Què és la fosa a pressió a alta pressió?
Com funciona
La fosa a pressió a alta pressió (HPDC) és un procés de fabricació on el metall fos s'introdueix a la cavitat del motlle sota una pressió hidràulica important. El metall omple la matriu a gran velocitat i s'hi subjecta amb una premsa de gran-taula fins que s'ha completat la solidificació. Un cop la fosa s'ha refredat, la matriu s'obre i la peça s'expulsa. El dau es tanca de nou per al cicle següent. L'eina en si consisteix en dos blocs d'acer endurit que formen la geometria de la cavitat quan s'uneixen.
Orígens del procés
La fosa a pressió va aparèixer per primera vegada a mitjans-1800 a la indústria de la impressió. Les impressores abocarien aliatge d'estany-de plom fos en motlles d'acer per produir tipus per a premses d'impressió. A partir d'aquí, la tecnologia es va estendre a altres sectors de fabricació amb força rapidesa. L'any 1914, el procés va començar incorporant zinc i aliatges d'alumini, materials que encara dominen la indústria avui dia. Curiosament, la majoria dels aliatges que fem servir ara ja estaven desenvolupats a mitjans de la dècada de 1930.
Avaria del procés
Un cicle HPDC típic inclou quatre passos principals: preparació de la matriu, injecció, expulsió i retallada. Segons el que feu, hi ha variacions com ara la fosa al buit, les tècniques d'ompliment-lent o el processament de metalls semi-sòlids. A continuació s'explica com s'executa el procés estàndard:
Preparació de matrius
Abans de cada cicle, els operaris netegen la matriu i la ruixen amb agent d'alliberament. L'agent d'alliberament fa doble funció-ajuda a controlar la temperatura de la matriu i evita que la fosa s'enganxi quan és el moment d'expulsar-se.
Injecció de metall
Hi ha dues maneres d'introduir metall fos a la matriu:
Màquines de cambra calentafunciona bé per a metalls amb un punt de fusió més baix com el zinc, el magnesi i el plom. El mecanisme d'injecció roman submergit al bany de metall fos. Un pistó empeny el metall a través d'un coll de cisne i cap a la matriu-tot el sistema s'escalfa.
Màquines de cambra fredamanejar materials amb un punt de fusió més alt com l'alumini i el llautó. El metall s'aboca o s'aboca en una màniga de tret independent i, a continuació, un ariet hidràulic l'introdueix a la matriu. Podeu configurar-los horitzontalment o verticalment. El magnesi pot anar de qualsevol manera, tot i que la cambra calenta tendeix a funcionar millor per a peces més petites i complexes, ja que les màquines de cambra freda tenen limitacions de mida.
Les pressions d'injecció solen ser d'entre 1.500 i 25.000 PSI, i l'ompliment es produeix en una fracció de segon. La matriu ha de mantenir-se tancada sota pressió durant la solidificació-això comprimeix els gasos atrapats i compensa la contracció a mesura que el metall es refreda. Les màquines modernes poden oferir fins a 4.000 tones de força de subjecció per mantenir-ho tot unit.
Expulsió i retallat
Un cop el metall s'ha solidificat completament, els pins d'expulsió empenyen la fosa fora de la cavitat. Aquests pins solen estar integrats a la meitat mòbil de la matriu i col·locats per evitar danyar la peça. El pas final és retallar les portes, els corredors i qualsevol flaix. Això es fa amb matrius o serres. El material de ferralla normalment torna directament al forn per al següent lot.
Per què s'utilitza HPDC
En comparació amb altres mètodes de fosa, la fosa a pressió a alta pressió aporta alguns avantatges reals a la taula:
Les taxes de producció superen la fosa per gravetat o baixa pressió. La injecció d'alta-velocitat significa que podeu treure peces ràpidament, per això HPDC domina la fabricació de grans-volums.
La precisió dimensional i l'acabat superficial surten excel·lents. Moltes peces van directament al muntatge sense mecanitzat secundari, estalviant temps i diners. La superfície llisa també agafa bé el xapat. A més, obteniu una microestructura consistent i propietats mecàniques sòlides a tota la peça.
Les seccions de paret poden arribar a ser increïblement primes-fins a 0,40 mm o menys en alguns casos. Això és més prim que el que és pràctic amb altres processos de fosa. Les parets primes redueixen el pes i us permeten colar insercions roscades, casquilles i altres maquinari durant l'abocament, reduint les operacions de muntatge aigües avall.
La flexibilitat d'eines significa que podeu llançar geometries complexes d'una sola vegada. I les matrius de fosa a pressió duren molt de temps, de manera que el cost de les eines s'amortitza en un gran nombre de peces, reduint els costos unitaris.
On s'aplica
Automoció
Aquest és, amb diferència, el mercat més gran per a HPDC. Els blocs del motor, les carcasses de la transmissió, els dipòsits d'oli, els suports i els components estructurals, com ara els submarcs, són tots fosos en aliatges d'alumini o magnesi.
Dispositius mèdics
Els instruments quirúrgics, les bombes d'infusió i les carcasses d'equips d'imatge aprofiten la fosa a pressió per a una producció lleugera i de gran -volum.
Aeroespacial
La indústria aeroespacial necessita components complexos i de precisió, i les capacitats d'automatització i les toleràncies estrictes de HPDC s'ajusten a la factura. Els components del motor d'aliatge d'alumini i magnesi provenen habitualment d'operacions de fosa a pressió.