Turnare sub presiune în cameră rece: Ghid complet

Procesul de turnare sub presiune cu cameră rece este inițiat prin introducerea mai întâi a metalului topit într-o cameră de injecție separată și apoi prin forțarea acestuia într-o matriță de oțel. Acest proces utilizează aliaje cu grad ridicat de topire, cum ar fi aluminiul, cuprul și magneziul. Este un proces de producție cu toleranță strânsă și presiune ridicată, utilizat în producția de piese auto, electronice și industriale. 

Ce este turnarea sub presiune cu cameră rece și când să o folosiți?

Turnare sub presiune cu cameră rece este o turnare la presiune ridicată a metalelor, care ar strica sau coroda un sistem cu cameră fierbinte. Practic, operatorii topesc metalul într-un alt cuptor. Apoi toarnă metalul topit într-un manșon de injecție neîncălzit. Metalul este introdus în matrița închisă de un piston hidraulic cu o presiune extremă. Secțiunea se întărește foarte rapid, iar matrița este deschisă pentru a stoarce piesa turnată. Acest proces poate fi utilizat atunci când aliajul are o temperatură de topire ridicată sau atunci când aliajul ar coroda componentele de injecție, cum ar fi aliajele de aluminiu și cupru. Procedeul sacrifică viteza ciclului pentru scara și flexibilitatea aliajului. 

Procesul de turnare sub presiune cu cameră rece pas cu pas

Turnarea sub presiune în cameră rece este una dintre cele mai fiabile tehnici de fabricare a pieselor metalice de înaltă calitate. Fiecare proces trebuie să fie monitorizat în ceea ce privește temperatura, presiunea și timpul. Variațiile minore pot afecta finisarea suprafeței, rezistența și precizia dimensională a produsului final.

Topirea metalului

Acesta începe prin topirea metalului într-un cuptor separat. Cele mai utilizate sunt aliajele de aluminiu, magneziu și cupru. În cazul aluminiului, aceasta este de obicei de 650degC și 750degC. Este necesar să se mențină topitura curată.

Impuritățile sunt eliminate de operator cu ajutorul agenților de fluxare și al uneltelor de degresare. În cazul în care rămâne oxid sau gaz, acesta poate introduce în viitor defecte precum porozitate sau incluziuni.

În cazul cuptoarelor de înaltă tehnologie, un sistem de dozare este legătura directă dintre cuptor și o mașină de turnare sub presiune din China Cold. Acest lucru garantează că temperatura și compoziția metalului topit sunt uniforme în fiecare lovitură.

Metal topit în camera de tragere

Apoi, metalul topit este turnat în camera de injecție sau în manșonul de injecție. Acest lucru se poate face manual sau automat.

Umplerea manuală este ușoară, mai puțin rapidă și are mai multe șanse de a prinde aer. Sistemele automate de turnare, la rândul lor, asigură cantități exacte de metal cu turbulențe reduse.

Oxidarea și includerea gazelor pot fi prevenite prin controlul vitezei și temperaturii de turnare. Alții preîncălzesc puțin manșonul de injecție, astfel încât temperatura să nu scadă brusc, pentru a permite fluiditatea injecției.

3. Injectarea în cavitatea matriței

Un piston hidraulic este utilizat pentru a injecta metalul topit la presiune ridicată în cavitatea matriței odată ce acesta se află în manșonul de injecție. Aceasta este faza fundamentală a turnării sub presiune cu cameră rece.

Presiunea de injecție variază între 3.000 psi și peste 20.000 psi, în funcție de dimensiunea piesei și de aliaj. Ciclul de injecție conține în mod normal două etape:

1. Etapa de umplere rapidă: Plonjorul este forțat foarte repede pentru a umple matrița până când metalul începe să se întărească.
2. Etapa de intensificare sau ambalare: Metalul este presat în continuare pentru a-l face etanș și pentru a elimina contracția.

Oportunitatea acestor faze este esențială. Mașinile recente de turnare sub presiune cu cameră rece din China, sistemele servo-hidraulice reglează automat presiunea și viteza fiecărei lovituri și garantează omogenitatea.

