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A fundição sob pressão, também conhecida como fundição em matriz, é um método de fundição de precisão no qual o metal fundido ou semi-fundido é rapidamente preenchido na cavidade de um molde metálico de precisão sob alta pressão e, em seguida, resfriado e solidificado rapidamente sob pressão para obter uma peça fundida. O cerne da fundição sob pressão está na "alta pressão" e "alta velocidade". Utiliza uma máquina de fundição sob pressão precisa e um molde metálico permanente (molde de fundição), injetando forçosamente o metal fundido na cavidade do molde por meio de um pistão.
(1)Preparação e pulverização do molde
① Molde: Feito de aço-ferramenta de alta resistência (como o aço H13), geralmente composto por um molde móvel e um molde fixo, com cavidades precisas usinadas internamente. O molde possui canais de água refrigerante no interior para controle da temperatura.
② Fechamento do molde: Os moldes móvel e fixo limpos são firmemente fechados na máquina de fundição sob pressão, e a máquina aplica uma força de fechamento extremamente elevada para impedir que os moldes sejam abertos pela alta pressão durante a injeção.
③ Spray: Pulverize o agente desmoldante (composto principalmente por óleo de silicone à base de água ou cera) na cavidade. Isso ajuda a peça fundida a ser desmoldada suavemente após o resfriamento e reduz temporariamente a temperatura superficial do molde.
(2)Vazamento e injeção
Este é o passo principal que diferencia a fundição sob pressão de outros processos.
① Vazamento: O metal fundido previamente dosado (normalmente ligas de baixo ponto de fusão, como ligas de alumínio, zinco e magnésio) é retirado do forno mantenedor e despejado na câmara de pressão (cilindro) da máquina de fundição sob pressão.
② Injecção: O êmbolo de injeção da máquina de fundição sob pressão avança em duas etapas:
a. Não. Etapa lenta: Avanço lento, empurrando o metal fundido até a entrada interna na extremidade frontal da câmara de pressão, expulsando o ar.
b. Não. Etapa de alta velocidade e alta pressão: O metal fundido é instantaneamente preenchido em toda a cavidade do molde a uma velocidade extremamente alta (normalmente de 30 a 100 metros por segundo) e sob pressão imensa (variando de dezenas a centenas de megapascal). Esta etapa é fundamental para garantir o contorno nítido e a superfície lisa da peça fundida.
(3)Manutenção de pressão e resfriamento
Após o metal fundido preencher a cavidade, o êmbolo continuará a manter uma certa pressão (pressão de retenção), forçando o metal fundido a solidificar sob pressão para compensar a retração e garantir que o interior da peça fundida seja denso e o contorno bem definido.
O sistema de refrigeração interno do molde permite que a peça fundida solidifique e tome forma rapidamente, com um tempo de resfriamento muito curto, normalmente apenas alguns segundos a dezenas de segundos.
(4)Abertura do molde e expulsão
Quando a máquina de fundição sob pressão abre o molde, a parte móvel do molde recua.
O mecanismo de expulsão (pino ejector) no interior do molde é acionado para empurrar a peça formada para fora da cavidade do molde.
(5)Processamento subsequente
① Remova o sistema de canal de alimentação: As peças fundidas por gravidade terão portas, ranhuras de excesso e rebarbas. Essas partes são geralmente removidas por estampagem em uma matriz de acabamento dedicada.
② (Opcional) Processamento subsequente: Pode ser necessário furação, roscamento, jateamento, eletrodeposição, pintura e outros processamentos subsequentes.
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Vantagem: |
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Extremamente alta eficiência de produção |
O período de ciclo é extremamente curto, variando de dezenas de segundos a vários minutos, tornando-o altamente adequado para produção em larga escala e alto volume. |
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Excelente precisão dimensional e qualidade superficial |
As peças fundidas possuem pequenas tolerâncias dimensionais e bom acabamento superficial (Ra 1,6-3,2μm), podendo geralmente ser utilizadas diretamente sem necessidade de processamento mecânico extensivo.
