¿Qué es la fundición a presión? ¿Qué es el proceso de fundición a presión?

La fundición a alta presión es un tipo de método de fundición especial con menos cortes y sin cortes que se ha desarrollado rápidamente en la tecnología moderna de procesamiento de metales. Es un proceso en el que el metal fundido se llena en un molde a alta presión y alta velocidad, y se cristaliza y solidifica a alta presión para formar una pieza fundida. La alta presión y la alta velocidad son las principales características de la fundición a alta presión. La presión comúnmente utilizada es de decenas de megapascales, la velocidad de llenado (velocidad de la puerta interior) es de aproximadamente 16-80 m / s, y el tiempo para que el metal fundido llene la cavidad del molde es extremadamente corto, aproximadamente 0.01-0.2 segundos. Debido a que los productos producidos por este método tienen las ventajas de una alta eficiencia de producción, procedimientos simples, mayores niveles de tolerancia de piezas fundidas, buena rugosidad superficial y alta resistencia mecánica, puede ahorrar muchos procedimientos y equipos de mecanizado, ahorrar materias primas, etc. , por lo que se ha convertido en un casting Una parte importante de la industria.

Los principales parámetros del proceso del proceso de fundición a presión

1. Introducción al proceso de fundición a presión

• R: El proceso de fundición a presión es un proceso de combinación orgánica de los tres elementos de la máquina de fundición a presión, el molde de fundición a presión y la aleación de fundición a presión.
• B: El proceso de llenado de metal de la cavidad durante la fundición a presión es un proceso de equilibrio dinámico de factores de proceso como la presión, la velocidad, la temperatura y el tiempo.
• C: Estos factores de proceso se restringen y se complementan entre sí. Solo seleccionando y ajustando correctamente estos factores para coordinarlos se pueden obtener los resultados esperados. En el proceso de fundición a presión, no solo se puede obtener la procesabilidad de la estructura de fundición, sino también la naturaleza avanzada del molde. El rendimiento y la estructura de la máquina de fundición a presión son excelentes, la adaptabilidad de la selección de la aleación de fundición a presión y la estandarización del proceso de fundición. Se debe prestar más atención al importante efecto de la presión, la velocidad y el tiempo en la calidad de las piezas fundidas.

2. Presión

La existencia de presión es la principal característica que distingue el proceso de fundición a presión de otros métodos de fundición. La presión es el factor que hace que las piezas moldeadas obtengan una estructura compacta y un contorno claro; la presión se puede expresar en fuerza de inyección y presión específica.

2.1 Fuerza de inyección

La fuerza de inyección es la fuerza que empuja el movimiento del pistón de inyección en el mecanismo de inyección del morir fundición máquina. La fuerza de inyección es un parámetro principal que refleja la función de la máquina de fundición a presión. El tamaño de la fuerza de inyección está determinado por el área de la sección transversal del cilindro de inyección y la presión del fluido de trabajo en la cámara de inyección. La fórmula de la fuerza de inyección es la siguiente: F presión = P líquido XA cilindro

2.2 Presión específica

La presión del metal fundido en la cámara de presión por unidad de área se llama presión específica. La presión específica es la relación entre la fuerza de inyección y el área de la sección transversal de la cámara de presión. La fórmula de cálculo es la siguiente: Relación P = inyección P / cámara A

La presión específica es el método de expresión de la fuerza real del metal fundido en cada etapa del proceso de llenado y refleja el concepto de la fuerza del metal fundido en cada etapa del llenado y cuando el metal fluye a través de diferentes secciones transversales. áreas. La presión específica durante el llenado se denomina presión específica de llenado o presión específica de inyección. La presión específica en la fase de refuerzo se denomina presión específica de refuerzo. Las magnitudes de las dos presiones específicas también se determinan según la fuerza de inyección.

