Una volta un ingegnere ci ha contattato per un alloggiamento in alluminio pressofuso per un regolatore di pressione del gas. Aveva un modello CAD dettagliato, un chiaro obiettivo di volume annuale e un requisito di finitura superficiale che sembrava ragionevole sulla carta. L'unica cosa a cui non sapeva rispondere era quale processo di fusione dell'alluminio avrebbe dovuto utilizzare il suo pezzo. La fusione in sabbia sembrava troppo dura. La pressofusione sembrava costosa prima del preventivo. La fusione in stampo permanente sembrava un compromesso che non poteva valutare senza dati. Questa esitazione è comune tra gli ingegneri progettisti, i team di approvvigionamento e i product manager che necessitano di componenti in alluminio pressofuso ma non sono specializzati nella tecnologia di fonderia. La domanda che continuano a porsi è semplice: quali sono i diversi tipi di fusione di alluminio e come si confrontano effettivamente nella produzione reale?
Che cos'è la fusione di alluminio e perché è importante la selezione del processo?
La fusione dell'alluminio è un processo di produzione in cui la lega di alluminio fusa viene colata, iniettata o altrimenti introdotta in una cavità dello stampo che definisce la forma della parte finita. Una volta che il metallo si raffredda e si solidifica, lo stampo viene aperto o rimosso e il componente risultante viene pulito, ispezionato e spesso lavorato fino alle dimensioni finali. Le leghe di alluminio sono materiali di colata popolari perché offrono un equilibrio favorevole tra bassa densità, buona conduttività termica ed elettrica, resistenza naturale alla corrosione ed eccellente colabilità in un'ampia gamma di condizioni di processo.
La selezione del processo conta più di quanto molti acquirenti credano. Influisce non solo sul prezzo per parte, ma anche sulla resistenza meccanica, sulla solidità interna, sulla consistenza dimensionale, sulla struttura della superficie, sullo spessore della parete ottenibile e sulla quantità di lavorazione secondaria necessaria. Due parti con la stessa geometria possono funzionare in modo completamente diverso a seconda che siano state prodotte mediante fusione in sabbia o pressofusione ad alta pressione.
Prima di confrontare i singoli processi, è utile costruire un quadro mentale. Ogni metodo di fusione dell'alluminio è una variazione della stessa sequenza: creare una cavità, riempirla con metallo fuso, controllare la solidificazione ed estrarre la parte. Le differenze risiedono nel modo in cui è realizzata la cavità, nel modo in cui viene introdotto il metallo e nella velocità con cui si raffredda. Queste tre variabili determinano quasi ogni differenza pratica tra fusione in sabbia, fusione in stampo permanente, pressofusione, fusione a cera persa e fusione a schiuma persa.
Se hai bisogno di una presentazione ancora più generale, il ns guida completa alla fusione dell'alluminio copre il processo di base dalla lega grezza all'ispezione finita. Questo articolo si concentra sui tipi di processo e sui compromessi tecnici che li differenziano.
I principali tipi di fusione di alluminio
La pratica industriale raggruppa la fusione di alluminio in diverse famiglie consolidate. Alcuni sono definiti dal materiale dello stampo, altri dalla pressione utilizzata per riempire la cavità e altri ancora dalla tecnologia del modello. I sei tipi descritti di seguito coprono la stragrande maggioranza dei getti di alluminio commerciali prodotti in tutto il mondo. Ognuno ha una posizione distinta in termini di costo, volume, precisione e prestazioni meccaniche.
Colata in sabbia
La fusione in sabbia utilizza uno stampo costituito da sabbia compattata mescolata con argilla o leganti chimici. Un motivo in legno, resina o metallo crea la cavità nella sabbia. Dopo che l'alluminio fuso è stato versato per gravità e lasciato raffreddare, lo stampo in sabbia viene rotto per rilasciare la fusione.
Poiché lo stampo viene distrutto dopo ogni ciclo, la fusione in sabbia ha il costo di attrezzatura più basso tra i processi principali. Quantità di prototipi e piccole serie di produzione sono economicamente sostenibili. Anche le parti grandi e geometricamente complesse sono pratiche e nessuna lega di alluminio è vietata. I compromessi sono una finitura superficiale più ruvida, tolleranze dimensionali più ampie e tempi di ciclo più lenti rispetto allo stampo permanente o alla pressofusione.