Solidificarea și răcirea

• Când metalul topit este turnat în matriță, răcirea și solidificarea încep imediat.
• Matrița are canale interne de răcire în care circulă apă sau ulei pentru răcirea eficientă a matriței.
• Pentru a asigura o calitate uniformă, este necesar să se mențină o temperatură optimă a matriței între 150 o C și 250 o C.
• Atunci când matrița este supraîncălzită, timpii de ciclu devin mai lungi și pot apărea sclipiri. Atunci când este prea rece, metalul se poate solidifica înainte de a umple cavitatea și de a provoca opriri la rece sau erori de execuție.
• Sistemele de înaltă tehnologie pot fi capabile de simulare termică și senzori de temperatură care observă zonele fierbinți și proiectează scheme de răcire pentru a obține o distribuție uniformă a căldurii.

Matriță de deschidere și ejecție a pieselor

Odată ce metalul s-a solidificat, matrița este deschisă de mașină, după care pinii de ejecție sau brațele robotizate scot piesa turnată.

Acesta trebuie ejectat numai atunci când este complet solidificat; în caz contrar, este distorsionat. În cazul formelor complexe, există mai mult de un pin de ejectare, care garantează eliberarea curată a cavității matriței.

Roboții preiau piesele de pe liniile automate și le plasează pe transportoare pentru a fi tăiate și răcite. Acest lucru sporește reducerea daunelor de manipulare și accelerează producția.

Tundere și finisare

• După ce piesele turnate au fost ejectate, acestea încă mai includ surplusuri de material de rulare, porți și scântei.
• Acestea sunt tăiate cu ajutorul preselor de tăiat, ferăstraie sau mașini CNC.
• În altele, tăierea este efectuată automat de sisteme robotizate de tăiere pentru a garanta o producție uniformă.
• Piesele turnate pot fi apoi supuse unor procese secundare, cum ar fi prelucrarea, găurirea, filetarea, lustruirea, anodizarea sau acoperirea după tăiere.
• Aceste măsuri sporesc acuratețea dimensiunilor și a finisajului piesei și o numesc asamblare sau inspecție finală.

Inspecția și controlul calității

Ultima este inspecția și controlul calității. Fiecare piesă turnată este inspectată pentru a garanta că are toleranțele și standardele de calitate necesare.

Tipurile populare de inspecție sunt:

• Calibre/mașină de măsurat în coordonate (CMM).
• Verificarea grafică a fisurilor, arsurilor sau defectelor superficiale.
• Testele care nu implică distrugerea, cum ar fi testele cu raze X sau cu ultrasunete, sunt utilizate pentru a determina porozitatea internă.
• Testarea componentelor carcasei motorului sau a supapelor, cum ar fi scurgerile sau presiunea.

Utilajele moderne de turnare sub presiune cu cameră rece din China sunt de obicei echipate cu senzori și software care monitorizează toți parametrii - temperatura topiturii, presiunea de injecție și temperatura matriței, ceea ce permite monitorizarea calității în timp real.

Optimizare de proces și control

Calitatea rezultatelor trebuie să se bazeze pe calitatea controlată la fiecare etapă.

• Operatorii urmăresc aspecte precum curățenia topiturii, metoda de dozare, viteza loviturii, curba de presiune și temperatura matriței.
• Resturile minore pot adăuga sau cauza erori dimensionale.
• Automatizarea ajută la minimizarea erorilor umane. Repetabilitatea este îmbunătățită, iar porozitatea este redusă prin utilizarea servomotoarelor, a manipulării robotizate și a sistemelor de vid.
• Întreținerea de rutină - curățarea conductelor hidraulice, inspectarea garniturilor și calibrarea senzorilor reprezintă garanția regularității funcționării mașinii.

Factori de siguranță și de mediu

• Manipularea metalelor topite este periculoasă.
• Operatorii ar trebui să utilizeze mănuși rezistente la căldură, scuturi pentru față și haine de protecție.
• Ar trebui să existe opriri de urgență, scuturi termice și alarme automate de temperatură sau presiune pe mașini.
• Sistemele moderne sunt, de asemenea, eficiente din punct de vedere energetic și minimizează deșeurile în ceea ce privește mediul.
• Sistemele servo-hidraulice utilizează mai puțină energie. Circuitele de răcire sunt răcite cu apă.
• Anumite mașini chineze de turnare sub presiune cu cameră rece au sisteme cu circuit închis, în care căldura este reutilizată, ceea ce minimizează amprenta de carbon.

