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Fundição de metal, um antigo processo de fabricação que remonta a 6.000 anos, ainda está incluído na indústria moderna. Um método de fundição derramando metal fundido em um molde e deixando -o esfriar para a forma sólida, permite a produção de peças com formas complexas e adequadas para a produção em massa. Os engenheiros precisam ter a capacidade de controlar a mistura de material, precisão do molde e taxa de resfriamento, que afetam diretamente a força da fundição.

Este artigo abordará completamente os parâmetros de projeto mais significativos e as preocupações de engenharia usadas no processo de fundição de metal, onde quer que seja na empresa de fundição de metal onde você trabalha ou está fazendoFundição de alumínio dyi, e proporcionará um excelente entendimento técnico que permitirá que você compreenda melhor esse domínio de tecnologia antigo, mas contemporâneo.

Simplificando, como funciona a fundição de metal?

• Etapa 1: deve haver uma impressão, o mesmo que o produto final. A impressão é areia, metal ou qualquer outra coisa, a escolha exata é baseada nos requisitos das operações de fundição de metal.
• Etapa 2: O metal é aquecido a uma temperatura muito alta até se transformar em fundido. OMetal fundidopode ser ferro, alumínio, cobre, etc., dependendo dos requisitos do produto.
• Etapa 3: O metal fundido é derramado no molde. É a etapa mais importante nas operações de fundição de metal e deve ser realizada com cuidado para que os defeitos possam ser evitados.
• Etapa 4: resfriamento gradual de metal no molde até endurecer. O tempo de resfriamento depende do tamanho do metal e do produto.
• Etapa 5: Depois que o metal se solidificou, o operador abre o molde e remove a fundição. O elenco neste momento pode ter excesso de portões ou rebarbas.
• Finalmente: a fundição é polida, limpa ou tratada de outra forma para alcançar o acabamento e a forma final da superfície desejada. Esta etapa faz com que os produtos acabados dos procedimentos de fundição de metal atendam aos padrões.

Quais são as considerações mais críticas ao projetar um elenco de metal?

1. Seleção de composição do material

Devemos escolher o material metálico com base no objetivo da parte. Parafundição de metal de alumilha, o conteúdo de silício deve ser mantido sob controle de 8 a 12%. A proporção aumenta a resistência à fluidez e trincas em ligas de alumínio. A fundição deve realizar um teste da pureza do material usando um espectrômetro para manter as impurezas fora da força final.

2. espessura da parede e uniformidade

No projeto de fundição de metal, a espessura da parede deve ser o mais possível, para que o encolhimento irregular seja inevitável após o resfriamento, resultando em deformação, encolhimento ou rachaduras, especialmente no caso de fundição de metal de alumalívio, onde o encolhimento da liga de alumínio é maior, esse fenômeno é mais destacado. Se o espessamento de certas áreas não puder ser evitado, devemos usar uma estrutura de transição gradual para que não tragamos mudanças repentinas.

3. Controle de precisão e estrutura de mofo

Onde a eficiência de demolição é afetada pela posição da superfície de despedida do molde, as peças complicadas devem ser promovidas com o mecanismo do ejetor para impedir a bloqueio da fundição na cavidade. Durante a operação, o molde deve ser inspecionado regularmente quanto a desgaste, e os moldes com desvio de precisão de mais de 0,1 mm devem ser devolvidos para reparo.

4. cantos e chanfros

As peças fundidas devem ser fornecidas com cantos arredondados ou chanfrados para evitar concentrações de estresse devido a bordas nítidas. Os cantos rachados tendem a rachar durante o resfriamento ou o estresse, enquanto os cantos arredondados aumentam a força estrutural. Por exemplo, no elenco do metal alumallo, o raio do canto em cantos arredondados deve ser de pelo menos 20% da espessura da parede para garantir a sustentabilidade da fundição.

5. Gerenciamento de temperatura e refrigeração

O ponto de fusão do metal deve ser controlado dentro de ± 15 ℃. A alta temperatura pode levar ao tamanho de grão grosso e a baixa temperatura pode levar a um vazamento ruim. Usamos uma águasistema de resfriamentoEm conjunto com um sistema de resfriamento de ar, de modo que a diferença de temperatura entre as superfícies interna e externa das peças fundidas de paredes espessas seja menor que 50 ℃.

6. Grau de toleração

A tolerância à fundição depende do material, processo e aplicação. A tolerância à fundição de areia é grande, enquanto a tolerância à fundição de precisão é pequena. As tolerâncias dimensionais típicas nas peças fundidas de liga de alumínio estão tipicamente entre ± 0,5 mm a ± 2 mm, e as superfícies de acasalamento crítico de precisão podem exigir um controle mais rígido das tolerâncias. Os designers precisam escolher a precisão certa, conforme necessário para evitar o excesso de processamento para aumentar o custo.

