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HY ti presenta il processo completo di pressofusione (Parte 1)

2024-01-09

Cos'è la pressofusione?

La pressofusione è un processo di fusione del metallo a lungo termine ampiamente utilizzato in cui il metallo fuso viene fuso in uno "stampo" sotto una pressione compresa tra 0,7 e 700 MPa, dove si solidifica in una fusione di metallo. Le pressofusioni, a volte chiamate pressofusioni a pressione, vengono utilizzate nelle carcasse delle automobili, nei componenti elettrici e nei giocattoli.

Esempio di stampo per colata

I metalli non ferrosi alluminio, zinco, rame, magnesio, piombo e Inconel sono ampiamente utilizzati per produrre componenti complessi, resistenti e di alta qualità. Diversi elementi chimici vengono aggiunti al metallo fuso per modificare la composizione chimica originale del metallo e soddisfare le esigenze delle diverse parti del prodotto. A seconda della complessità, delle dimensioni e del materiale della parte, la parte finale prodotta può essere una fusione singola o più colate. Nello stampo è presente una singola cavità, più cavità o anche più cavità di parti diverse o un insieme di unità di stampo formate da più stampi combinati insieme.

La storia degli stampi per pressofusione

Il processo fu introdotto a metà del XIX secolo e fu utilizzato per la prima volta per produrre parti per l'industria della stampa. Successivamente, è diventato uno dei processi di produzione più critici. Con il progresso della scienza e della tecnologia moderne, è diventato uno dei processi di produzione sempre più importanti ed è ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica.

Come mostrato di seguito, la pressofusione può produrre parti con caratteristiche complesse ed eccellenti finiture superficiali. Può anche competere con altre tecniche di produzione come lo stampaggio della lamiera, la forgiatura e altri processi di fusione.

Avantaggi e svantaggi del processo di pressofusione

Vantaggi della pressofusione

Le parti pressofuse sono più economiche e la qualità prodotta è stabile e costante. Sono una delle parti adatte ai processi di produzione di massa. I processi di produzione semi-automatizzati o completamente automatizzati riducono i costi di manodopera. È possibile eseguire facilmente fusioni di precisione complessa, con dimensioni delle parti che vanno da 25 ge 25 kg. A causa dell'elevata pressione utilizzata nel processo, lo spessore delle pareti delle parti può essere sottile fino a 0,38 mm. Poiché il metallo fuso si raffredda rapidamente sulle pareti dello stampo, il pezzo fuso presenta una crosta a grana fine, molto resistente e dura. Pertanto, all'aumentare dello spessore della parete, aumenta la resistenza delle parti pressofuse. I cuscinetti che originariamente richiedevano lavorazione sono stati prodotti senza lavorazione aggiuntiva e hanno prodotto direttamente una superficie liscia. La pressofusione HY può produrre prodotti con superfici lisce e pulite ad alta velocità, quasi senza necessità di post-elaborazione. Eccellente precisione dimensionale della parte e buona finitura superficiale a -0,8-3,2 um Ra.

Il processo di pressofusione non viene utilizzato solo per pezzi di grandi dimensioni, è possibile produrre anche pezzi più piccoli utilizzando stampi per pressofusione multi-cavità o micropressofusione.

Svantaggi della pressofusione

A causa del costo elevato delle attrezzature, i getti pressofusi sono adatti per la produzione in serie di molti metalli, ma non sono adatti per metalli e leghe ad alto punto di fusione. Inoltre, non sono adatti per metalli ferrosi come acciaio inossidabile, acciaio al carbonio e acciaio legato che tendono alla ruggine. Il costo dello stampo è elevato e i tempi di consegna del progetto sono relativamente lunghi. La modifica del design delle parti richiede tempo ed è costosa, quindi la prototipazione della parte richiede la conferma di tutti i dettagli con il cliente prima di procedere alla produzione pressofusa.