La fusione in sabbia è un punto di partenza ragionevole quando la quantità annua è bassa e quando la lavorazione rimuoverà una quantità generosa di materiale superficiale.
Colata in stampo permanente
La fusione in stampo permanente, a volte chiamata pressofusione per gravità, utilizza uno stampo riutilizzabile in acciaio o ghisa in cui l'alluminio fuso viene versato per gravità o inclinato per migliorare il flusso. Lo stampo in metallo estrae rapidamente il calore, affinando la struttura dei grani e migliorando le proprietà meccaniche rispetto alla fusione in sabbia.
Questo processo occupa la via di mezzo tra la fusione in sabbia e la pressofusione ad alta pressione. I costi degli utensili sono moderati, i ritmi di produzione sono rispettabili e le finiture superficiali sono notevolmente migliori della sabbia. È adatto a cicli di produzione da diverse migliaia a decine di migliaia di parti all'anno, in particolare per alloggiamenti, staffe e componenti strutturali che necessitano di una maggiore integrità rispetto a quella che la fusione in sabbia può offrire.
Pressofusione ad alta pressione
La pressofusione ad alta pressione, spesso abbreviata HPDC, è il processo più strettamente associato ai componenti in alluminio ad alto volume. L'alluminio fuso viene iniettato in uno stampo di acciaio di precisione ad alta velocità e ad alta pressione, spesso superiore a 10.000 psi applicata al metallo.
L'HPDC offre tempi di ciclo estremamente rapidi, in genere da 30 secondi a pochi minuti per scatto. È possibile produrre ripetutamente pareti sottili, geometrie interne complesse e dettagli superficiali fini. Le tolleranze dimensionali sono più strette rispetto a qualsiasi altro metodo di fusione comune, motivo per cui i blocchi motore automobilistici, gli alloggiamenti della trasmissione, gli alloggiamenti del motore e innumerevoli involucri elettronici sono realizzati in questo modo.
La limitazione principale è la porosità. L'iniezione ad alta velocità può intrappolare aria e gas all'interno del metallo, producendo microvuoti che riducono la tenuta alla pressione e limitano la capacità di saldare o trattare termicamente la parte. Le pressofusioni di alta qualità riducono al minimo questo problema con profili di iniezione controllati, assistenza del vuoto e design accurato dei punti di iniezione.
Pressofusione a bassa pressione
La pressofusione a bassa pressione riempie lo stampo dal basso utilizzando la pressione del gas inerte, in genere pochi psi, per spingere l'alluminio fuso verso l'alto in uno stampo di acciaio. Il flusso è molto più calmo dell'HPDC, quindi viene intrappolata meno aria e la fusione risultante ha una porosità inferiore e un'integrità meccanica più elevata.
Il tasso di riempimento più lento significa tempi di ciclo più lunghi, ma la migliore solidità rende l'LPDC attraente per parti strutturali rilevanti per la sicurezza, ruote in alluminio, testate e componenti che devono resistere a carichi di pressione o di fatica. I costi degli utensili sono simili a quelli degli stampi permanenti e i volumi di produzione rientrano nella fascia medio-alta.
Colata di investimento
La fusione a cera persa, chiamata anche fusione a cera persa, inizia con un modello in cera rivestito con diversi strati di impasto ceramico per costruire un guscio. La cera viene poi sciolta, lasciando uno stampo ceramico preciso. L'alluminio fuso viene versato nel guscio riscaldato e, dopo la solidificazione, la ceramica viene staccata.
Questo metodo produce un'eccellente precisione dimensionale, dettagli superficiali fini e passaggi interni complessi che richiederebbero la lavorazione in altri processi. Lo svantaggio è il costo: la produzione del modello richiede molta manodopera e i costi per pezzo sono elevati. La microfusione è adatta a componenti complessi che richiedono precisione e laddove il volume non giustifica gli strumenti di pressofusione. Staffe aerospaziali, parti di strumentazione e componenti di dispositivi medici sono esempi tipici.
Colata in schiuma persa
La fusione a schiuma persa utilizza un modello di polistirene espanso sagomato esattamente come la parte finale. Il modello è rivestito con uno strato refrattario permeabile, incorporato in sabbia non legata, quindi l'alluminio fuso viene versato direttamente sulla schiuma. Il calore vaporizza la schiuma e il metallo riempie la cavità risultante.