7. Otimização do sistema de bloqueio

O design do portão e do riser afeta a taxa de utilização do material. Os designers usam o software de simulação para prever a direção do fluxo de metal e reduzir a escória oxidada causada por corrente do redemoinho. A taxa de perda de material caiu de 18% para 9% quando o sistema de vazamento foi otimizado em umComponente automotivoprojeto.

Projeto da junta de molde de fundição, quais são as considerações?

1. Design de detecção

As juntas do molde devem ser seladas completamente para evitar vazamentos de líquido de metal. O tipo L, o tipo t, o tipo V e outras juntas devem ter tiras de vedação ou estrutura de ajuste de precisão. Quando o vazamento ocorre, a pré -carga pode ser aumentada ou o material de vedação resistente a alta temperatura substituído.

2. Requisitos de força estrutural

Juntas complexas, como o tipo Y e o tipo +, precisam de fortalecimento adicional para suportar. A articulação suportará alta pressão durante a fundição e a estrutura deve ser verificada por estresse. Em caso de rachadura, precisamos engrossar a porção vulnerável ou mudar para o altomaterial de força.

3. Seleção do método de posicionamento

Todos os tipos de articulações devem ser fornecidos com alfinetes de localização ou ranhuras de guia. As juntas Tipo T e Tipo + requerem localização bidirecional. Onde os problemas de desalinhamento são encontrados, devemos verificar os elementos de posicionamento para desgaste e substituí -los no tempo.

4. Controle de deformação térmica

As juntas do tipo V e L devem ser utilizadas para a depuração de expansão térmica. As articulações podem se deformar e aderir após aquecer o molde. A solução é modificar o tamanho do espaço ou revestir a superfície de contato com material resistente ao calor.

5. Matindo do sistema de resfriamento

As juntas do tipo Y e + do tipo não devem ter hidrovias de resfriamento. Em caso de resfriamento irregular, deve -se mover a hidrovia ou adicionar pontos de resfriamento local.

6. Faculdade de manutenção

As juntas do tipo T e V são de design removível. Quando a falha ocorre, o módulo afetado pode ser substituído sem influenciar o molde geral.

Manipulação de problemas em comum:

• Problema de crack: o resfriamento da junta do tipo T muito rápido para causar rachaduras, modifique a distância do tubo refrigerado a água da junta de 15 mm a 10 mm após a solução.
• Problema da rebarba: A depuração da junta do tipo L é muito ruim, resultando em borda voadora, substitua o pino de posicionamento quebrado e reduza a tolerância de ± 0,1 para ± 0,05 mm.
• Problema de molde pegajoso: a rugosidade da superfície da junta do tipo V não é suficiente,Spray boroAgente de liberação de molde de nitreto após a força de liberação reduzida em 40%.

Quais são os principais fatores que afetam a escolha do processo de elenco?

1. Propriedades do material de castings

O tipo de material afeta diretamente a seleção do processo. Ligas de alumínio, ligas de cobre e outros metais não ferrosos são frequentemente fundição de metal do forno, devido ao fato de que seu ponto de fusão é adequado para a fusão do forno. Metais ferrosos, como ferro fundido e aço fundido, requerem um equipamento de fusão de temperatura mais alta. Encolhimento do material, a fluidez também deve ser considerada.

2. Tamanho do lote da produção

A produção grande em lote pode ser usada para um alto grau de processo de automação, como a fundição de matriz. Pequena produção em lote pode utilizarfundição de areia. A fundição de metal do forno é geralmente usada para requisitos de produção de lote médio.

3. Requisitos de precisão da dimensão

As peças fundidas gerais permitem a tolerância a ± 1 mm, as peças de precisão requerem ± 0,1 mm de tolerância. Diferentes processos podem obter uma precisão diferente:

Processo de fundição	Tolerância dimensional (mm)	Rugosidade da superfície (μm)	Espessura mínima da parede (mm)
Fundição de areia	± 1,0-2.0	12.5-25	3.0
Fundição permanente de molde	± 0,3-0,8	6.3-12.5	2.0
Fundindo	± 0,05-0,2	0,8-3.2	0,5
Elenco de investimento	± 0,1-0,5	1.6-6.3	1.0

4. Limitações de orçamento de custo

Os principais custos de produção são custos de mofo, custo material, custo da mão -de -obra e depreciação de equipamentos. Os custos entre os processos de elenco são muito diferentes um do outro:

Projeto de custo	Fundição de areia	Fundição permanente de molde	Fundindo	Elenco de investimento
Custo de molde (milhões)	0,5-2	3-10	15-50	5-20
Custo de material por peça	Baixo	Centro	Mais baixo	Alto
Custo da mão -de -obra	30-40%	20-30%	10-20%	25-35%
Depreciação do equipamento	10-15%	15-25%	30-40%	20-30%
Tamanho de lote adequado (peças)	1-1.000	10-10 mil	Mais de 10 mil	100-5.000

5. demandas de tempo do ciclo do produto

Os pedidos de emergência devem levar em consideração o tempo de ciclo do processo. A fundição de metal do forno tende a ter um tempo de ciclo mais rápido do queelenco de investimento.