2.3 El papel y la influencia de la presión

• R: La presión específica de llenado es para superar la resistencia al flujo en el sistema de compuerta y la cavidad, especialmente la resistencia en la compuerta interna, de modo que el flujo de líquido metálico pueda alcanzar la velocidad de compuerta interna requerida.
• B: La presión de sobrealimentación y la presión específica determinan la presión sobre el metal solidificado y la fuerza de abombamiento formada en este momento. La influencia de la presión específica en las propiedades mecánicas de la pieza fundida: aumento de la presión específica, cristales finos y aumento de las capas de grano fino Más grueso, debido a las características de relleno mejoradas, la calidad de la superficie mejorada, los efectos de los poros reducidos y la resistencia a la tracción mejorada.
• C: Efecto sobre las condiciones de llenado: la aleación fundida llena la cavidad bajo una alta presión específica, la temperatura de la aleación aumenta y la fluidez mejora, lo que es beneficioso para la mejora de la calidad de las piezas fundidas.

3. Velocidad

Durante el proceso de fundición a presión, la velocidad de inyección se ve directamente afectada por la presión y, junto con la presión, juega un papel importante en la calidad interna, los requisitos de superficie y la claridad del contorno de la fundición. La presión es la representación de velocidad básica de la velocidad y se divide en dos tipos: velocidad de perforación y velocidad de entrada.

3.1 La relación entre la velocidad del puñetazo y la velocidad del coito

De acuerdo con el principio de continuidad, al mismo tiempo, el volumen del flujo de metal que fluye a través del líquido de aleación con el área de la sección transversal de la cámara de presión F1 a la velocidad V1 debe ser igual al volumen del líquido de aleación. que fluye a través de la puerta interior con el área de sección transversal F2 a la velocidad V2 F1 cámara V1 disparo = Dentro de F2 y dentro de V2. Por lo tanto, cuanto mayor sea la velocidad de inyección del martillo de inyección, mayor será el flujo de metal a través de la compuerta.

3.2 Velocidad de inyección

• R: La velocidad de inyección se divide en dos niveles. La velocidad de inyección de primer nivel también se denomina velocidad de inyección lenta. Este nivel de velocidad se refiere a la velocidad de movimiento del punzón desde el movimiento inicial hasta que el punzón envía el metal fundido de la habitación hacia la puerta interior. En esta etapa, se requiere llenar la cámara de presión con el metal fundido en la cámara de presión, bajo el principio de no reducir demasiado la temperatura del líquido de aleación, sino también ayudar a eliminar el gas en la cámara de presión.
• B: La velocidad de inyección secundaria también se denomina velocidad de inyección rápida. Esta velocidad está determinada por las características de la máquina de fundición a presión. La velocidad máxima de inyección dada por la máquina de fundición a presión está generalmente dentro del rango de 4-5 m / s.

3.3 El papel y la influencia de la velocidad de inyección rápida

El efecto y la influencia de la velocidad de inyección rápida en las propiedades mecánicas de las aleaciones, aumentan la velocidad de inyección, convierten la energía cinética en energía térmica, mejoran la fluidez de la aleación fundida, ayudan a eliminar defectos como marcas de flujo, barreras de frío y mejoran las propiedades mecánicas y la calidad de la superficie, pero cuando la velocidad es demasiado rápida, la aleación fundida se empañará y se mezclará con gas, lo que provocará un grave atrapamiento y degradación de las propiedades mecánicas.

3.4 Velocidad de la puerta interior

La velocidad lineal cuando el metal fundido entra por la puerta interior y se introduce en la cavidad se denomina velocidad de la puerta interior; el rango habitual de la velocidad de la puerta interior es de 15 a 70 m / s. La velocidad de la puerta interior tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas de la fundición. Si la velocidad de la puerta interior es demasiado baja, la resistencia de la fundición disminuye; la velocidad aumenta, la fuerza aumenta; la velocidad es demasiado alta y la fuerza disminuye.

4. Temperaturas

En el proceso de fundición a presión, la temperatura juega un papel importante en el estado térmico del proceso de llenado y la eficiencia de la operación. La temperatura a la que se hace referencia en la fundición a presión se refiere al vertido, la temperatura y la temperatura del molde. El control de la temperatura es un factor industrial importante para obtener buenas piezas fundidas. La temperatura de vertido del metal fundido se refiere a la temperatura promedio cuando ingresa a la cavidad desde la cámara de presión. Debido a que es inconveniente medir la temperatura del metal fundido en la cámara de llenado, generalmente se expresa como la temperatura del horno de mantenimiento.

