Introducción al proceso de fundición a muerte

La fundición a died es una tecnología de fabricación eficiente en la que el metal fundido se inyecta en un molde a alta presión y se enfría rápidamente para formar la forma ‌. El proceso central incluye seis pasos: diseño de moho, fundición, fundición a matrices, enfriamiento, desmoldeamiento y postprocesamiento. Entre ellos, el diseño de moho y el control de presión tienen un impacto significativo en la calidad del producto terminado ‌. Las fundiciones producidas por este proceso cuentan con un acabado superficial alto y son adecuados para estructuras de paredes delgadas y complejas, lo que las hace particularmente adecuadas para la producción en masa.

1. Principios y características centrales del proceso de fundición de matriz

Principio central: Bajo la acción de alta presión (generalmente decenas a cientos de megapascales), el metal líquido o semi-líquido llena la cavidad del moho a una velocidad extremadamente alta (generalmente 30-80 m/s) y se solidifica y se forma a alta presión.

Características principales:

（1） Alta eficiencia y alta productividad: el ciclo de fundición a muerte es extremadamente corto, desde decenas de segundos hasta varios minutos, lo que lo hace altamente adecuado para la producción de lotes a gran escala.

（2） Precisión de alta dimensión y acabado superficial: las fundiciones tienen tolerancias dimensionales pequeñas y buena calidad de la superficie (RA 1.6-3.2 μm), y generalmente se pueden usar directamente con poco o ningún procesamiento mecánico requerido.

（3） Alta resistencia a la fundición: debido a la rápida solidificación a alta presión, la estructura de fundición es densa, los granos están bien y tiene una resistencia mecánica relativamente alta (la resistencia a la tracción es aproximadamente un 25% a 30% más alta que la de la fundición de arena).

（4） Capaz de fabricar piezas complejas de paredes delgadas: el llenado de alta presión asegura una excelente fluidez del metal fundido, lo que permite la producción de piezas de fundición con formas extremadamente complejas y espesores de la pared muy delgados (tan delgados como 0.5 mm).

（5） Insertar fundición: es fácil colocar piezas hechas de otros materiales (como aisladores, bujes, bujes de hilos, etc.) en el molde y luego se casan las juntas para formar ensamblajes.

Limitaciones:

（1） Alto costo de equipos y moldes: las máquinas de fundición a muerte y la fabricación de moho son extremadamente costosos y solo son adecuados para que la producción en masa extienda los costos.

（2） Limitaciones del material: se usa principalmente para aleaciones no ferrosas como zinc, aluminio, magnesio y cobre, y rara vez se usa para el hierro fundido y el acero fundidos a troqueles.

（3） Presencia de poros: durante el llenado de alta velocidad, el aire en la cavidad es difícil de descargar por completo, lo que conduce fácilmente a la formación de poros dentro del fundición. En general, el tratamiento térmico (para evitar ampollas superficiales causadas por la expansión del gas) y la soldadura no se puede llevar a cabo.

（4） Tamaño de pieza limitada: restringido por el tonelaje de la fuerza de sujeción de la máquina de fundición a muerte.

2. Tipos principales de procesos de fundición de troquel

El lanzamiento de die se divide principalmente en dos categorías basadas en las diferencias en los sistemas de inyección:

（1） Casting de troqueles de cámara caliente

• Principio de trabajo: el mecanismo de inyección (cuello de cisne, golpe, etc.) está directamente sumergido en el horno de metal fundido. Durante la inyección, la máquina usa presión hidráulica para empujar el golpe, empujando el metal fundido a través del cuello de cisne y la boquilla en el molde.

• Ventajas: velocidad de ciclo rápido (aproximadamente 1,000 veces o más por hora), eficiencia extremadamente alta; Menos pérdida de metal; El proceso es simple y fácil de automatizar.

• Desventaja: el mecanismo de inyección es propenso a la corrosión cuando se sumerge constantemente en metal fundido.