6. Condições de equipamento e poder

O consumo de eletricidade por hora de forno de arco elétrico é 30% -40% maior que o do forno de frequência média. As empresas devem escolher equipamentos de fusão de acordo com o fornecimento de eletricidade, sem eletricidade na área, é melhor usar a maior parte do forno de aquecimento a gás.

Qual é a essência de distinção entre molde de faca para fundição de metal e mofo geral?

1. Seleção de material diferente

O molde da faca para fundição de metal requer materiais resistentes a alta temperatura. O molde da faca para fundição de metal geralmente usa aço H13 ou aço de tungstênio, eles podem suportar mais de 1500 ℃ Impacto de metal fundido. Os moldes gerais são feitos principalmente de 45# aço ou ferro fundido, a temperatura de trabalho mais alta não é superior a 600 ℃. Medição de dados da empresa JS mostra que a faca especialMaterial do moldeeconomizou 200% da vida do molde.

2. Variação do foco do projeto estrutural

O molde da faca preste atenção especial à borda da estrutura. A parte da borda do molde de fundição de metal deve ser projetada com um subsídio de usinagem de 0,2-0,5 mm para acomodar o encolhimento da solidificação de metal. Os moldes tradicionais prestam atenção especial à força estrutural geral. Os moldes de ferramentas do JS usam o projeto de despedida de superfície curva 3D, que economiza 30% de processamento subsequente em comparação com os moldes de despedida plana.

3. Requisitos de tratamento de superfície diferentes

Moldes de metal para fundição de ferramentas devem passar por um revestimento de superfície de duas camadas. A cavidade do molde é revestida pela primeira vez com nitreto de titânio de 0,1 mm e, em seguida, a superfície de despedida é revestida com isolador de grafite. Os moldes básicos recebem apenas uma única camada de revestimento de cromo. Este processo permite que nossos moldes mantenham umacabamento superficialde RA0.8 após 500 ciclos sucessivos de operação.

4.Major diferença no sistema de refrigeração

Os moldes da faca devem estar equipados com linhas de resfriamento direcional. O molde da faca para o processo de fundição de metal possui a área de borda projetada com canais compactos de resfriamento de água e velocidade de resfriamento de até 30 ℃/s. Os moldes comuns são naturalmente resfriados principalmente. Os experimentos mostraram que o resfriamento direcional aumenta a uniformidade da dureza da ferramenta em 45%.

5. Great Diference na vida de serviço

A vida útil de um molde de ferramenta de fundição de metal geralmente é de 3.000 a 5.000 peças, enquanto os moldes tradicionais têm apenas 800-1.200 peças. Isso ocorre principalmente porque o molde da ferramenta assume uma estrutura monolítica, enquanto os moldes tradicionais empregam predominantemente uma estrutura combinada. Nossos registros de manutenção indicam que as ferramentas profissionais podem ser reparadas três vezes mais frequentemente do que os moldes tradicionais.

Como o design de fundição de metal atenderá às necessidades do processo de materiais leves?

O design de fundição de metal para atender às necessidades do processo de materiais leves pode ser abordado a partir dos cinco aspectos a seguir, essas soluções estão diretamente ligadas à tecnologia da indústria de fundição de metal leve para resfriamento de jato e, simultaneamente, alinhados com as características comerciais da JS Company:

1.Design para adequação do material

Ligas leves, como ligas de magnésio e ligas de alumínio, possuem característica de baixa densidade, mas baixa fluidez a temperaturas elevadas e retração alta. Design para a fundição As necessidades de modificação da estrutura do molde e parâmetros do sistema de vazamento.Nossa empresaFornece soluções otimizadas de localização do portão para nossos clientes por meio de um banco de dados de testes de propriedades materiais. Na produção fundida de paredes finas, um sistema de vazamento escalonado é utilizado para combater a taxa de fluxo de metal líquido, e a tecnologia de vácuo é utilizada para diminuir os defeitos da porosidade.

2. Integração do processo de resfriamento a jato

No processo de fundição de metal leve de resfriamento a jato, a tecnologia direcional de refrigeração do fluxo de ar é utilizado. Essa tecnologia possibilita o resfriamento diferenciado de diferentes partes do elenco com controle preciso da direção e força do jato de ar de alta pressão. Nos dados reais do aplicativo, essa tecnologia reduz o tamanho dos grãos das ligas de magnésio em 40% e a resistência à tração em 18%. Especificamente para produzir novas conchas de motor de veículos energéticos, essa tecnologia pode reduzir o processo de produção em 30%.