Poiché non sono presenti linee di divisione dello stampo, i getti in schiuma persa hanno un'eccellente consistenza dimensionale e possono produrre assemblaggi complessi precedentemente costituiti da più parti. Il processo viene utilizzato dai produttori automobilistici per testate cilindri, collettori di scarico e blocchi motore. Gli utensili per i modelli in schiuma sono relativamente economici, ma le attrezzature per lo stampaggio della schiuma e i modelli di consumo richiedono un attento controllo del processo.
Confronto dei metodi di fusione in breve
La tabella seguente riassume le gamme pratiche associate a ciascun processo di fusione dell'alluminio. I dati effettivi dipendono dalla lega specifica, dalla geometria del pezzo e dalla capacità della fonderia, quindi utilizzare questi valori come linee guida decisionali piuttosto che come specifiche assolute.
| Processo | Volume annuale tipico | Costo relativo dell'attrezzatura | Tolleranza dimensionale (mm) | Finitura superficiale tipica (Ra, µm) | Costo relativo per parte |
|---|---|---|---|---|---|
| Colata in sabbia | 1 – 10.000 | Basso | ±0,5 – ±2,5 | 6.3 – 12.5 | Basso at small volumes |
| Muffa permanente | 5.000 – 100.000 | Medio | ±0,2 – ±0,8 | 1.6 – 6.3 | Moderato |
| Pressofusione ad alta pressione | 10.000 – 1.000.000 | Alto | ±0,1 – ±0,3 | 0,8 – 3,2 | Molto basso ad alti volumi |
| Pressofusione a bassa pressione | 10.000 – 300.000 | Medio-high | ±0,2 – ±0,5 | 1.6 – 6.3 | Basso to moderate |
| Colata di investimento | 100 – 20.000 | Medio-high | ±0,1 – ±0,5 | 0,8 – 3,2 | Alto |
| Colata in schiuma persa | 1.000 – 100.000 | Medio | ±0,5 – ±1,5 | 3.2 – 12.5 | Basso to moderate at scale |
Da questo confronto emergono tre conclusioni. Innanzitutto, la fusione in sabbia è vincente quando il volume del serbatoio è ridotto e il budget per gli utensili è limitato. In secondo luogo, la pressofusione ad alta pressione diventa dominante man mano che le quantità annuali salgono a decine di migliaia perché il costo per pezzo diminuisce drasticamente. In terzo luogo, lo stampo permanente e la pressofusione a bassa pressione si collocano nel mezzo e brillano quando la resistenza meccanica o la tenuta alla pressione sono una priorità.
Costo relativo per pezzo finito
Il grafico a barre riportato di seguito mostra un confronto dei costi ponderati per pezzo finito a volumi di produzione tipici. La microfusione rappresenta il costo per pezzo più elevato, mentre la pressofusione ad alta pressione diventa la più economica su larga scala.
Leghe di alluminio comunemente utilizzate nella fusione
Comprendere i tipi di processo è solo metà della decisione. La lega di alluminio stessa influenza il comportamento del pezzo in servizio e il grado di adattamento a un determinato metodo di fusione. La maggior parte delle leghe da fusione contengono silicio e rame per migliorare la fluidità e la resistenza. La tabella seguente elenca le leghe commerciali più comuni utilizzate nei processi di fusione sopra descritti.
| Lega | Processo tipico | Resistenza alla trazione (MPa) | Carico di snervamento (MPa) | Allungamento (%) | Caratteristiche chiave |
|---|---|---|---|---|---|
| A356 | Sabbia, Permanent Mold, LPDC | 230 – 280 | 160 – 210 | 3 – 10 | Trattabile termicamente, buona duttilità e resistenza alla fatica |
| A380 | Pressofusione ad alta pressione | 320 – 340 | 150 – 170 | 2 – 4 | Ottima colabilità e conducibilità termica |
| ADC12 | Pressofusione ad alta pressione | 310 – 330 | 150 – 160 | 2 – 4 | Specifiche giapponesi standard, simili all'A380 |
| A360 | Pressofusione ad alta pressione | 280 – 300 | 140 – 160 | 3 – 6 | Migliore resistenza alla corrosione rispetto all'A380 |
| A413 | Pressofusione ad alta pressione | 280 – 300 | 130 – 150 | 3 – 5 | Alto silicon, excellent pressure tightness |
A356 è la lega preferita quando il progetto richiede un'elevata duttilità o quando la parte verrà trattata termicamente alla condizione T6. Viene spesso combinato con la fusione in stampo permanente, a bassa pressione o in sabbia perché tali processi consentono la solidificazione più lenta necessaria per sviluppare buone proprietà meccaniche.