• Materiales aplicables: principalmente adecuados para aleaciones de bajo punto de fusión, como zinc, estaño, plomo, etc. A veces también se usa para una pequeña cantidad de aleación de magnesio.

• Ejemplos de aplicaciones: juguetes, cremalleras, engranajes, adornos pequeños, pequeñas piezas de hardware.

（2） Casting de la cámara fría

• Principio de trabajo: el horno está separado del mecanismo de inyección. Primero, una cierta cantidad de metal fundido se saca del horno con una cuchara y se vierte en la manga de inyección (cámara fría). Luego, la máquina usa un golpe de alta presión para empujar el metal fundido hacia el molde.

• Ventajas: evita el contacto prolongado entre el sistema de inyección y el metal fundido a alta temperatura.

• Desventaja: el tiempo del ciclo es más lento que el de la fundición de troquel de cámara caliente; Existe la posibilidad de pérdida de calor y oxidación durante el proceso de transferencia de metal fundido.

• Materiales aplicables: principalmente adecuados para aleaciones de alto punto de fusión, como aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre y aleaciones de magnesio. Este método produce la gran mayoría de las castas de aleación de aleación de aluminio.

• Ejemplos de aplicación: bloques de motor de automóviles, cajas de transmisión, llantas de aleación de aluminio, recintos eléctricos, carcasas de bombas de agua.

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（1） Preparación y pulverización del molde: limpie el molde, cierre el molde y rocíe el agente de liberación del molde (que tiene funciones lubricantes y de enfriamiento) en la superficie de la cavidad.

（2） Cierre y vertido del molde: el molde está bloqueado a alta presión, y el metal fundido medido con precisión se vierte en la manga de inyección usando una máquina de vertido automática o manualmente.

（3） Inyección: la máquina de fundición a muerte empuja el golpe en dos etapas:

• Inyección lenta: el golpe avanza lentamente, empujando el metal fundido a la puerta del molde y expulsando el gas dentro de la manga.

• Inyección de alta velocidad: el golpe se empuja a una velocidad extremadamente alta, y el metal fundido llena toda la cavidad a alta velocidad bajo alta presión.

（4） Mantenimiento de presión y enfriamiento: después de completar la inyección, el golpe mantiene la presión (retención de presión), lo que permite que el metal se contraiga y se solidifique bajo presión.

（5） Apertura y expulsión del molde: después de que la fundición se solidifica, el molde se abre y el mecanismo de PIN de eyección empuja la fundición del molde.

（6） Post-tratamiento: Retire la fundición, corte el sistema de activación y el sistema de desbordamiento (pastel, corredor, flash, bolsa de escoria, etc.), y realice el tratamiento de desgaste, pulido y superficie si es necesario.

4. Los principales campos de aplicación del casting de matriz

Las cascas casi han impregnado todos los aspectos de la industria moderna.

La selección de campos de aplicación para procesos de fundición a muerte se basa principalmente en el equilibrio de los siguientes factores:

(1) Tamaño del lote de producción: debe ser lo suficientemente grande como para distribuir el alto costo de moho.

(2) Complejidad por parte: cuanto más compleja es la forma y mayor es el grado de integración, más obvias son las ventajas de la fundición a muerte.

(3) Requisitos de material: principalmente aplicables a aleaciones no ferrosas como aluminio, zinc, magnesio y cobre.

(4) Requisitos de rendimiento: para piezas con alta resistencia y alta densidad (sin porosidad) requisitos, se deben adoptar procesos de fundición más avanzados.

5. Conclusión

La fundición a Die es un proceso de fabricación altamente eficiente y preciso de forma cercana a la red, y es una tecnología fundamental indispensable en la fabricación moderna a gran escala, especialmente en las industrias automotrices y 3C. En el contexto de la búsqueda de un diseño liviano e integrado, su estado se está volviendo cada vez más importante.