Tipo pressofuso

Processo a camera calda e processo a camera fredda

I due tipi fondamentali di macchine per pressofusione sono le macchine per pressofusione a camera calda e le macchine per pressofusione a camera fredda. Le variazioni su questi due importanti tipi di processi di fusione sono sottovuoto, estrusione, bassa pressione e pressofusione semisolida. Diversi processi di pressofusione vengono selezionati in base al materiale della parte, alla geometria, alle dimensioni e alla complessità.

Processo a camera calda

Il processo a camera calda è talvolta chiamato processo di fusione a stampo caldo o a collo di cigno. In questo processo, lo stantuffo e la camera del meccanismo di iniezione vengono immersi in un bagno di metallo fuso in un forno per metalli e utilizzati con metalli a basso punto di fusione che non attaccano chimicamente il gruppo dello stantuffo immerso. Quando lo stampo si chiude, lo stantuffo si ritrae e apre la porta della camera, consentendo al metallo fuso di fluire nella camera. Lo stantuffo quindi sigilla la porta mentre spinge il metallo fuso attraverso il collo di cigno e l'ugello nella cavità dello stampo. Dopo essere entrato nella cavità dello stampo, il metallo fuso viene mantenuto sotto pressione finché non si solidifica all'interno dello stampo. A causa della pressione più elevata, il processo a camera calda ha una produttività molto più elevata rispetto al processo a camera fredda. La fusione a camera calda è più adatta per la lavorazione di metalli con punti di fusione più bassi, come stagno, zinco e leghe.

Vantaggi della pressofusione a camera calda

1. Offre velocità di produzione più elevate: fino a 18.000 cicli all'ora per parti più piccole.

2. Produrre parti con porosità inferiore

3. Il metallo all'interno della macchina per pressofusione può essere fuso e il processo produce una riduzione dei rifiuti metallici

4. Maggiore durata dello stampo grazie al basso punto di fusione

Svantaggi della pressofusione a camera calda

1. Conveniente solo per la produzione in grandi volumi

2. Non è possibile utilizzare metalli ad alto punto di fusione

3. Richiede un intervallo di pressione elevato

4. La mobilità del metallo è bassa, limitando così la complessità del prodotto

5. Potrebbero essere presenti segni di espulsione e una piccola quantità di bava rimanente sulla linea di separazione dello stampo.

Processo in cella frigorifera

Nel processo a camera fredda, il metallo fuso viene versato nel manicotto o nella porzione della camera del cilindro di iniezione prima di essere spinto nello stampo. Poiché il manicotto non viene riscaldato, il processo è chiamato processo a camera fredda. Poiché il forno per il metallo è autonomo, non ci sono problemi di corrosione.

Il processo a camera fredda inizia quando il materiale fuso viene trasferito dal forno alla camera di iniezione attraverso il foro di colata. Un pistone idraulico sigilla quindi l'apertura della camera fredda e spinge il metallo sotto pressione nella cavità dello stampo. Il campo di pressione è compreso tra 30 MPa e 150 MPa. Il processo viene generalmente utilizzato per le leghe ad alto punto di fusione di alluminio, magnesio e rame, ma può essere utilizzato anche per fondere altri metalli, compresi i metalli ferrosi. La temperatura del metallo fuso inizia a 600°C per l'alluminio e alcune leghe di magnesio e aumenta significativamente per le leghe a base di rame e ferro.

Vantaggi della pressofusione a camera fredda

1. Può produrre parti con resistenza più elevata

2. A causa dell'aumento della pressione durante il processo di iniezione, la densità dei getti metallici è maggiore

3. Il livello zero non è facile da danneggiare e riduce i costi di manutenzione.

4. Offre una precisione dimensionale superiore alle parti

5. Il processo è semplice e facile da usare.

Svantaggi della pressofusione a camera fredda

I tempi di ciclo delle apparecchiature meccaniche sono più lenti rispetto alla pressofusione a camera calda, probabilmente a causa del trasferimento del metallo dal forno alla camera. Durante questo processo, i livelli di ossidazione e altri contaminanti rimangono elevati e la qualità della parte finale è più suscettibile ai contaminanti.

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