Introducción al proceso de fundición de aluminio

La fundición a presión de aluminio, también conocida como forja de troquel líquido, es un proceso de formación compuesto que combina las características de fundición y forja. Logra fundiciones de alta calidad con una densa estructura interna y propiedades mecánicas cercanas a las de las parlotes aplicando una presión mecánica extremadamente alta, lo que hace que el metal fundido se solidifique y tome forma bajo presión.

I. Principios y proceso centrales

El núcleo de la fundición de compresión se encuentra en la 'solidificación lenta bajo alta presión '.

Flujo de proceso básico :

1. Melto y vertido cuantitativo: derrita la aleación de aluminio a la temperatura predeterminada y luego use el sistema de vertido cuantitativo para verter la cantidad precisa de aluminio líquido en la cavidad del moho inferior precalentada.

2. Cierre de moho y presurización: el moho superior desciende rápidamente para cerrar el molde y aplica una presión estática unidireccional extremadamente alta al aluminio fundido dentro del molde (la presión suele ser mucho más alta que la de fundición tradicional, alcanzando 50-150 MPa o incluso más).

3. Sostenimiento de presión y solidificación: la presión se aplicará y mantendrá continuamente durante un período de tiempo hasta que el aluminio fundido se solidifique por completo a alta presión. Esta etapa es la clave para obtener tejidos densos.

4. Apertura y expulsión del molde: después de la despresurización, se abre el molde y la fundición terminada se expulsa del molde utilizando el mecanismo de eyección.

5. Post-Treatamiento: Retire las puertas, los elevadores y el flash. Si es necesario, realice el tratamiento térmico T6.

II. Características y ventajas principales

En comparación con el proceso tradicional de fundición a muerte, la fundición de compresión tiene las siguientes ventajas significativas:

1. Densidad de fundición extremadamente alta: la alta presión obliga al metal fundido a contraerse, eliminando las cavidades de contracción y la porosidad causadas por la solidificación y la contracción, al tiempo que inhiben la liberación del gas. No hay poros dentro de la fundición, y la estructura es densa.

2. Excelentes propiedades mecánicas: debido a su estructura densa, las propiedades mecánicas de las piezas de fundición (especialmente el alargamiento, la resistencia al impacto y la resistencia a la fatiga) son mucho más altas que las de las castas de matriz tradicionales, e incluso pueden alcanzar o abordar el nivel de las paradas.

Por ejemplo, después de exprimir la fundición y el tratamiento con T6, la resistencia a la tracción de la aleación A356 puede alcanzar 300-350 MPa, y la alargamiento puede exceder el 10%.

3. El tratamiento térmico es posible: como no hay contracción en el interior, las piezas fundidas pueden sufrir tratamientos térmicos como el tratamiento de la solución (T4) y el envejecimiento artificial (T6), maximizando así sus propiedades mecánicas. Esto es algo que las castas tradicionales no pueden lograr.

4. Excelente precisión dimensional y calidad de la superficie: formado en moldes de metal, el producto tiene un acabado superficial alto, dimensiones estables y un pequeño subsidio de mecanizado.

Limitaciones :

1. Inversión de equipos grandes: dedicados de gran talla . se requieren máquinas de fundición Los moldes deben resistir una presión extremadamente alta, con altos requisitos de rigidez y resistencia, lo que resulta en altos costos. de ajuste

2. Baja eficiencia de producción: debido a sus características de 'inyección lenta y tiempo de mantenimiento largo', el ciclo de producción es más largo que el de la fundición tradicional de troqueles.

Iii. En comparación con la formación tradicional de fundición y forja

IV. Campos de aplicación clave

Las fundiciones de compresión se utilizan principalmente en campos donde existen requisitos extremadamente altos para la seguridad, la fiabilidad y las propiedades mecánicas.

1. Seguridad automotriz y componentes estructurales (áreas de aplicación central):

Chasis y sistema de suspensión: nudillo de dirección (brazo de control), cubo de ruedas, enlace de suspensión, cuerpo de calibrador. Estos componentes requieren fuerza y ​​confiabilidad de fatiga extremadamente alta.

Nuevos vehículos de energía: bandejas/cáscaras de paquetes de baterías (que requieren un alto rendimiento de sellado, alta rigidez y resistencia al impacto), conchas de accionamiento del motor y capas electrónicas del sistema de control.

Sistema de frenado: carcasa de refuerzo de frenos.

2. Industria aeroespacial y militar

Componentes estructurales de carga no primos con requisitos estrictos para el peso y el rendimiento, como soportes, conchas y piezas de vehículos aéreos no tripulados, etc.

3. Equipo deportivo de alto rendimiento

Marcos de bicicleta, ruedas de motocicleta y componentes del motor, sujetadores de equipos de escalada de montaña, etc.

4. Otros campos industriales:

Cuerpos de válvulas neumáticas/hidráulicas de alta presión, carcasas de la bomba, componentes del compresor y otras partes que necesitan resistir alta presión y alta fatiga.

V. Conclusión

La fundición de aluminio a presión es un proceso de formación de alta gama que es 'orientado a la calidad '. Llena perfectamente el vacío entre la fundición tradicional de troqueles (que enfatiza la eficiencia) y la forja (que se centra en el rendimiento pero es costoso y tiene limitaciones de forma). Con el desarrollo de la industria, la colocación de compensación capaz de producir componentes estructurales de alto rendimiento y altamente confiables desempeñará un papel importante y se convertirá en una parte importante de la tecnología de fabricación avanzada.