3. Otimização da simulação estrutural

Utilizamos uma plataforma de simulação para projetar modelos tridimensionais. Os designers podem prever a distribuição de tensão durante o processo de solidificação do material e modificar a forma do molde com antecedência. Otimizando o localDesign de canal de resfriamentoNo projeto do suporte aeroespacial, a deformação da fundição foi reduzida de 1,2 mm para 0,3 mm. Esse método de design foi aplicado a 85% dos projetos leves de elenco da nossa empresa.

4.Ponsposição de desenvolvimento de processos

Para compósitos de matriz de metal reforçados com fibra de carbono, utilizamos a combinação de processos de fundição de baixa pressão e moldagem semi-sólida. O computador controla a temperatura de pré-aquecimento do molde na faixa de precisão ± 5 ℃, e o material atinge 20-40% de taxa de fase sólida através do dispositivo de agitação eletromagnética. Para a produção de peças articulares do robô, o processo aumentou a utilização do material para 92%, 15 pontos percentuais mais altos em comparação com o método tradicional.

5. Sistema de controle de qualidade

Estamos cobertos com sistema de inspeção de raios-X on-line eScanner 3D. Durante a produção, verificamos as informações de tamanho de fundição em tempo real e a precisão da inspeção atinge ± 0,03 mm. No projeto do dispositivo médico, o sistema faz com que a taxa de aprovação do produto melhore de 88%para 97%e, ao mesmo tempo, reduz o tempo de verificação da qualidade em 40%.

Resumo

A tecnologia de fundição de metal penetrou em todos os níveis de fabricação moderna, desde fundição de precisão aeroespacial até pequenos pedaços manuais por entusiastas de alumínio de fundição de metal diy, com grande versatilidade. Os JS podem realizar uma produção em massa eficaz de fundição de nível industrial e suporte técnico para fabricação sob medida por seu sistema de controle de temperatura inteligente, plataforma de simulação digital e modularDesign de molde.

Na premissa da popularização de materiais de liga verde e da tecnologia de inspeção on-line, o processo de elenco vai além de suas restrições anteriores e está mantendo o capacitação do leve peso automotivo, a casa inteligente e outros setores. Bem-vindo ao visitar nosso site para uma coleção completa de soluções que variam de peças fundidas para peças fundidas a peças fundidas de alumínio e explorar o potencial ilimitado emTecnologia de fundição.

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Equipe JS

JS é uma empresa líder do setorConcentre -se em soluções de fabricação personalizadas. Temos mais de 20 anos de experiência com mais de 5.000 clientes e nos concentramos em alta precisãoUsinagem CNC, Assim,Fabricação de chapa metal, Assim,Impressão 3D, Assim,Moldagem por injeção, Assim,Carimbo de metal,e outros serviços de fabricação única.

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Perguntas frequentes

1. O que o investimento está fundindo?

A fundição de investimentos é um processo de fundição de precisão no qual um modelo é feito primeiro de cera e depois revestido com várias camadas de material refratário para formar uma concha, aquecida para formar uma cavidade após a deswax e finalmente derramar o metal. Esse processo pode produzir fundições de precisão com formas complexas e superfícies lisas, com precisão dimensional até CT4 e espessura mínima da parede de 0,5 mm, que é adequada para fundição de aço inoxidável, ligas de alta temperatura e outros materiais.

2. Quais são as vantagens do ferro fundido?

O ferro fundido tem três vantagens principais. Primeiro, excelente desempenho de fundição, boa fluidez, baixo encolhimento. Segundo, baixo custo e ampla fonte de matérias -primas e reciclagem. Terceiro, propriedades mecânicas equilibradas, absorção de choque resistente ao desgaste e fácil de processar. Especialmente adequado para a fabricação de blocos do motor e outras peças fundidas complexas.

3. Qual é o uso da inclinação do molde?

O ângulo de inclinação é reservado no design do molde, o papel principal é facilitar a transmissão de fundição. Pode reduzir o atrito entre o molde e a fundição, evitar danos à superfície de fundição durante a demolição e prolongar a vida útil do serviço. Geralmente toma 1-3 graus, quanto maior a altura, maior a inclinação.

4. Por que os cantos arredondados?

Os cantos arredondados podem eliminar bordas e cantos afiados de peças fundidas e evitar defeitos de trincas causados pela concentração de estresse. Melhora a fluidez do líquido metálico, reduz os defeitos de fundição e melhora a força estrutural ao mesmo tempo. Geralmente, o raio do filete é considerado 20% a 30% da espessura da parede.

Recurso

Cobre

Fundição permanente de molde

Simulação de fundição de metal