Materiale și aliaje utilizate de obicei.

Utilizarea unei camere reci este preferată în cazul aliajelor care nu pot fi utilizate în mașinile cu cameră caldă. Cele mai frecvente materiale utilizate includ aliajele de aluminiu, magneziu, cupru și câteva combinații de zinc și aluminium în cazul în care coroziunea mecanismului de injecție trebuie evitată cu orice preț. În cazul pieselor structurale pentru automobile, predomină aliajele de aluminiu. Magneziul este aplicabil în situațiile în care contează foarte mult ușurința. Ambele aliaje au propriul lor punct de topire, fluiditate și comportament la contracție, care trebuie luate în considerare în proiectarea matriței și în parametrii procesului. 

Mașini și caracteristici - cum ar fi alegerea mașinii de turnare sub presiune cu cameră rece din China.

Mașini de turnare sub presiune: Mașinile de turnare sub presiune cu cameră rece sunt alcătuite dintr-un cadru robust, o unitate de injecție de înaltă presiune, un sistem hidraulic și sistemul electronic de control. Mașinile moderne oferă servo-hidraulică pentru a economisi energie și a îmbunătăți controlul, comenzi computerizate pentru a face profilurile de injecție programabile și sisteme auxiliare integrate, cum ar fi regulatoarele de temperatură ale matriței și sistemele automate de încărcare. De asemenea, este posibil să găsiți furnizori de mașini de turnare sub presiune cu cameră rece din China care oferă o mare varietate de modele și diferite game de prețuri în cazul în care vă aprovizionați cu mașini. Există modele compacte ale producătorilor chinezi care se potrivesc magazinelor mici și mașini de mare tonaj care sunt potrivite pentru producția de volum mare. Constructorii chinezi tind să împacheteze echipamentele de topire și manipulare pentru a oferi și o linie la cheie. Comparați mașinile în ceea ce privește verificarea forței maxime de strângere (tone), volumul în lovitură, controlul vitezei într-o injecție, dimensiunea matriței și automatizarea. 

Elemente de bază ale proiectării sculelor și matrițelor

Oțelul de scule călit este în mod normal matriță (matriță). Proiectarea matriței trebuie să permită un flux controlat al metalelor și al aerului gazos care se scurge, precum și o geometrie și canale de răcire pentru a răci rapid modelul. Aspecte notabile de proiectare sunt prevenirea închiderilor la rece, reducerea porozității și limitarea contracției. Danele, glisierele și miezurile sunt tipice pentru formarea geometriilor complicate. O bună întreținere a matriței, cum ar fi lustruirea și sablarea între execuțiile succesive, crește durata de viață a sculei și menține finisajul suprafeței.

Tabelul de control al calității

Utilizări ale turnării sub presiune cu cameră rece

Turnarea sub presiune în cameră rece este o tehnologie crucială în industria contemporană care are nevoie de componente metalice de înaltă precizie, robuste și complexe. Datorită capacității sale de a prelucra metale cu puncte de topire ridicate, cum ar fi aluminiul, cuprul și magneziul, aceasta a fost utilizată ca un proces de producție dezirabil pentru piese vitale în industrii precum cea auto, aerospațială, electronică și a utilajelor grele.

Industria auto

Una dintre industriile auto este un mare consumator de componente turnate sub presiune cu cameră rece. Procesul este utilizat la fabricarea pieselor unui bloc motor, carcase de transmisie, capace de ambreiaj, cutii de viteze și piese de roți. Aceste componente trebuie să reziste la sarcini mecanice mari, temperaturi ridicate și vibrații constante. Turnarea sub presiune în cameră rece se face pentru a garanta standarde ridicate de dimensiuni și performanță. În acest sens, aliajele de aluminiu și magneziu sunt deosebit de populare în industrie datorită capacității lor de a oferi rezistență chiar și cu greutatea redusă a vehiculului, crescând astfel eficiența consumului de combustibil și manevrabilitatea.

