Ce este turnarea sub presiune
Turnarea sub presiune este un proces de fabricație utilizat pentru a produce piese metalice cu precizie dimensională ridicată și finisare a suprafeței.Aceasta implică forțarea metalului topit într-o cavitate a matriței sub presiune ridicată.Cavitatea matriței este creată de două matrițe din oțel călit care sunt prelucrate în forma dorită.
Procesul începe cu topirea metalului, de obicei aluminiu, zinc sau magneziu, într-un cuptor.Metalul topit este apoi injectat în matriță la presiune ridicată folosind o presă hidraulică.Metalul se solidifică rapid în interiorul matriței, iar cele două jumătăți ale matriței sunt deschise pentru a elibera piesa finită.
Turnarea sub presiune este utilizată pe scară largă pentru a produce piese cu forme complexe și pereți subțiri, cum ar fi blocurile motoare, carcasele transmisiei și diverse componente auto și aerospațiale.Procesul este popular și în producția de bunuri de larg consum, cum ar fi jucării, ustensile de bucătărie și electronice.
Turnare sub presiune
Turnarea sub presiune este un proces destul de specializat care s-a dezvoltat mai predominant în secolul al XX-lea.Procesul de bază constă din: metalul topit este turnat/injectat într-o matriță de oțel și prin intermediul unei presiuni de viteză mare, constantă și intensifică (în turnarea sub presiune) și răcirea metalului topit se solidifică pentru a forma o turnare solidă.De obicei, procesul în sine durează doar câteva secunde și este o modalitate rapidă de formare a unui produs metalic din materie primă.Turnarea sub presiune este potrivită pentru materiale precum staniul, plumbul, zincul, aluminiul, aliajele de magneziu până la cupru și chiar aliajele de fier, cum ar fi oțelul inoxidabil.Principalele aliaje utilizate astăzi în turnarea sub presiune sunt aluminiul, zincul și magneziul.De la primele mașini de turnare sub presiune, care orientau sculele cu matriță în orientare verticală, până la standardul comun de orientare și operare orizontală, patru etape de tensionare a barelor de legătură și procese controlate complet de calculator, procesul a avansat de-a lungul anilor.
Industria a crescut într-o mașină de producție la nivel mondial, producând componente pentru o varietate de aplicații, multe dintre ele fiind la îndemână de la sine, deoarece aplicarea produselor turnate sub presiune este atât de diversă.
Beneficiile turnării sub presiune
Câteva dintre beneficiile turnării sub presiune înaltă:
• Procesul este potrivit pentru producția de volum mare.
• Produceți rapid piese turnate destul de complexe în comparație cu alte procese de formare a metalelor (de ex. prelucrare).
• Componente de înaltă rezistență produse în starea de turnare (supus proiectării componentelor).
• Repetabilitate dimensională.
• Posibile secțiuni subțiri de perete (de ex. 1-2,5 mm).
• Toleranță liniară bună (de ex. 2 mm/m).
• Finisaj bun al suprafeței (de ex. 0,5-3 µm).
Procesul de turnare sub presiune cu cameră fierbinte implică topirea lingoului de metal într-un cuptor care este situat aproape/integral de semiplaca fixă a mașinii de turnare sub presiune și injectarea de metal topit printr-un piston scufundat direct prin gâtul de gâscă și duza și în unealta matriță.Gâtul de gâscă și duza necesită încălzire pentru a preveni înghețarea metalului înainte de a ajunge în cavitatea matriței, întregul element de încălzire și metal topit al acestui proces este de unde provine denumirea cameră fierbinte.Greutatea împușcăturii de turnare este dictată de cursa, lungimea și diametrul pistonului, precum și dimensiunea manșonului/camerului, iar duza joacă, de asemenea, un rol care ar trebui luat în considerare la proiectarea matriței.Odată ce metalul s-a solidificat în cavitatea matriței (durează doar câteva secunde), jumătatea de plată mobilă a mașinii la care este fixată jumătatea în mișcare a matriței se deschide și turnarea este aruncată de pe fața matriței și îndepărtată din unealtă.Fețele matriței sunt apoi lubrifiate printr-un sistem de pulverizare, matrița se închide și ciclul de proces este din nou.
Datorită acestui sistem „închis” de topire/injecție a metalului și mișcării mecanice minime, turnarea sub presiune cu cameră fierbinte poate oferi economii mai bune pentru producție.Aliajul metalic de zinc este utilizat în principal în turnarea sub presiune cu camera fierbinte, care are un punct de topire destul de scăzut, ceea ce oferă beneficii suplimentare pentru uzura redusă a mașinilor (oală, gât de gâscă, manșon, piston, duză) și, de asemenea, uzură redusă a sculelor de matriță (deci unealtă mai lungă). durata de viață în comparație cu sculele de turnare sub presiune din aluminiu – sub rezerva acceptării calității turnării).
Denumirea cameră rece provine de la procesul de turnare a metalului topit într-o cameră rece/manșon de împușcare care este atașat prin jumătatea platanului de matriță fixă de partea din spate a sculei de jumătate de matriță fixă.Cuptoarele de reținere/topire a metalului topit sunt amplasate în mod obișnuit cât de aproape posibil de capătul de împușcare al mașinii de turnare sub presiune, astfel încât un operator manual sau o oală de turnare automată să poată extrage metalul topit necesar pentru fiecare împușcare/ciclu cu o oală și să toarne metal topit într-un orificiu de turnare din interiorul manșonului/camerului de injectare.Un vârf de piston (care este o piesă purtabilă și înlocuibilă, prelucrată cu precizie la diametrul interior al manșonului de împușcare, cu alocație pentru dilatare termică) conectat la pistonul mașinii împinge metalul topit prin camera de împușcare și în cavitatea matriței.Mașina de turnare sub presiune, atunci când este solicitată, va efectua prima etapă pentru a împinge metalul topit dincolo de orificiul de turnare din manșon.Etape ulterioare au loc sub presiuni hidraulice crescute de la berbec pentru a injecta metalul topit în cavitatea matriței.Întregul proces durează câteva secunde, presiunea rapidă și intensifică precum și scăderea temperaturii metalului fac ca metalul să se solidifice în cavitatea matriței.Semiplata mobilă a mașinii de turnare sub presiune se deschide (la care este fixată jumătatea mobilă a sculei de matriță) și ejectează turnarea solidificată de pe fața matriței a sculei.Turnarea este îndepărtată, fețele matriței sunt lubrifiate cu un sistem de pulverizare și apoi ciclul se repetă.
Mașinile cu cameră rece sunt potrivite pentru turnarea sub presiune a aluminiului, piesele de pe mașină (manșon de împușcare, vârf de piston) pot fi înlocuite în timp, manșoanele pot fi tratate cu metal pentru a le crește durabilitatea.Aliajul de aluminiu este topit într-un creuzet ceramic din cauza punctului de topire relativ ridicat al aluminiului și a necesității de a reduce riscul de preluare a fierului, care este un risc în creuzetele feroase.Deoarece aluminiul este un aliaj metalic relativ ușor, permite turnarea de piese turnate sub presiune mari și grele sau acolo unde este necesară o rezistență și ușurință sporite în turnarea sub presiune.