4.1 El papel y la influencia de la temperatura de vertido

Influencia de la temperatura de la aleación en las propiedades mecánicas de las piezas fundidas. A medida que aumenta la temperatura de la aleación. El rendimiento mecánico ha mejorado, pero después de cierto límite, el rendimiento se deteriora, las principales razones son:

• R: La solubilidad del gas en la aleación aumenta con el aumento de temperatura. Aunque el gas se disuelve en la aleación, es difícil de precipitar durante el proceso de fundición a presión, lo que afecta las propiedades mecánicas.
• B: El contenido de hierro aumenta con el aumento de la temperatura de la aleación, lo que reduce la fluidez, los cristales gruesos y deteriora el rendimiento.
• C: Las aleaciones de aluminio y magnesio se oxidan más con el aumento de temperatura, oxidando las inclusiones y deteriorando las propiedades de la aleación.

4.2 El papel y la influencia de la temperatura del molde

Durante el proceso de fundición a presión, el molde requiere una cierta temperatura. La temperatura del molde es otro factor importante en el proceso de fundición a presión, que juega un papel importante en la mejora de la eficiencia de la producción y la obtención de piezas fundidas de alta calidad.

Durante el proceso de llenado, la temperatura del molde tiene una gran influencia en la temperatura del líquido metálico, la viscosidad, la fluidez, el tiempo de llenado, el estado de flujo de llenado directo, etc. Cuando la temperatura del molde es demasiado baja, la capa superficial se condensa y la velocidad es alta. el flujo de líquido se rompe nuevamente, lo que resulta en una capa superficial Defectos, incluso si la temperatura de moldeo es demasiado alta, aunque es beneficioso obtener una superficie lisa de la pieza fundida, es fácil de encoger y abollar

La temperatura del molde tiene un efecto significativo sobre la velocidad de enfriamiento, el estado cristalino y la tensión de contracción de la aleación fundida.

Si la temperatura del molde es demasiado baja, la tensión de contracción aumentará y la pieza fundida es propensa a agrietarse.

La temperatura del molde tiene una gran influencia en la vida útil del molde. Los cambios intensos de temperatura forman un estado de tensión complejo y los cambios de tensión frecuentes provocan grietas tempranas.

La temperatura del molde tiene un efecto sobre el nivel de tolerancia dimensional de la pieza fundida. Si la temperatura del molde es estable, la contracción dimensional de la pieza fundida también es estable y también se mejora el nivel de tolerancia dimensional.

 5. Tiempo

El "tiempo" en el proceso de fundición a presión es el tiempo de llenado, el tiempo de acumulación de presión, el tiempo de mantenimiento de la presión y el tiempo de retención del molde. Estos "tiempos" son los tres factores de presión, velocidad y temperatura, más las propiedades físicas del metal fundido. , Estructura de fundición (especialmente espesor de pared), estructura de molde (especialmente sistema de vertido y sistema de desbordamiento) y otros resultados integrales.

5.1 Tiempo de llenado

El tiempo requerido para que el metal fundido ingrese a la cavidad bajo presión hasta que se llene se llama tiempo de llenado. El tiempo de llenado de las piezas galvanizadas es de 0.02S y el tiempo de llenado de las piezas de inyección de combustible es de 0.04S.

5.2 Tiempo de llenado

El tiempo de aumento de la presión de sobrealimentación se refiere a la fase de sobrealimentación del metal fundido en el proceso de llenado, comenzando desde el instante en que se llena la cavidad, hasta que la presión de sobrealimentación alcanza un valor predeterminado, es decir, desde el aumento de presión específica de inyección hasta el aumento El tiempo que tarda la presión en acumularse

5.3 Tiempo de espera

Una vez que el metal fundido llena la cavidad, el período de tiempo durante el cual el metal fundido se solidifica bajo la acción de la presión de sobrealimentación se denomina tiempo de retención. La función del tiempo de retención es hacer que el punzón de inyección transfiera la presión a través del material restante sin solidificar y el metal sin solidificar en la parte de la compuerta a la cavidad, de modo que el metal solidificado cristalice bajo la presión para obtener una pieza densa.