Industria aerospațială

În producția aerospațială, toate piesele trebuie să ofere un echilibru perfect între greutate, rezistență și precizie. Turnarea sub presiune în cameră rece permite fabricarea de suporturi structurale, suporturi pentru fuselaj, carcase și piese legate de motor cu o precizie dimensională ridicată. Finețea redusă a suprafeței și integritatea interioară pe care le oferă această tehnică de turnare o fac foarte potrivită în aplicațiile aerospațiale, deoarece piesele aerospațiale trebuie să aibă standarde ridicate de siguranță și fiabilitate.

Industria electronică

Turnarea sub presiune în cameră rece este utilă pentru industria electronică în producția de componente complexe cu precizie ridicată. Componentele dispozitivelor electronice, cum ar fi radiatoarele, carcasele, conectorii și carcasele dispozitivelor electronice sunt în mod normal fabricate din aliaje de aluminiu. Aceste componente trebuie să aibă o bună conductivitate termică, să fie ușoare și rezistente la coroziune. Componentele din aluminiu turnat sub presiune sunt utile pentru răcirea eficientă a căldurii, sporind astfel performanța și longevitatea dispozitivelor electronice actuale, inclusiv a calculatoarelor, a luminilor LED și a dispozitivelor de comunicare.

Mașini și echipamente industriale

Pompele, supapele, compresoarele, carcasele motoarelor și componentele hidraulice ale mașinilor industriale sunt, de asemenea, produse prin utilizarea turnării sub presiune cu cameră rece. Aceste componente trebuie să funcționeze în condiții extreme și au nevoie de rezistență ridicată și precizie dimensională. Procesul garantează uniformitatea grosimii peretelui, suprafețe de etanșare bune și caracteristici mecanice bune. Motivul pentru care producătorii aleg această abordare pentru utilajele industriale este că pot fi produse în volume mari fără a pierde din precizie.

Aplicații pentru consumatori și energie Aplicații pentru consumatori și energie

Pe lângă industria grea, procesul este aplicat bunurilor de larg consum, cum ar fi uneltele electrice, aparatele de bucătărie și elementele energetice, cum ar fi suporturile panourilor solare și conexiunile turbinelor eoliene. Mașinile de turnare sub presiune cu cameră rece din China sunt versatile, motiv pentru care pot produce piese durabile și ușoare în cantități mari pentru a îmbunătăți performanța și aspectul designului în domeniul consumului și al utilizării energiei.

Beneficiile turnării sub presiune cu cameră rece

Procesul de turnare sub presiune cu cameră rece are mai multe avantaje care îl califică drept o tehnică favorabilă de turnare a componentelor metalice de înaltă calitate și precizie. Aceste avantaje îl fac foarte popular în diverse industrii.

Rezistență ridicată și precizie

Acest lucru se realizează prin intermediul facilitării producătorilor de a realiza elemente puternice, groase și precise din punct de vedere dimensional. Se utilizează o presiune ridicată astfel încât metalul topit să umple complet cavitatea matriței, fără goluri și/sau goluri. Ceea ce se obține este o piesă solidă care are o bună integritate structurală și o grosime uniformă. Combinația corectă a acestor proprietăți face ca turnarea sub presiune în cameră rece să fie ideală în ceea ce privește piesele care trebuie să facă față unor sarcini mecanice sau stresului mediului, cum ar fi carcasele și componentele structurale ale automobilelor.

Se aplică aliajelor cu topire ridicată

Procesul cu cameră rece, spre deosebire de procesul cu cameră caldă, poate prelucra metale cu punct de topire ridicat, precum aluminiul, magneziul și cuprul. Nu este posibilă utilizarea acestor aliaje în mașinile cu cameră caldă, deoarece acestea corodează sau sunt deteriorate de căldură. Posibilitatea de a lucra cu astfel de aliaje creează o șansă de a dezvolta piese care costă mai puțin, dar sunt mai puternice și au o rezistență ridicată la coroziune - calități necesare în sectoarele aerospațial și auto.

Finisaj excelent al suprafeței

Turnarea sub presiune cu cameră rece este procesul care oferă un finisaj de suprafață neted și detaliat, lăsând o prelucrare secundară sau o lustruire minimă sau inexistentă a piesei. Piesele turnate la final sunt curate și atractive, cu un design corect al matriței și o răcire corespunzătoare. Calitatea suprafeței îmbunătățește, de asemenea, performanța de aderență a vopselei, acoperirea, precum și performanța de etanșare, iar acest lucru economisește timp și costuri în etapa de postprocesare.

