Visão geral da fundição sob pressão
Fundição sob pressão é um processo de fundição de metal no qual o metal fundido é injetado em um molde sob alta pressão. Este método é frequentemente chamado de fundição sob pressão e é amplamente usado para produzir peças de metal intrincadas e precisas de forma eficiente. O uso de ligas não ferrosas, conhecidas como ligas de fundição sob pressão, como alumínio, zinco, magnésio, estanho, cobre e chumbo, cada uma oferece propriedades únicas como resistência, peso e resistência à corrosão.
- Fundição de alumínio: Popular por sua leveza e resistência entre vários produtos de fundição sob pressão.
- Zinco: Oferece excelente ductilidade e é comumente usado em fundição sob pressão em câmara quente.
- Magnésio: Conhecido por ser o metal estrutural mais leve, com excelentes propriedades mecânicas.
- Estanho e cobre: Usado dependendo da aplicação para ligas de fundição específicas.
Etapas comuns na fundição sob pressão
- Criação de moldes:Um molde, chamado de “matriz”, geralmente um molde de aço, é construído em aço temperado.
- Injeção:O metal fundido é forçado para dentro da cavidade da matriz sob alta pressão — um processo no qual o metal fundido é injetado na matriz, geralmente chamado de fundição sob pressão.
- Resfriamento: O metal esfria e endurece para formar a peça.
- Ejeção:A peça resfriada, também conhecida como peça fundida, é ejetada da matriz.
- Aparar: O excesso de material é cortado da peça.
Este método de fundição sob pressão é conhecido por produzir peças com alta precisão e geometrias complexas. A fundição sob pressão é usada para fazer peças automotivas, carcaças eletrônicas e muitas outras aplicações onde precisão e resistência são essenciais.
Tipos de processos de fundição sob pressão
A fundição sob pressão é versátil e eficiente, com vários métodos adaptados a materiais e requisitos de produtos específicos:
- Fundição sob pressão em câmara quente:
- Utiliza metais com baixo ponto de fusão, como zinco, magnésio e chumbo.
- O processo envolve metal fundido sendo puxado para uma câmara onde é injetado na matriz sob alta pressão.
- Rápido com ciclo rápido, ideal para peças pequenas e médias.
- Fundição sob pressão em câmara fria:
- Adequado para metais com pontos de fusão mais altos, como alumínio e cobre.
- O metal fundido é despejado na câmara de injeção, reduzindo o risco de danos térmicos ao mecanismo de injeção.
- Essencial para peças maiores e produção de alto volume.
- Fundição sob pressão de baixa pressão:
- O metal fundido é empurrado para dentro do molde usando pressão mais baixa.
- Adequado para peças grandes e não ferrosas com alta integridade estrutural.
- Fundição a vácuo:
- Remove o ar do molde para reduzir a porosidade, melhorando assim a resistência e as propriedades mecânicas das peças fundidas.
- Ideal para peças que exigem estanqueidade à pressão, como componentes hidráulicos.
- Fundição por compressão:
- Combina fundição e forjamento com pressão adicional para remover bolhas de gás.
- Produz peças excepcionalmente fortes e densas.
- Fundição Semi-Sólida:
- O metal é parcialmente derretido antes da injeção na matriz metálica, reduzindo a turbulência e evitando o encolhimento.
- Resulta em alta precisão e excelente acabamento superficial.
Materiais usados na fundição sob pressão
Diferentes metais são escolhidos com base em suas propriedades para atender a várias necessidades na fundição sob pressão. Aqui estão os materiais comuns usados no processo de fabricação:
- Ligas de alumínio:
- Leve, forte e resistente à corrosão.
- A fundição de alumínio é ideal para peças automotivas, eletrônicos e eletrodomésticos.
- Ligas de zinco:
- Fácil fundição, baixo custo e acabamentos de qualidade.
- Ideal para pequenas peças de precisão, como engrenagens e conectores.
- Ligas de Magnésio:
- Leve com boa usinabilidade.
- Usado na indústria automotiva e aeronáutica para reduzir peso.
- Ligas de cobre:
- Excelente condutividade elétrica e térmica.
- Usado em conectores elétricos e dissipadores de calor.
- Ligas à base de estanho:
- Benéfico para baixos pontos de fusão e resistência à corrosão.
- Usado em aplicações específicas, como rolamentos e eletrônicos.
Máquinas e equipamentos de fundição sob pressão
Para entender a fundição sob pressão, é essencial explorar as máquinas e ferramentas envolvidas:
- Sistemas Hidráulicos e Mecânicos:
- Sistemas Hidráulicos: Controle o fluxo de metal fundido na matriz com precisão.
- Sistemas Mecânicos: Lidar com movimentos de moldes e pinos ejetores, fornecendo a força necessária para manter os moldes fechados durante a injeção de metal.
- Fornos e Equipamentos de Fusão:
- Tipos: Fornos de cadinho e reverberatórios usados para fundir metais com pontos de fusão variados.
- Função: Derreter e manter o metal em temperaturas corretas.
- Matrizes e ferramentas:
- Matriz de metal: Feito de aço temperado, composto por partes fixas e móveis.
- Ferramentas: Usado para moldar, injetar metal fundido na matriz e ejetar peças metálicas.
Vantagens e aplicações da fundição sob pressão
Vantagens:
- Prazo de entrega curto
- Econômico para grandes lotes de produção
- Alta resistência com excelente precisão dimensional
- Acabamento de superfície lisa
- Resistência à corrosão
Aplicações:
- Automotivo:A fundição sob pressão é usada para fazer blocos de motor, caixas de câmbio e outros componentes, proporcionando resistência e propriedades leves.
- Eletrodomésticos de consumo: Ajuda a produzir peças duráveis e precisas para geladeiras, máquinas de lavar e micro-ondas.
- Eletrônica: Beneficia-se da capacidade da fundição sob pressão de criar peças pequenas e complexas com alta precisão.
- Aeroespacial: Utiliza fundição sob pressão para produzir componentes que precisam de uma boa relação resistência-peso.
Problemas comuns e controle de qualidade em fundição sob pressão
Prevenção de defeitos:
- Controle a temperatura e a pressão durante o processo.
- Utilize matérias-primas de qualidade e projetos de moldes adequados.
- Manutenção regular para evitar desalinhamentos e outros problemas.
Inspeção de superfície e dimensional:
- Utilize ferramentas de medição precisas, como paquímetros e micrômetros.
- Inspeções visuais de rotina para desvios superficiais e dimensionais.
Teste de porosidade e vazamento:
- Teste de porosidade: Inspeção de raio X para revelar vazios internos.
- Teste de vazamento:Aplicar pressão para verificar se há escape de ar ou fluido.
A fundição sob pressão continua sendo um processo crítico na fabricação moderna, oferecendo inúmeras vantagens e atendendo a uma ampla gama de aplicações. Enquanto a fundição em areia é outro método tradicional, a fundição sob pressão fornece precisão e eficiência superiores para produção de alto volume.