3. Diseño de fundición a presión

Para evitar fundamentalmente la aparición de productos defectuosos y piezas de fundición a presión de producción en masa a bajo coste, el diseño de piezas de fundición a presión debe ser adecuado para la producción de fundición a presión. Un buen diseño de fundición a presión puede garantizar la vida útil, la producción y la fiabilidad de producción del molde. Con una buena tasa de rendimiento, a continuación se explicarán los principios de diseño y los requisitos de la estructura y el proceso de fundición a presión.

1. Evite el cóncavo interno y minimice el número de tirones laterales del núcleo al diseñar

2. Diseño del espesor de pared de fundiciones a presión.

El espesor de la pared de las piezas fundidas a presión es generalmente de 2 a 5 mm. Generalmente se considera que un espesor de pared de 7 mm o más no es bueno porque su resistencia disminuye con el aumento del espesor de la pared. Además, el diseño del espesor de pared debe seguir el principio de igual espesor de pared tanto como sea posible, principalmente para evitar que la gran diferencia entre la tensión de contracción generada por las juntas calientes locales y los diferentes espesores provoquen poros internos, deformaciones, grietas y otros defectos. .

3. Diseño de esquina redonda de fundición a presión.

A excepción de los requisitos especiales de coincidencia, todas las partes de la fundición deben diseñarse con esquinas redondeadas. La función de las esquinas redondeadas es evitar la concentración de tensiones y el agrietamiento, y al mismo tiempo prolongar la vida útil del molde. Además, cuando las piezas tienen requisitos de tratamiento superficial, las esquinas redondeadas se pueden recubrir uniformemente. Suelo.

4. Diseño del ángulo de tiro de la fundición a presión.

La función del ángulo de desmoldeo es hacer que el producto se desmolde suavemente, reducir la fuerza de apriete de las piezas y evitar que las piezas se tensen. La inclinación mínima de las piezas fundidas a presión se enumera en la siguiente tabla, y se debe tomar la inclinación más grande si está permitida. , El rango general es de 1-3 grados en un lado.

5. El diseño de la posición de expulsión del proceso de fundición a presión.

Después de que se abre el molde en el proceso de fundición a presión, el producto se envuelve en el molde móvil y debe ser expulsado por el eje expulsor del molde. Por tanto, el producto debe tener suficiente espacio para colocar el pin expulsor. El diámetro del eje expulsor del producto fundido a presión es generalmente superior a 5 mm e inferior a 5 mm. A menudo se rompe durante la producción, por lo que no se recomienda. Al diseñar productos de fundición a presión, considere si hay suficiente espacio y posición de expulsión. Trate de evitar el uso de un dedal de forma especial y use un dedal redondo. Al mismo tiempo, preste atención a la posición del dedal y la pared. Distancia suficiente, generalmente superior a 3 mm.

6. Reducir el diseño del procesamiento posterior de fundiciones a presión.

Las piezas de fundición a presión pueden lograr una alta precisión dimensional, por lo que la mayoría de las superficies y piezas no requieren procesamiento mecánico y se pueden ensamblar y usar directamente. Al mismo tiempo, el procesamiento mecánico no es compatible por las siguientes dos razones. Una es que la superficie de la pieza fundida es dura y resistente al desgaste, y se perderá después del procesamiento. Esta capa fría, la segunda es que generalmente hay poros dentro de la fundición a presión. Los pequeños poros dispersos no afectan el uso. Después del procesamiento, los poros se exponen para afectar la apariencia y la función de uso. Incluso si existen requisitos especiales que requieren procesamiento mecánico, se debe utilizar. Controle razonablemente el margen de mecanizado, reduzca el tiempo de mecanizado y la posibilidad de fugas de orificios de aire. Generalmente, la tolerancia de mecanizado se controla por debajo de 0.8. Para minimizar el procesamiento mecánico, se requiere formular la tolerancia del dibujo de manera razonable para asegurar la instalación de las piezas. El rango de tolerancia inadecuado aumentará el mecanizado posterior. En segundo lugar, el diseño razonable reduce la contracción y deformación de las piezas. En tercer lugar, se pueden considerar los orificios de montaje en ángulo para los orificios en forma de tope.

7. Diseño integrado en el diseño de fundición a presión.

Los insertos metálicos o no metálicos se pueden moldear en piezas de fundición a presión, principalmente para mejorar la resistencia local y la resistencia al desgaste o para formar cavidades internas difíciles de formar. La parte donde el inserto está incrustado en el metal debe diseñarse para evitar la rotación y evitar el movimiento axial. Considere la conveniencia de insertar el inserto en el molde y la estabilidad de resistir el impacto del metal fundido.