Repetitivitate și eficiență

După ce matrița a fost optimizată și proiectată, aceasta poate fi reprodusă de mii de ori, cu diferențe minime de calitate. Acest lucru o face ideală atunci când vine vorba de producția în masă a acelorași piese. Cu ajutorul mașinilor de turnare sub presiune cu cameră Chinacold, producătorii pot automatiza procesele de încărcare, pulverizare și ejecție pentru a îmbunătăți viteza de producție și a reduce costurile cu forța de muncă, fără a compromite precizia.

Precizia și complexitatea dimensională

Turnarea sub presiune în cameră rece îi permite să producă geometrii complicate și componente cu pereți subțiri care altfel ar fi greu sau imposibil de produs prin alte procese. Se utilizează injectarea metalului la presiune ridicată, care captează detaliile complexe ale matriței și asigură toleranțe dimensionale strânse. Această precizie minimizează cerințele de prelucrare și asigură o potrivire perfectă a pieselor odată ce acestea sunt montate în produse mai mari.

Durată lungă de viață a sculei

Deoarece matrița este fabricată din oțel călit și se răcește foarte bine după fiecare ciclu de ardere, aceasta poate supraviețui mii de focuri înainte de a necesita înlocuirea. Această longevitate reduce cheltuielile cu sculele pe termen lung, în special atunci când producția este de dimensiuni mari.

Dezavantaje și limitări

Deși turnarea sub presiune în cameră rece are numeroase beneficii, aceasta are propriile sale deficiențe, pe care producătorii trebuie să le ia în considerare înainte de a o implementa într-un proiect. Cunoașterea acestor limitări va ajuta la selectarea procesului de turnare adecvat și la creșterea eficienței producției.

Timpi de ciclu mai mici

Durata ciclului este mai lungă deoarece metalul topit este introdus (manual sau semi-automat) în camera de împușcare, într-un cuptor extern, și nu prin procedeul camerei fierbinți. Celelalte etape de manipulare și control al temperaturii, care sunt efectuate în fiecare ciclu, încetinesc puțin viteza de producție. Cu toate acestea, actualele mașini de turnare sub presiune cu cameră rece din China, care au sisteme de încărcare încorporate, au redus acest dezavantaj la un nivel minim.

Creșterea costurilor de instalare și de scule

Costurile inițiale ale echipamentelor și uneltelor de turnare sub presiune cu cameră rece sunt destul de ridicate. Este nevoie de inginerie de precizie în matrițe, sisteme de injecție și alte piese auxiliare, iar acest lucru adaugă costuri inițiale. Dar atunci când volumul este mare, costul pe piesă se reduce semnificativ în timp și, prin urmare, pe termen lung, procesul devine rentabil.

Gama limitată de aliaje

Mașinile cu cameră rece sunt utilizate în general cu aliaje cu topire ridicată, inclusiv aluminiu, magneziu și cupru. Acestea nu pot fi utilizate cu metale cu punct de topire scăzut, cum ar fi zincul, plumbul sau staniul, care se realizează în mod normal prin metoda camerei calde. Aceasta înseamnă că alegerea materialelor este ușor limitată în comparație cu alte tehnologii de turnare.

Nevoia de operatori calificați

Datorită controlului presiunii, controlului temperaturii și preciziei timpului, procesul de turnare sub presiune în cameră rece necesită lucrători calificați și foarte calificați. Porozitatea, ieșirile greșite sau închiderile la rece sunt câteva dintre defectele care pot apărea în cazul unei încărcări inconsecvente sau al unei presiuni de injecție necorespunzătoare. Pentru a menține calitatea constantă a produselor, trebuie să se recurgă la formare și supraveghere.

Întreținerea și consumul de energie

Un sistem cu cameră rece necesită cuptoare externe și sisteme hidraulice de înaltă presiune, ambele consumând multă energie. De asemenea, necesită întreținere periodică pentru a evita orice scurgere hidraulică și uzura matriței, precum și dezechilibrul de temperatură. Nerespectarea acestor aspecte poate afecta productivitatea și consistența produselor.