A380 e ADC12 dominano il mondo della pressofusione. Il loro elevato contenuto di silicio li fa scorrere bene nelle cavità a pareti sottili e il loro breve intervallo di solidificazione riduce la lacerazione a caldo. Lo svantaggio è che non possono essere riparati facilmente tramite saldatura e non sono consigliati per la successiva anodizzazione se è richiesto un colore brillante o uniforme.
L'A360 offre un percorso intermedio, con una migliore resistenza alla corrosione e un allungamento leggermente migliore rispetto all'A380, pur mantenendo la colabilità richiesta per la pressofusione. A413 viene selezionato quando la fusione deve mantenere la pressione, come corpi di pompe, alloggiamenti di compressori o blocchi di valvole idrauliche.
Come scegliere il giusto metodo di fusione dell'alluminio
La scelta tra i tipi di processo diventa molto più semplice una volta che i fattori decisionali chiave vengono classificati rispetto ai requisiti effettivi del progetto. Le seguenti schede descrivono i sei fattori che più spesso guidano la selezione finale nella nostra pianificazione della produzione quotidiana.
1. Volume annuale
Il volume è il singolo più forte predittore della scelta del processo. Sotto i 5.000 pezzi, la fusione in sabbia o la fusione a cera persa mantengono basso l'ammortamento degli utensili. Da 5.000 a 50.000, lo stampo permanente e i processi a bassa pressione bilanciano costi e produttività. Al di sopra di 50.000, la pressofusione ad alta pressione di solito vince perché l'elevato costo degli utensili è distribuito su un lotto di grandi dimensioni.
2. Tolleranza dimensionale
Se il progetto richiede la lavorazione di un grezzo di soli 0,3 mm o di elementi di assemblaggio a scatto che non possono essere lavorati, la pressofusione ad alta pressione o la microfusione dovrebbero essere il punto di partenza. La fusione in sabbia non può mantenere tolleranze strette su elementi sottili e anche la fusione in stampo permanente richiede tolleranze di lavorazione generose per contorni complessi.
3. Finitura superficiale
Le superfici visibili che riceveranno un rivestimento decorativo in polvere o un'anodizzazione richiedono una finitura liscia come se fosse fusa. La pressofusione ad alta pressione offre la migliore superficie direttamente dallo stampo. La fusione in stampo permanente è accettabile per molte parti industriali. Le fusioni in sabbia e schiuma persa di solito richiedono levigatura, lucidatura o riempitivo prima dei rivestimenti cosmetici.
4. Integrità meccanica
Le parti soggette a carichi strutturali, pressione o cicli di fatica dovrebbero evitare la pressofusione ad alta pressione a meno che il team di progettazione non abbia tenuto conto della porosità. La pressofusione a bassa pressione e la fusione in stampo permanente producono strutture interne più dense. A356 nella condizione T6 offre la migliore combinazione di resistenza e duttilità tra le comuni leghe da colata.
5. Dimensioni della parte e spessore della parete
La fusione in sabbia gestisce facilmente parti molto grandi e sezioni spesse. La pressofusione ad alta pressione è limitata dalle dimensioni della stampata della macchina e lo spessore pratico della parete varia generalmente da 1,5 mm a 6 mm. Se la parte presenta un'estrusione con pareti spesse accanto a un'ampia area piatta, un processo potrebbe avere difficoltà a riempire la sezione sottile mentre solidifica la sezione spessa senza restringimento.
6. Operazioni secondarie
I fori filettati, le superfici di tenuta e le facce di accoppiamento richiedono quasi sempre lavorazioni meccaniche di precisione. Un processo di fusione con migliore consistenza dimensionale riduce i tempi di lavorazione e gli scarti. La pressofusione ad alta pressione e la microfusione consentono un materiale di lavorazione minimo, mentre le fusioni in sabbia possono richiedere la rimozione di diversi millimetri di materiale su ogni superficie critica.
