O que é fundição por gravidade? Principais percepções para os fabricantes
Fundição por gravidade, Fabricante de fundição sob pressãoNos dias modernos de fabricação, a fundição de metal é muito importante quando se trata de produzir componentes com geometrias complexas de alta qualidade. Entre as formas mais eficientes de fazer isso está a fundição por gravidade. Esse processo é uma combinação de precisão, eficiência e custo-benefício; portanto, é a solução preferida de setores como o automotivo, aeroespacial e de equipamentos industriais. Em essência, a fundição sob pressão por gravidade envolve o uso da força da gravidade para preencher um molde de metal sem a necessidade de usar equipamentos de alta pressão, o que torna o processo não complexo em sua configuração. Se você é estudante de engenharia, gerente de produção ou apenas interessado em tecnologias de fundição, aprender sobre fundição por gravidade é fundamental para adotar uma visão geral da produção de metal. Os princípios básicos da fundição de alumínio por gravidade, como ela é feita, fatores importantes como temperatura e tempo, o tipo de material usado, bem como suas vantagens e desvantagens, além de aplicações comuns, são abordados neste artigo. Como funciona a fundição de alumínio por gravidade? A fundição de alumínio por gravidade é um processo de fundição de molde permanente que é comumente aplicado na fabricação de peças metálicas de alumínio não ferroso. A fundição de alumínio por gravidade envolve o derramamento de metal de alumínio fundido em um molde de metal reutilizável apenas pela influência da gravidade. Sem a fundição sob pressão de alta pressão, que usa pressão de milhares de psi para comprimir o metal no molde, a fundição por gravidade usa apenas as forças gravitacionais naturais, permitindo que a liga de metal fundido flua para as cavidades do molde sem restrições. Veja a seguir o processo típico que envolve essa atividade: Como o processo envolve o uso da gravidade e não da pressão mecânica, a configuração do equipamento é simplificada e os custos de manutenção e de ferramentas geralmente são menores. Processo passo a passo de fundição sob pressão por gravidade A técnica de fundição sob pressão por gravidade é popular por sua facilidade de repetição e também por ser capaz de produzir metal de alta qualidade com tolerâncias estreitas. Ao contrário da fundição sob pressão de alta pressão, ela aplica somente a força da gravidade e preenche a cavidade do molde, tornando todo o processo mais econômico e mecanicamente menos trabalhoso. Veja abaixo um guia passo a passo sobre como a fundição de alumínio por gravidade é feita em uma configuração comum: 1. Preparação do molde O processo inicial da fundição de alumínio por gravidade consiste na preparação do molde, também conhecido como matriz. Geralmente, usa-se aço ou ferro fundido na fabricação desses moldes, que são destinados a usos repetidos. O molde é limpo adequadamente depois que qualquer metal pode ser derramado para remover quaisquer resíduos deixados por fundições anteriores. Após a limpeza, o molde é pré-aquecido a uma temperatura entre 150°C e 300°C. O pré-aquecimento evita que a liga de alumínio fundido seja resfriada muito rapidamente ao entrar em contato, causando defeitos como fechamento a frio ou preenchimento inadequado. Um agente desmoldante, geralmente um revestimento à base de grafite ou cerâmica, é aplicado à superfície interna do molde. Isso tem duas funções: garantir que a liga de alumínio fundido não grude no molde e ajudar a obter um acabamento mais suave no produto final. 2. Fusão da liga de alumínio A preparação do molde é seguida pela fusão da liga metálica selecionada. As quantidades de ligas metálicas são colocadas em um forno e derretidas até a temperatura de vazamento, que depende da liga. Por exemplo, os pontos de fusão das ligas de alumínio geralmente estão na faixa de 650°C a 750°C, enquanto as ligas à base de cobre podem exigir pontos de fusão entre 900°C e 1100°С. É de extrema importância fornecer um controle preciso sobre a temperatura de fusão. O superaquecimento pode aumentar a oxidação ou a absorção de gás, enquanto o subaquecimento pode resultar no preenchimento incompleto dos moldes ou em propriedades mecânicas ruins. 3. Derramamento da liga de metal fundido Quando a temperatura de fusão correta é atingida, o metal fundido é derramado no molde pré-aquecido. Na fundição sob pressão por gravidade, não há aplicação de nenhuma força mecânica ou mesmo pressão. A gravidade faz com que as ligas de alumínio fluam por meios naturais para a entrada da cavidade do molde por meio de um conjunto de canais e portas. Essa etapa precisará de um vazamento lento e controlado para não criar turbulência, que pode reter gases e causar porosidade na peça fundida. Em alguns sistemas avançados, existe a possibilidade de inclinar o molde muito lentamente durante o vazamento - a fundição por gravidade inclinada para criar um fluxo de metal suave e uniforme. 4. Preenchimento da cavidade do molde Depois que o metal fundido penetra no molde, ele preenche todas as partes da cavidade sob a forma do molde. O projeto do molde é muito importante nesse ponto. Os sistemas de passagem adequadamente projetados distribuirão o metal para evitar turbulência, pontos frios ou áreas com possível encolhimento. Como apenas a gravidade é usada para o fluxo de metal, é necessário que o metal seja derramado na velocidade e na temperatura adequadas. A falta de controle do fluxo pode causar defeitos como preenchimentos incompletos ou cold shuts - locais onde duas frentes de metal se tocam, mas não se fundem. 5. Solidificação e resfriamento Depois que a cavidade é preenchida, a liga metálica derretida começa a esfriar e a se tornar sólida. O tempo de resfriamento depende do tamanho e da complexidade da fundição, bem como do tipo de metal usado. Por exemplo, peças pequenas de alumínio podem se solidificar em 20 a 30 segundos, enquanto peças grandes ou mais grossas podem levar de 60 a 90 segundos ou mais. Na maioria dos casos, a matriz é resfriada a água para ajudar a controlar a taxa de resfriamento. O resfriamento controlado melhora a estrutura do grão e as tensões internas e as reduz, tornando as peças fundidas mais fortes e confiáveis. 6. Abertura da matriz e remoção da peça A matriz é aberta após a solidificação da liga de alumínio. Dependendo do projeto, a peça fundida pode ser removida manualmente ou ejetada por meio da pressão fornecida pelos pinos ejetores mecânicos incorporados ao molde. Como a fundição de grau utiliza uma matriz metálica, o molde pode ser reutilizado por milhares de ciclos e, portanto, o processo é econômico para execuções de médio a alto volume. Por mais que a remoção da peça tenha que ser feita, deve-se tomar cuidado para garantir que