Introduzione
La fusione è la prima tecnologia di lavorazione termica dei metalli padroneggiata dall'uomo, con una storia di circa 6.000 anni. La Cina è entrata nel periodo di massimo splendore delle fusioni in bronzo tra il 1700 a.C. e il 1000 a.C. circa, e la sua lavorazione artigianale ha raggiunto un livello molto elevato. Il materiale per lo stampo può essere sabbia, metallo o anche ceramica. A seconda delle esigenze, i metodi utilizzati varieranno. Quali sono le caratteristiche di ciascun processo di fusione? Che tipo di prodotti sono adatti a questo?
1. Colata in sabbia
Materiale di fusione: vari materiali
Qualità del getto: da decine di grammi a decine di tonnellate, centinaia di tonnellate
Qualità della superficie di fusione: scarsa
Struttura della fusione: semplice
Costo di produzione: basso
Ambito di applicazione: i metodi di fusione più comunemente utilizzati. Lo stampaggio manuale è adatto a pezzi singoli, piccoli lotti e grandi fusioni con forme complesse difficilmente utilizzabili con una macchina stampatrice. La modellazione a macchina è adatta per fusioni medie e piccole prodotte in lotti.
Caratteristiche del processo: Modellazione manuale: flessibile e semplice, ma ha una bassa efficienza produttiva, un'elevata intensità di manodopera e una bassa precisione dimensionale e qualità della superficie. Modellazione meccanica: elevata precisione dimensionale e qualità superficiale, ma investimento elevato.
Breve descrizione: La fusione in sabbia è oggi il processo di fusione più comunemente utilizzato nell'industria della fonderia. È adatto a vari materiali. Le leghe ferrose e le leghe non ferrose possono essere colate con stampi in sabbia. Può produrre getti che vanno da decine di grammi a decine di tonnellate e dimensioni maggiori. Lo svantaggio della fusione in sabbia è che può produrre solo getti con strutture relativamente semplici. Il più grande vantaggio della fusione in sabbia è: bassi costi di produzione. Tuttavia, in termini di finitura superficiale, metallografia di fusione e densità interna, è relativamente basso. In termini di modellistica, può essere modellata a mano o a macchina. Lo stampaggio manuale è adatto a pezzi singoli, piccoli lotti e grandi fusioni con forme complesse difficilmente utilizzabili con una macchina stampatrice. La modellazione meccanica può migliorare notevolmente l’accuratezza della superficie e l’accuratezza dimensionale, ma l’investimento è relativamente grande.
2. Colata di investimento
Materiale di fusione: acciaio fuso e leghe non ferrose
Qualità di fusione: da diversi grammi a diversi chilogrammi
Qualità della superficie di fusione: molto buona
Struttura del getto: qualsiasi complessità
Costo di produzione: quando prodotto in serie, è più economico della produzione completamente meccanica.
Ambito di applicazione: vari lotti di fusioni di precisione piccole e complesse di acciaio fuso e leghe ad alto punto di fusione, particolarmente adatte per la fusione di opere d'arte e parti meccaniche di precisione.
Caratteristiche del processo: precisione dimensionale, superficie liscia, ma bassa efficienza produttiva.
Breve descrizione: Il processo di fusione a cera persa ha avuto origine in precedenza. Nel nostro Paese, il processo di fusione a cera persa è stato utilizzato nella produzione di gioielli per i nobili durante il periodo primaverile e autunnale. Le fusioni in cera persa sono generalmente più complesse e non sono adatte per fusioni di grandi dimensioni. Il processo è complesso e difficile da controllare e i materiali utilizzati e consumati sono relativamente costosi. Pertanto, è adatto alla produzione di piccole parti con forme complesse, requisiti di elevata precisione o altre lavorazioni difficili da eseguire, come le pale dei motori a turbina.
3. Colata di schiuma persa
Materiale di fusione: vari materiali
Massa di fusione: da diversi grammi a diverse tonnellate
Qualità della superficie di fusione: buona
Struttura della fusione: più complessa
Costo di produzione: inferiore
Ambito di applicazione: getti di leghe più complessi e vari in diversi lotti.
Caratteristiche del processo: l'accuratezza dimensionale dei getti è elevata, la libertà di progettazione dei getti è ampia e il processo è semplice, ma la combustione del modello ha determinati effetti ambientali.
Breve descrizione: La fusione in schiuma persa consiste nell'incollare e combinare modelli in paraffina o schiuma simili per dimensioni e forma ai getti in gruppi di modelli. Dopo essere stati spazzolati con vernice refrattaria e asciugati, vengono sepolti nella sabbia di quarzo secca, fatti vibrare per modellarli e versati sotto pressione negativa per formare il modello a grappolo. Un nuovo metodo di fusione in cui il modello vaporizza, il metallo liquido occupa la posizione del modello, si solidifica e si raffredda per formare una fusione. La fusione a schiuma persa è un nuovo processo quasi senza margini e con uno stampaggio accurato. Questo processo non richiede la formazione di stampi, nessuna superficie di separazione e nessun nucleo di sabbia. Pertanto, il getto non presenta bave, bave e inclinazioni di spoglia e riduce il numero di difetti al centro dello stampo. Errori dimensionali causati dall'abbinamento.
Gli undici metodi di colata sopra menzionati hanno caratteristiche di processo diverse. Nella produzione della fusione, è necessario selezionare i metodi di fusione corrispondenti per le diverse fusioni. In effetti, è difficile affermare che il processo di fusione difficile da coltivare presenti vantaggi assoluti. Nella produzione, ognuno sceglie anche il processo applicabile e il metodo di processo con prestazioni a costi inferiori.
