líquido, é um método híbrido de conformação de metal que combina forjamento sob pressão com fundição em molde permanente em um único estágio.

Neste procedimento, um volume predeterminado de liga metálica fundida é bombeado para uma matriz e moldado sob pressão. O componente metálico é então aquecido até o ponto de fusão e removido da matriz.

A fundição sob pressão por compressão, em particular, é um método de fundição possível para componentes críticos para a segurança em sistemas automotivos. Por exemplo, estruturas de chassi, suportes, nós, juntas de estrutura espacial, juntas de direção dianteiras de alumínio, etc.

As vantagens dos processos de fundição e forjamento são combinadas neste tipo de fundição de metal. Por exemplo, a intensa pressão utilizada durante a solidificação auxilia na prevenção de porosidades e encolhimento.

No entanto, é menos comum do que outros métodos de fundição para produção em massa devido às necessidades exclusivas de ferramentas.

Vantagens

Abaixo estão os benefícios de apertar a fundição:

• Remove defeitos intrínsecos, incluindo poros, buracos por encolhimento e porosidade por encolhimento.
• Abrasão superficial mínima
• Isso poderia parar de causar rachaduras.
• Elementos de alta resistência
• Não há desperdício de material

Desvantagens

Abaixo estão as limitações da fundição por compressão:

• Menos opções de design para o formato das peças
• Diminuição da produtividade
• Maiores necessidades de usinagem
• Requer controle preciso, o que retarda o processo em geral

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Transmissão Contínua

Permite a produção em massa consistente de perfis metálicos com seção transversal fixa, como o nome indica. Na fabricação de barras de aço, esse tipo de fundição é frequentemente utilizado.

Além disso, produtos de fundição semicontínua, como tarugos, lingotes, barras, etc., são produzidos pela fundição vertical.

Uma superfície do metal sólido pode se formar no metal líquido no centro do molde, controlando cuidadosamente a taxa na qual o metal fundido é injetado no molde de extremidade aberta e resfriado a água.

Portanto, a solidificação do metal ocorre de fora para dentro. Após a conclusão deste procedimento, os fios de metal podem ser constantemente removidos do molde.

Tesouras mecânicas ou maçaricos móveis de oxiacetileno podem ser usados para cortar mercadorias em comprimentos predeterminados. A fundição contínua normalmente resulta em produtos homogêneos, confiáveis ​​e densos.

Vantagens

Abaixo estão as vantagens da fundição contínua:

• Os produtos de fundição vêm em uma ampla variedade de tamanhos, desde tiras finas até placas e tarugos maiores.
• Despesas mais baixas como resultado da produção contínua
• Redução do desperdício de materiais

Desvantagens

Abaixo estão as limitações da fundição contínua:

• Os moldes devem ser resfriados continuamente; caso contrário, ocorrerá encolhimento da linha central.
• Confundir apenas formas simples com seção transversal fixa
• Grande quantidade de espaço terrestre e um investimento inicial significativo

Aprenda sobre os quatro tipos comuns de fundição de metal com este guia detalhado!

Conclusão

Concluindo, a fundição é uma técnica de fabricação versátil e fundamental, essencial para a criação de uma ampla variedade de produtos em diferentes indústrias.

Os diversos processos de fundição, como fundição em areia, fundição de precisão, fundição sob pressão e outros, cada um tem benefícios exclusivos, e o melhor é escolhido com base na quantidade e complexidade do produto a ser produzido, na quantidade de matéria-prima necessária e outras considerações.

A fundição de precisão é excelente na fabricação de componentes detalhados e de alta precisão, enquanto a fundição em areia é uma técnica econômica para a produção de peças enormes e complexas com uma variedade de materiais.

A fundição sob pressão, frequentemente utilizada nos setores automotivo e eletrônico, é perfeita para a fabricação de peças em grandes volumes com qualidade constante e precisão dimensional. A fundição centrífuga e a fundição em molde permanente oferecem soluções distintas para aplicações específicas.

A escolha do processo de fundição depende dos requisitos particulares de um projeto. Cada método de casting tem seu próprio conjunto de benefícios e limites.

No final, a variedade de técnicas de fundição permite que os produtores produzam eficazmente componentes e produtos numa variedade de tamanhos, formas e materiais, aumentando a diversidade e a inovação descobertas em todas as indústrias a nível mundial.

As técnicas de fundição provavelmente mudarão à medida que a tecnologia e os materiais se desenvolverem, abrindo novas oportunidades de fabricação no futuro.

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Perguntas frequentes

Quais são os diferentes tipos de conversão de tipo?

Na programação, conversão de tipo é o processo de alteração de uma variável ou valor de um tipo de dados para outro. Isto é crucial para permitir a interpretação de dados dentro de um software, uma vez que cada forma de dados possui características e comportamentos únicos que determinam como devem ser usados.

Como funciona o processo de seleção de elenco?

O metal derretido é derramado em um molde durante o processo especial de fabricação de fundição, onde esfria e solidifica na forma desejada. A capacidade deste método de produzir designs elaborados e formas complicadas a um custo comparativamente baixo o diferencia de outras técnicas de fabricação.

O que é um exemplo de elenco?

A fundição é um processo de fabricação versátil que produz uma ampla gama de produtos para diversos setores. Aqui estão alguns exemplos de produtos de fundição:Hidrantes, utilizados em sistemas de abastecimento de água. Equipamentos de combate a incêndio, como:hidrantes, acoplamentos e acessórios

Quais são as duas categorias principais de procedimentos de casting?

Fundição dispensável e não dispensável são as duas subcategorias principais do processo de fundição contemporâneo. O material do molde – como metal ou areia – e a técnica de vazamento – como gravidade, vácuo ou baixa pressão – o decompõem ainda mais.

O que lhe dá o nome de “casting”?

Tudo tem o mesmo significado fundamental, arremesso. Você joga uma linha de pesca, uma sombra, etc. O termo “jogar” foi substituído pelo sinônimo “fundir” para despejar metal em um molde. Posteriormente, o termo adquiriu uma conotação mais ampla de modelagem, como aplicar gesso em um membro fraturado.

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