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Alta resistência |
Devido ao resfriamento rápido sob alta pressão, as peças fundidas apresentam grãos finos e suas propriedades mecânicas (como resistência à tração) são superiores às das peças fundidas por gravidade. |
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Pode produzir peças com paredes finas e estruturas complexas |
A alta pressão permite que o metal líquido preencha padrões extremamente detalhados, possibilitando a fundição de peças com paredes muito finas (até 0,5 mm para ligas de zinco e 0,8 mm para ligas de alumínio) e estruturas complexas. |
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Excelente reprodutibilidade |
Os milhares de fundidos produzidos por um único molde apresentam um alto grau de consistência e intercambialidade. |
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Pode-se realizar a fundição com inserção |
Antes da fundição sob pressão, peças feitas de outros materiais (como ímãs, buchas e parafusos) podem ser colocadas no molde e embutidas dentro da peça fundida. |
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Desvantagem: |
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O custo do equipamento e dos moldes é elevado |
O custo de fabricação das máquinas de fundição sob pressão e dos moldes metálicos é extremamente alto, tornando-os adequados apenas para produção em massa, a fim de diluir os custos. |
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Os tipos de ligas são limitados |
É principalmente utilizada para ligas não ferrosas de baixo ponto de fusão, como alumínio, zinco, magnésio e ligas de cobre. Como o molde é feito de aço, ligas de ferro fundido e aço fundido de alto ponto de fusão são basicamente impossíveis de serem fundidas sob pressão. |
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É propensa a apresentar poros internos |
Ao encher em alta velocidade, o ar tende a ficar aprisionado no metal fundido, resultando em pequenos poros dentro da peça fundida. Esses poros geralmente não são tratáveis termicamente e não são adequados para soldagem; caso contrário, formarão bolhas devido à expansão do gás. |
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Limite de peso das peças
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Devido às limitações da força de fechamento do equipamento e do tamanho do molde, as peças fundidas por injeção geralmente não são adequadas para a fabricação de peças particularmente grandes (embora máquinas de fundição por injeção maiores já possam produzir componentes grandes, como partes estruturais automotivas). |
É dividido principalmente em dois tipos conforme a diferença da câmara de pressão:
(1)Conformação por injeção em câmara quente
① Princípio: O mecanismo de injeção (câmara de pressão e êmbolo) está diretamente imerso no metal fundido no cadinho isolado.
② Vantagens : Eficiência de produção extremamente alta, ciclo rápido, baixa perda de metal e longa vida útil.
③ Desvantagem: A câmara de pressão e o êmbolo estão constantemente imersos no metal fundido, tornando-os propensos à corrosão.
④ Aplicação: Usado principalmente em ligas de baixo ponto de fusão, como ligas de zinco, estanho e chumbo.
(2)Fundição sob pressão em câmara fria
① Princípio: A câmara de pressão e o forno de retenção são separados. Cada vez que é feita uma injeção, uma certa quantidade de metal fundido é retirada com uma concha e colocada na câmara de pressão, onde é injetada.
② Vantagens: A vida útil da câmara de pressão e do êmbolo é relativamente longa, e ligas com pontos de fusão mais altos podem ser injetadas por moldagem sob pressão.
③ Aplicação: O método mais comumente utilizado, aplicado principalmente a ligas de alumínio, magnésio e cobre.
Peças fundidas por injeção estão em toda parte, especialmente em indústrias que exigem leveza, precisão e produção em massa:
Indústria automotiva: bloco do motor, carcaça da transmissão, carcaça da embreagem, estrutura do volante, cubo da roda.
produtos 3C (computadores, comunicações, eletrônicos de consumo): carcaças de laptops, estruturas/carcaças de telefones celulares, corpos de câmeras.
Indústria de eletrodomésticos: contrapesos de máquinas de lavar, componentes de refrigeradores, carcaças de aspiradores de pó, tampas traseiras de motores.
Ferramentas manuais: carcaças de ferramentas elétricas (como furadeiras elétricas), componentes de ferramentas de jardinagem.
Bens de consumo diário: puxadores de zíper, maçanetas, modelos de brinquedos.
A: Sim, somos uma fábrica em Guangdong, China.
A:
Usinagem leva 3-7 dias para amostra, 15-20 dias para lote, dependendo da quantidade;
Moldagem leva 25 dias para amostra, 15-20 dias para produção em massa.
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