La esencia de la fundición a presión (o fundición a presión, para abreviar) es un método que hace que el metal líquido o semilíquido llene la cavidad del molde de fundición a presión a alta velocidad y bajo alta presión, y que se forme y solidifique bajo presión para obtener la pieza fundida.
1. Proceso de fundición a alta presión
1.1 Disposición del plano de fundición a alta presión
Actualmente, la isla de fundición a presión general considerará la siguiente configuración: la máquina de fundición a presión con vacío, el horno de conservación de calor está equipado con un sistema de fundición cuantitativa, el producto se fabrica con un sistema de pulverización, se acorta el tiempo de pulverización, el robot toma las piezas, la bolsa de escoria, el corte de códigos y otros trabajos, el corte final al sistema de compuerta; la isla de fundición a presión también se puede actualizar para la limpieza automatizada en condiciones de alto volumen.
1.2Aplicación deSoftware de simulación CAE
El análisis CAE se utiliza cada vez más en la industria de la fundición a presión, representado por software como PROCAST, MAGMA, flow-3D, etc. Según los resultados del cálculo del flujo de llenado y la distribución de velocidad, la simulación puede predecir con precisión defectos como aglomeraciones, inclusiones y llenado deficiente, lo que mejora considerablemente el rendimiento y reduce significativamente los costos. Es una herramienta muy útil para diseñar de forma rápida y científica todo el sistema de fundición (compuerta, bebedero y tanque de rebose, etc.) para la fundición a presión. Optimiza los parámetros del proceso de fundición, reduce el número de pruebas de molde, disminuye los costos de fundición y mejora la calidad del producto. El software CAE se utilizó para el análisis general de los informes de llenado, solidificación, distribución de porosidad y distribución de velocidad (como se muestra en la Figura 2).
1.3Aplicación defundición a presión al vacío
Con el suministro continuo de requisitos de calidad de producto, el uso del vacío para resolver el problema del llenado y la hermeticidad de las piezas fundidas se ha desarrollado bien, y la válvula de vacío es de uso general, la válvula de vacío más común tiene las siguientes dos estructuras. La Figura 3 es el diagrama esquemático de la válvula de vacío. Como en el proceso de fundición a presión ordinario, después de que el agua de aluminio entra en la cámara, comienza la vacíoización. Luego, cuando la máquina de fundición a presión arranca a alta velocidad, la energía cinética del agua de aluminio entra en contacto con la placa de resorte de la válvula de vacío. Cuando se utiliza una válvula de vacío mecánica, generalmente se cierra durante el precalentamiento del molde. Una vez completado el precalentamiento, la válvula de vacío se puede utilizar solo cuando se inicia la alta velocidad y la presurización. La válvula de vacío mecánica tiene las ventajas de un uso simple, pero la precisión de procesamiento de la válvula de vacío es alta, y el costo de la válvula de vacío es relativamente alto. La Figura 4 es el diagrama esquemático de la válvula de vacío hidráulica. El principio de la válvula de vacío mecánica es el mismo. Cuando el punzón arranca, comienza el vacío, pero el principio de cierre de la válvula de vacío es diferente. Cuando la válvula de vacío hidráulica se activa a alta velocidad, el fluido se envía simultáneamente al sistema hidráulico de la válvula, la cual se cierra. El costo de la válvula de vacío hidráulica es relativamente bajo, pero requiere que los parámetros del proceso de fundición a presión y el diseño del molde coincidan; de lo contrario, el agua de fundición de aluminio en la válvula de vacío podría obstruirse.
