o que é fundição sob pressão

O que é fundição sob pressão A fundição sob pressão é um processo de fabricação para a produção de peças metálicas com dimensões exatas, nitidamente definidas, com superfície lisa ou texturizada. Ele é realizado forçando o metal fundido sob alta pressão em matrizes metálicas reutilizáveis. O processo é frequentemente descrito como a distância mais curta entre a matéria-prima e o produto acabado. O termo “fundição sob pressão” também é usado para descrever a peça acabada. O termo “fundição por gravidade” refere-se a peças fundidas feitas em moldes de metal sob um cabeçote de gravidade. É conhecido como fundição em molde permanente nos EUA e no Canadá. O que chamamos de “die casting” aqui é conhecido como “high pressure die casting” na Europa. Como as peças fundidas são produzidas Primeiro, um molde de aço capaz de produzir dezenas de milhares de peças fundidas em rápida sucessão deve ser feito em pelo menos duas seções para permitir a remoção das peças fundidas. Essas seções são montadas com segurança em uma máquina e dispostas de modo que uma seja estacionária (metade da matriz fixa) e a outra seja móvel (metade da matriz injetora). Para iniciar o ciclo de fundição, as duas metades da matriz são fixadas firmemente juntas pela máquina de fundição sob pressão. O metal derretido é injetado na cavidade da matriz, onde se solidifica rapidamente. As metades da matriz são separadas e a peça fundida é ejetada. As matrizes de fundição sob pressão podem ser simples ou complexas, com lâminas móveis, núcleos ou outras seções, dependendo da complexidade da fundição. O ciclo completo do processo de fundição sob pressão é, de longe, o mais rápido conhecido para a produção de peças precisas de metais não ferrosos. Isso contrasta bastante com a fundição em areia, que exige um novo molde de areia para cada fundição. Embora o processo de molde permanente use moldes de ferro ou aço em vez de areia, ele é consideravelmente mais lento e não é tão preciso quanto a fundição sob pressão. Tipos de máquinas para fundição sob pressão Independentemente do tipo de máquina usada, é essencial que as metades da matriz, os núcleos e/ou outras seções móveis sejam travados com segurança no lugar durante o ciclo de fundição. Em geral, a força de fixação da máquina é governada (a) pela área da superfície projetada da fundição (medida na linha de separação da matriz) e (b) pela pressão usada para injetar metal na matriz. A maioria das máquinas usa mecanismos do tipo alavanca articulada acionados por cilindros hidráulicos (às vezes com pressão de ar) para obter o travamento. Outras usam pressão hidráulica de ação direta. Sistemas de intertravamento de segurança são usados para evitar que a matriz se abra durante os ciclos de fundição. As máquinas de fundição sob pressão, grandes ou pequenas, têm como característica fundamental apenas o método usado para injetar metal fundido na matriz. Elas são classificadas e descritas como máquinas de fundição sob pressão com câmara quente ou fria. Máquinas de fundição sob pressão de câmara quente As máquinas de câmara quente (Fig. 1) são usadas principalmente para zinco e ligas de baixo ponto de fusão que não atacam nem corroem prontamente potes, cilindros e êmbolos de metal. A tecnologia avançada e o desenvolvimento de novos materiais de temperatura mais alta ampliaram o uso desse equipamento para a fundição sob pressão de ligas de magnésio. Figura 1: Máquina de câmara quente. O diagrama ilustra o mecanismo do êmbolo que é submerso no metal fundido. As máquinas modernas são operadas hidraulicamente e equipadas com controles automáticos de ciclo e dispositivos de segurança. Na máquina de câmara quente, o mecanismo de injeção é imerso em metal fundido em um forno acoplado à máquina. Quando o êmbolo é levantado, uma porta se abre, permitindo que o metal fundido encha o cilindro. À medida que o êmbolo se move para baixo, vedando a porta, ele força o metal fundido através do pescoço de ganso e do bico para dentro da matriz. Depois que o metal se solidifica, o êmbolo é retirado, a matriz se abre e a peça fundida resultante é ejetada. As máquinas de câmara quente são rápidas na operação. Os tempos de ciclo variam de menos de um segundo para componentes pequenos que pesam menos de uma onça a trinta segundos para uma fundição de vários quilos. As matrizes são preenchidas rapidamente (normalmente entre cinco e quarenta milissegundos) e o metal é injetado a altas pressões (1.500 a mais de 4.500 psi). No entanto, a tecnologia moderna permite um controle rigoroso desses valores, produzindo, assim, peças fundidas com detalhes finos, tolerâncias estreitas e alta resistência. Máquinas de fundição sob pressão com câmara fria As máquinas com câmara fria (Fig. 2) diferem das máquinas com câmara quente principalmente em um aspecto: o êmbolo e o cilindro de injeção não ficam submersos no metal fundido. O metal fundido é derramado em uma “câmara fria” por meio de uma porta ou ranhura de derramamento por uma concha manual ou automática. Um êmbolo operado hidraulicamente, avançando para a frente, veda a porta, forçando o metal para dentro da matriz travada a altas pressões. As pressões de injeção variam de 3.000 a mais de 10.000 psi para ligas de alumínio e magnésio, e de 6.000 a mais de 15.000 psi para ligas à base de cobre. Figura 2: Máquina de câmara fria. O diagrama ilustra a matriz, a câmara fria e o êmbolo ou cilindro horizontal (na posição de carga). A fundição sob pressão fornece formas complexas com tolerâncias mais estreitas do que muitos outros processos de produção em massa. Em uma máquina de câmara fria, mais metal fundido é despejado na câmara do que o necessário para preencher a cavidade da matriz. Isso ajuda a manter a pressão suficiente para preencher a cavidade de forma sólida com a liga de fundição. O excesso de metal é ejetado junto com a fundição e faz parte da injeção completa. A operação de uma máquina de “câmara fria” é um pouco mais lenta do que a de uma máquina de “câmara quente” devido à operação de concha. Uma máquina de câmara fria é usada para ligas de fundição sob pressão de alto ponto de fusão porque os conjuntos de êmbolo e cilindro estão menos sujeitos a ataques, pois não estão submersos no metal fundido. Fundição sob pressão e sua construção As matrizes de fundição sob pressão (Fig. 3) são feitas de ligas de aço-ferramenta em pelo menos duas seções chamadas de metade da matriz fixa e metade da matriz ejetora. A metade fixa da matriz é montada no lado voltado para o sistema de injeção de metal fundido. A metade da matriz ejetora, à qual o molde adere e da qual é ejetado quando a matriz é aberta, é montada na placa móvel da máquina. A metade fixa da matriz é projetada para conter o orifício do jito pelo qual o metal fundido entra na matriz. A metade do ejetor geralmente contém os canais (passagens) e as portas (entradas) que direcionam o metal fundido para a cavidade (ou cavidades) da matriz. O ejetor