4. Colata centrifuga
Materiale di fusione: ghisa grigia, ferro duttile
Qualità della fusione: da decine di chilogrammi a diverse tonnellate
Qualità della superficie di fusione: buona
Struttura del getto: getti generalmente cilindrici
Costo di produzione: inferiore
Ambito di applicazione: lotti da piccoli a grandi di getti di corpi rotanti e raccordi per tubi di vari diametri.
Caratteristiche del processo: i getti hanno un'elevata precisione dimensionale, una superficie liscia, una struttura densa e un'elevata efficienza produttiva.
Breve descrizione: La fusione centrifuga (colata centrifuga) si riferisce a un metodo di fusione in cui il metallo liquido viene versato in uno stampo rotante, riempito e solidificato in una fusione sotto l'azione della forza centrifuga. La macchina utilizzata per la colata centrifuga è chiamata macchina di colata centrifuga.
[Introduzione] Il primo brevetto per la fusione centrifuga fu proposto dal britannico Erchardt nel 1809. Fu solo all'inizio del XX secolo che questo metodo fu gradualmente adottato nella produzione. Negli anni '30, il nostro paese iniziò anche a utilizzare tubi centrifughi e fusioni di cilindri come tubi di ferro, manicotti di rame, camicie di cilindri, manicotti di rame bimetallici con supporto in acciaio, ecc. La fusione centrifuga è quasi un metodo importante; Inoltre, nei rulli in acciaio resistenti al calore, in alcuni pezzi grezzi di tubi speciali in acciaio senza saldatura, nei tamburi di asciugatura delle macchine per la carta e in altre aree di produzione, anche il metodo di fusione centrifuga viene utilizzato in modo molto efficace. Attualmente sono state prodotte macchine di colata centrifuga altamente meccanizzate e automatizzate ed è stata costruita un'officina di colata centrifuga meccanizzata per tubi prodotta in serie.
5. Colata a bassa pressione
Materiale di fusione: lega non ferrosa
Qualità di fusione: da decine di grammi a decine di chilogrammi
Qualità della superficie di fusione: buona
Struttura di fusione: complessa (disponibile anima in sabbia)
Costo di produzione: il costo di produzione del tipo metallico è elevato
Ambito di applicazione: piccoli lotti, preferibilmente grandi lotti di getti in leghe non ferrose di grandi e medie dimensioni, e può produrre getti a pareti sottili.
Caratteristiche del processo: la struttura di fusione è densa, la resa del processo è elevata, l'attrezzatura è relativamente semplice e possono essere utilizzati vari stampi di fusione, ma la produttività è relativamente bassa.
Breve descrizione: La fusione a bassa pressione è un metodo di fusione in cui il metallo liquido riempie lo stampo e si solidifica in una fusione sotto l'azione del gas a bassa pressione. La colata a bassa pressione è stata inizialmente utilizzata principalmente per la produzione di getti in leghe di alluminio, successivamente il suo utilizzo è stato ulteriormente ampliato per produrre getti in rame, getti in ferro e getti in acciaio ad alto punto di fusione.
6. Colata a pressione
Materiale di fusione: lega di alluminio, lega di magnesio
Qualità di fusione: da diversi grammi a decine di chilogrammi
Qualità della superficie di fusione: buona
Struttura di fusione: complessa (disponibile anima in sabbia)
Costi di produzione: le macchine e gli stampi per pressofusione sono costosi da realizzare
Ambito di applicazione: produzione in serie di vari pezzi fusi in leghe non ferrose di piccole e medie dimensioni, pezzi fusi a pareti sottili e pezzi fusi resistenti alla pressione.
Caratteristiche del processo: i getti hanno un'elevata precisione dimensionale, una superficie liscia, una struttura densa, un'elevata efficienza produttiva e un basso costo, ma il costo delle macchine e degli stampi per pressofusione è elevato.
Breve descrizione: La pressofusione ha due caratteristiche principali: alta pressione e riempimento ad alta velocità degli stampi per pressofusione. La sua pressione specifica di iniezione comunemente usata varia da diverse migliaia a decine di migliaia di kPa, o addirittura fino a 2×105 kPa. La velocità di riempimento è di circa 10~50 m/s e talvolta può raggiungere anche più di 100 m/s. Il tempo di riempimento è molto breve, generalmente compreso tra 0,01 e 0,2 s. Rispetto ad altri metodi di fusione, la pressofusione presenta i seguenti tre vantaggi: buona qualità del prodotto, elevata precisione dimensionale dei getti, generalmente equivalente al livello da 6 a 7, o addirittura fino al livello 4; buona finitura superficiale, generalmente equivalente al livello da 5 a 8; resistenza Ha una durezza maggiore e la sua resistenza è generalmente superiore dal 25% al 30% rispetto a quella della fusione in sabbia, ma il suo allungamento è ridotto di circa il 70%; ha dimensioni stabili e buona intercambiabilità; può pressofondere getti a pareti sottili e complessi. Ad esempio, l’attuale spessore minimo delle pareti delle parti pressofuse in lega di zinco può raggiungere 0,3 mm; lo spessore minimo delle pareti dei getti in lega di alluminio può raggiungere 0,5 mm; il diametro minimo del foro di fusione è 0,7 mm; e il passo minimo della filettatura è 0,75 mm.
Orario di pubblicazione: 18 maggio 2024