2.DAplicación de nueva tecnología para máquinas de fundición, por ejemplo
2.1 Tecnología de fundición a presión al alto vacío
Actualmente, las máquinas de fundición a presión importadas están representadas por Buhler y Fuller, dos proveedores expertos en aplicaciones de alto vacío. La tecnología de alto vacío de Buhler, principalmente en la cámara de presión y el diseño de la interfaz de vacío en la parte posterior del molde, facilita el bombeo de aire desde el inicio de la cámara de presión, mientras que el vacío en la parte posterior del molde ayuda a lograr un vacío más completo en la cavidad. Por otro lado, la tecnología de alto vacío de Fuller sella directamente la cámara. En la parte inferior de la cámara, un tubo se inserta directamente en el horno de aislamiento, completando así el sellado del molde. Mediante la presión negativa generada por el vacío en la cavidad, el aluminio líquido del horno de aislamiento se introduce en la cámara para luego ser moldeado por fundición a presión. La principal ventaja de esta tecnología es que evita la oxidación por contacto del aluminio con el agua y el aire, y permite el tratamiento térmico T6, que se utiliza en la producción en masa en Europa para componentes estructurales de automóviles.
2.2 Cambio rápido de molde
Mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos de fabricación es el objetivo de toda empresa manufacturera. La OEE se define internacionalmente como: OEE significa Eficacia General del Equipo. Se compone de los índices de disponibilidad, rendimiento y calidad, a saber: OEE = disponibilidad x rendimiento x índice de calidad. En la fundición a presión, el cambio de molde es una de las seis principales pérdidas. El cambio rápido de molde se ha convertido en el objetivo de la producción ajustada. El cambio de molde se puede definir generalmente como el tiempo desde el último producto calificado hasta el siguiente cambio de molde para producir el primer producto calificado en la máquina de fundición a presión. En Japón, para una máquina de fundición a presión de cámara fría de 800 toneladas, el tiempo general de cambio de molde es de 10 a 20 minutos; en China, el tiempo de cambio de molde es relativamente largo, y es muy común que supere las 10 horas. Además de la gestión de la programación, la estandarización de las operaciones y la gestión de herramientas, el cambio de molde está relacionado con la evaluación de si las condiciones para el cambio de molde son las siguientes:
(a) el molde puede posicionarse rápidamente (b) el molde puede fijarse rápidamente (matriz o tornillo de sujeción) (c) entre la máquina de fundición a presión y la estructura de expulsión del molde pueden conectarse rápidamente (d) el cilindro de aceite de extracción de núcleos puede conectarse rápidamente (e) si la señal de carrera del cilindro de aceite puede conectarse rápidamente (f) si los parámetros del proceso se leen muy rápido (g) si el módulo de precalentamiento es el más bajo (si es necesario, se utiliza la máquina de temperatura del molde para precalentar el molde).
3. Productos de fundición a presión
Actualmente, los productos de fundición a presión de aleación de aluminio se dividen en tres categorías según su cantidad. La primera categoría incluye automóviles, motocicletas y carcasas de transmisión de motor, como motores, cilindros, etc. La segunda categoría comprende carcasas de estaciones base y filtros, utilizadas en comunicaciones de red. La tercera categoría corresponde a estructuras de carrocería con mayores requisitos de rendimiento mecánico. Como se muestra en la figura, se trata de un producto típico de fundición a presión de aleación de aluminio:
4. Observaciones finales
La aleación de aluminio posee una alta resistencia específica, buena resistencia a la corrosión y excelente conductividad eléctrica. En el contexto social de ahorro energético, reducción de emisiones y protección ambiental, la fundición a presión de aleación de aluminio se ha desarrollado rápidamente en China. Creo que en un futuro próximo, los productos de aleación de aluminio se diversificarán aún más. La principal transformación se observa en los siguientes aspectos: 1) El desarrollo de los productos impulsará el desarrollo de nuevos materiales de aleación de aluminio fundido a presión, como alta conductividad térmica, alta resistencia y alta tenacidad; 2) Los nuevos materiales de aleación de aluminio fundido a presión también impulsarán el desarrollo de nuevas tecnologías de fundición a presión, como el proceso de fundición a presión semisólida y la fundición por succión al vacío; 3) El desarrollo tecnológico también exigirá mayores requisitos para los equipos y materiales auxiliares, como la fundición a presión de gran tamaño, la máquina de control de temperatura del molde, el equipo de pulverización, la máquina de desmoldeo, la máquina de vacío, la máquina de refrigeración, el sistema de control y detección de temperatura del molde, etc.