Compararea camerelor reci și calde

Mașinile cu cameră fierbinte rețin topitura în mașină și sunt rapide. Se potrivesc bine cu aliajele cu topire scăzută, cum ar fi zincul și plumbul. Cuptorul este separat de cameră rece mașini. Acestea sunt mai lente și pot lucra cu aluminiu și aliaje la temperaturi ridicate fără a coroda mașina. Selectați componente la cald și din zinc. Alegeți aliaje la rece și piese mai mari și mai grele. 

Aspecte economice și dimensiune

Unele dintre costurile majore includ sculele (matrițele), materiile prime, amortizarea mașinilor, forța de muncă, finisarea și controlul calității. Cel mai mare cost inițial este, în general, cel al sculelor. Costul pe piesă scade rapid odată cu volumul și, prin urmare, este nevoie de economii de scară. În ceea ce privește achiziționarea de utilaje, utilajele ieftine economisesc capital, dar pot costa mai mult în rebuturi, necesită mai multă întreținere sau nu sunt foarte automatizabile pentru a economisi costurile permanente cu forța de muncă. Luați în considerare costul total de proprietate și nu prețul de achiziție.

O cameră rece Die Casting componente de mașini

O mașină convențională de turnare sub presiune cu cameră rece din China constă din:

• Cadru/unitate de prindere: Aici se aplică presiune ridicată la matriță.
• Sistem de injecție: Forțează metalul topit în cavitatea matriței la viteză mare.
• Sistem hidraulic: Motorizează mișcarea pistonului și a matriței.
• Sistem de răcire: Controlează temperatura matrițelor.

Punctele de cumpărare de luat în considerare la o privire la furnizorii de mașini de turnare sub presiune cu cameră rece din China.

• Solicitați specificațiile complete: forța de strângere, volumul de injecție, cursa și sistemul de control.
• Întrebați despre utilizarea automatizării: stații de încărcare/dozare, manipulare și tăiere a pieselor.
• Verificați referințele și piesele de probă: Comandați fotografii, radiografii și foi de proces.

Luați în considerare serviciile post-vânzare și piesele de schimb. În cazul mașinilor chinezești, luați în considerare termenul de livrare al pieselor și al serviciilor. Numeroși producători chinezi buni oferă prețuri bune și soluții la cheie - dar contractele de service contează. 

Tendințele viitorului în domeniul turnării sub presiune în cameră rece

Procesul de turnare sub presiune cu cameră rece va continua să dezvolte automatizarea inteligentă, controlul AI și servosistemele eficiente din punct de vedere energetic. Companiile chineze optează din ce în ce mai mult pentru integrarea Industriei 4.0, care le permite să urmărească producția în timp real, să prevadă întreținerea și să controleze calitatea utilizând cloud-ul. Există, de asemenea, o tendință către materiale ușoare, cum ar fi aliajele de magneziu, în cazul în care companiile auto vizează eficiența consumului de combustibil.

Noile sisteme hibride combină atât tehnicile de turnare în vid sub presiune, cât și cele de cameră rece pentru a reduce porozitatea și a îmbunătăți integritatea suprafeței. Senzorii sofisticați și viteza de control a injecției oferă producătorilor o uniformitate sporită și mai puține pierderi.

În următorii ani vor apărea linii de turnare sub presiune și mai durabile, cu sisteme de răcire în buclă închisă, dozare automată a aliajelor și producție virtuală cu gemeni digitali.

Gânduri finale

Turnarea sub presiune în cameră rece a rămas un pilon al producției actuale de metale. Este precisă, durabilă și eficientă în fabricarea de piese metalice complexe. În aprovizionarea Chinei, ar trebui să selectați o mașină de turnare sub presiune cu cameră rece din China care este accesibilă în ceea ce privește tonajul și precizia controlului și care oferă, de asemenea, o acoperire de servicii pe termen lung.

Lista de verificare a cumpărătorului vă poate ajuta să obțineți o soluție accesibilă fără a sacrifica calitatea prin efectuarea unei analize comparative a modelelor de mașini. Investiția într-o instalație fiabilă de cameră rece va oferi rezultate previzibile și rentabilitate pe termen lung, fie că este vorba de producția de piese auto, carcase structurale sau piese electronice.