5. Casos de resolución de problemas de calidad de fundición a presión.

El problema de no ver la luz en el procesamiento de 100 caras del caparazón

1.1 Encuesta de estado

1.2 La razón por la que el procesamiento no ve la luz

1.2.1 Al procesar la carcasa, primero utilice las caras de los extremos B1, B2 y B3 como superficie de referencia para procesar la superficie de la matriz móvil, y luego utilice la superficie de la matriz móvil procesada como superficie de referencia para procesar la superficie de la matriz estática. Después de medir la parte invisible, se encuentra que la superficie del molde móvil es un bisel después del procesamiento (como se muestra en la figura siguiente). En comparación con la parte procesada normal, la superficie del molde móvil de la parte invisible se procesa localmente en 1 mm más. Es causado por una sujeción incorrecta del plano de referencia B2 o una deformación del plano de referencia durante el procesamiento.

1.3. Razones de la deformación del orificio de referencia B2

1.3.1 El grosor de la rebaba de tipo parcial hace que la cara del extremo del orificio de referencia B2 se vuelva más alta. El grosor de la pared de la parte invisible B2 es de 8 mm y los dos grosores de la pared de la pieza B procesada normal son iguales. El grosor de la pared cambia poco. El grosor de la rebaba no es la razón del aumento de la superficie final del orificio de referencia B2.

1.3.2 Se han fijado los núcleos de los agujeros B1, B2 y B3 en el molde y no se ha encontrado ningún retroceso del núcleo. El problema central de la retirada se puede eliminar.

1..3 La protuberancia en el agujero B2 provoca su deformación. Observe la pieza defectuosa devuelta. Hay golpes serios en el hoyo B2 y no es un golpe nuevo. La protuberancia es la causa principal de la deformación en el agujero B2.

Conclusión 1.4

Conclusión: Debido a la colisión, el orificio B2 se deforma hacia el lado del molde estático, lo que hace que el B2 sea más alto cuando se procesa la superficie móvil del molde. La superficie del molde móvil se procesa en un bisel, y el procesamiento local es 1 mm más; al procesar la superficie del molde estático, la superficie del molde móvil se utiliza como plano de referencia. La parte del molde estático correspondiente a la posición de procesamiento múltiple del molde móvil no tiene cantidad de procesamiento, lo que hace que el procesamiento del lado del molde estático sea invisible.

1.5 Medidas de mejora

1.5.1 Al colocar las piezas en el taller de fundición a presión y el taller de limpieza, colóquelas con cuidado y colóquelas ordenadamente para evitar golpear las piezas fundidas y siga estrictamente el proceso. Coloque dos capas de cartón entre cada capa de fundición. Departamento de almacenaje y transporte. Durante la rotación, evite que el montacargas golpee las piezas y evite que las piezas golpeen debido a métodos de transporte de horquillas inapropiados y velocidad de transporte excesiva.

1.5.2 Limpie las rebabas de partición a tiempo para evitar rebabas de partición demasiado gruesas.

2.2 Análisis de la razón

2.2.1 El diámetro del orificio de la pieza donde aparecen los poros en el orificio 701 # de Lishell es q26, el diámetro del orificio después del procesamiento es p27.9, la tolerancia de mecanizado es de 0.95 mm, la tolerancia de mecanizado es grande y los poros son fáciles a aparecer.

 Conclusión 2.3

Conclusión: La temperatura central de 701 # es demasiado alta, está en la cavidad profunda y el escape es deficiente, y la tolerancia de mecanizado es demasiado grande, lo que hace que el orificio 701 # sea propenso a poros después del procesamiento.

2.4 Medidas de mejora

2.4.1 El departamento técnico diseñado para agregar agua al orificio 701 # para reducir la temperatura central; cambie el dibujo del molde, agregue una ranura de desbordamiento en el orificio 701 # para fortalecer el efecto de escape; cambie el dibujo del núcleo y cambie el margen de mecanizado del orificio 701 # Reducido de 0.9 mm a 0.7 mm.

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