Introduzione al processo di fusione a pressione dell'alluminio

La fusione a compressione dell'alluminio, nota anche come forgiatura a stampo liquido, è un processo di formatura di compositi che combina le caratteristiche della fusione e della forgiatura. Ottiene getti di alta qualità con struttura interna densa e proprietà meccaniche vicine a quelle dei pezzi forgiati applicando una pressione meccanica estremamente elevata, facendo sì che il metallo fuso si solidifichi e prenda forma sotto pressione.

I. Principi fondamentali e processo

Il cuore della fusione a compressione risiede nella 'solidificazione lenta ad alta pressione'.

Flusso del processo di base :

1. Fusione e colata quantitativa: sciogliere la lega di alluminio alla temperatura predeterminata, quindi utilizzare il sistema di colata quantitativa per versare la quantità precisa di alluminio liquido nella cavità dello stampo inferiore preriscaldata.

2. Chiusura e pressurizzazione dello stampo: lo stampo superiore scende rapidamente per chiudere lo stampo e applica una pressione statica unidirezionale estremamente elevata all'alluminio fuso all'interno dello stampo (la pressione è solitamente molto più elevata di quella della pressofusione tradizionale, raggiungendo 50-150 mpa o anche di più).

3. Mantenimento della pressione e solidificazione: la pressione verrà applicata e mantenuta continuamente per un periodo di tempo fino a quando l'alluminio fuso non sarà completamente solidificato ad alta pressione. Questa fase è la chiave per ottenere tessuti densi.

4. Apertura ed espulsione dello stampo: dopo la depressurizzazione, lo stampo viene aperto e il getto finito viene espulso dallo stampo utilizzando il meccanismo di espulsione.

5. Post-trattamento: rimuovere i cancelli, le colonne montanti e la bava. Se necessario, eseguire il trattamento termico T6.

II. Principali caratteristiche e vantaggi

Rispetto al tradizionale processo di pressofusione, la pressofusione presenta i seguenti vantaggi significativi:

1. Densità di colata estremamente elevata: l'alta pressione forza il metallo fuso a contrarsi, eliminando le cavità da ritiro e la porosità causate dalla solidificazione e dalla contrazione, inibendo al tempo stesso il rilascio di gas. Non ci sono pori all'interno della fusione e la struttura è densa.

2. Eccellenti proprietà meccaniche: grazie alla sua struttura densa, le proprietà meccaniche dei getti pressofusi (in particolare allungamento, resistenza agli urti e resistenza alla fatica) sono molto più elevate di quelle dei getti pressofusi tradizionali e possono persino raggiungere o avvicinarsi al livello dei pezzi forgiati.

Ad esempio, dopo la fusione a compressione e il trattamento T6, la resistenza alla trazione della lega A356 può raggiungere 300-350 mpa e l'allungamento può superare il 10%.

3. È possibile il trattamento termico: poiché non vi è ritiro all'interno, i getti possono essere sottoposti a trattamenti termici come il trattamento di solubilizzazione (T4) e l'invecchiamento artificiale (T6), massimizzando così le loro proprietà meccaniche. Questo è qualcosa che le pressofusioni tradizionali non possono raggiungere.

4. Eccellente precisione dimensionale e qualità superficiale: formato in stampi metallici, il prodotto ha un'elevata finitura superficiale, dimensioni stabili e un piccolo margine di lavorazione.

Limitazioni :

1. Grandi investimenti in attrezzature: dedicate di grande tonnellaggio . sono necessarie macchine di colata Gli stampi devono resistere a pressioni estremamente elevate, con requisiti elevati di rigidità e resistenza, con conseguenti costi elevati. a compressione

2. Bassa efficienza produttiva: grazie alle sue caratteristiche di 'iniezione lenta e lungo tempo di attesa', il ciclo di produzione è più lungo di quello della pressofusione tradizionale.

III. Rispetto alla tradizionale pressofusione e forgiatura

IV. Principali campi di applicazione

Le fusioni a compressione vengono utilizzate principalmente in campi in cui vi sono requisiti estremamente elevati di sicurezza, affidabilità e proprietà meccaniche.

1. Sicurezza automobilistica e componenti strutturali (aree di applicazione principali):

Telaio e sistema di sospensione: fuso a snodo (braccio di controllo), mozzo della ruota, collegamento della sospensione, corpo della pinza. Questi componenti richiedono resistenza alla fatica e affidabilità estremamente elevate.

Veicoli di nuova energia: vassoi/gusci di pacchi batteria (che richiedono elevate prestazioni di tenuta, elevata rigidità e resistenza agli urti), gusci di azionamento del motore e gusci di sistemi di controllo elettronico.

Sistema frenante: alloggiamento del servofreno.

2. Industria aerospaziale e militare

Componenti strutturali portanti non primari con requisiti rigorosi in termini di peso e prestazioni, come staffe, gusci e parti di veicoli aerei senza equipaggio, ecc.

3. Attrezzatura sportiva ad alte prestazioni

Telai di biciclette, ruote di motocicli e componenti di motori, elementi di fissaggio per attrezzature per alpinismo, ecc.

4. Altri settori industriali:

Corpi di valvole pneumatiche/idrauliche ad alta pressione, involucri di pompe, componenti di compressori e altre parti che devono resistere ad alta pressione e fatica elevata.

V. Conclusione

La fusione dell'alluminio a compressione è un processo di formatura di fascia alta 'orientato alla qualità'. Colma perfettamente il divario tra la pressofusione tradizionale (che enfatizza l’efficienza) e la forgiatura (che si concentra sulle prestazioni ma è costosa e presenta limiti di forma). Con lo sviluppo del settore, la fusione a pressione in grado di produrre componenti strutturali ad alte prestazioni e altamente affidabili svolgerà un ruolo significativo e diventerà una parte importante della tecnologia di produzione avanzata.