Un approccio pratico consiste nel valutare il progetto rispetto alle due domande che contano di più. Innanzitutto, qual è la quantità totale annua che verrà prodotta durante la vita dello strumento? In secondo luogo, quali superfici e proprietà meccaniche non possono essere compromesse dalla porosità? La risposta a queste due domande indicherà uno o due processi candidati. Da lì, di solito è sufficiente una breve conversazione con un produttore esperto di fusioni per restringere il campo.
Considerazioni chiave sulla qualità delle parti in alluminio pressofuso
Indipendentemente dal metodo di fusione selezionato, gli acquirenti dovrebbero comprendere i fattori di qualità che separano una fusione accettabile da un costoso fallimento sul campo. Le considerazioni più importanti sono il controllo della porosità, le tolleranze di lavorazione, l'integrità della superficie e il comportamento del trattamento termico.
Porosità e tenuta alla pressione
La porosità è il problema di qualità più comune nella fusione dell’alluminio. La porosità da gas si forma quando l'idrogeno si dissolve nel metallo liquido e fuoriesce dalla soluzione durante la solidificazione. La porosità da ritiro si forma quando il metallo liquido finale in una sezione pesante si solidifica senza abbastanza metallo di alimentazione per riempire il vuoto. I componenti a tenuta di pressione come i corpi delle valvole e gli alloggiamenti delle pompe possono presentare perdite lungo i pori interconnessi. La selezione del processo influenza in modo significativo la porosità. La pressofusione ad alta pressione produce intrinsecamente una fine porosità da gas a causa del riempimento turbolento. La fusione in stampo permanente e a bassa pressione riduce la turbolenza e quindi l'intrappolamento del gas. Le fonderie controllano la porosità degassando la massa fusa, ottimizzando i canali di colata, di raffreddamento e utilizzando sistemi di vuoto nelle macchine di pressofusione.
Tolleranza di lavorazione e strategia dimensionale
I disegni delle parti spesso specificano le dimensioni finali della lavorazione, ma la fusione stessa deve fornire materiale sufficiente per l'utensile da taglio. Troppe scorte aumentano i tempi e i costi di lavorazione; uno stock troppo piccolo rischia di rimanere senza materiale se la fusione si sposta nello stampo. Una fusione ben progettata presta molta attenzione alle caratteristiche dei riferimenti in modo che le attrezzature di lavorazione si trovino sulle stesse superfici degli utensili. La pressofusione ad alta pressione può mantenere dimensioni costanti che consentono uno stock minimo, mentre la colata in sabbia richiede tolleranze maggiori a causa dello spostamento dello stampo e dell'erosione della sabbia.
Integrità superficiale e rivestimenti
I getti di alluminio sono spesso rifiniti con verniciatura a polvere, anodizzazione o placcatura. Difetti superficiali come giunti freddi, linee di flusso e bave devono essere rimossi prima del rivestimento. Nella pressofusione ad alta pressione, la porosità superficiale può aprirsi durante la lavorazione e rovinare la qualità estetica di una parte anodizzata. Per questo motivo, le applicazioni decorative talvolta richiedono un processo alternativo o una fase aggiuntiva di trattamento superficiale. Le fusioni destinate all'uso esterno beneficiano di uno strato di rivestimento di conversione prima della verniciatura a polvere, che migliora l'adesione della vernice e la resistenza alla corrosione.
Trattamenti termici e invecchiamento
Non tutte le leghe di alluminio possono essere trattate termicamente. Leghe come A356 rispondono bene al trattamento di solubilizzazione e all'invecchiamento artificiale, producendo aumenti significativi della resistenza alla trazione e della durezza. Le leghe per pressofusione come A380 e ADC12 contengono porosità da gas che si espande durante il trattamento della soluzione, causando bolle superficiali e distorsioni. Se la resistenza trattata termicamente è un requisito difficile, il progetto dovrebbe specificare una combinazione di processo e lega che la supporti, come la fusione in stampo permanente a bassa pressione con A356-T6.
Perché un partner di casting a servizio completo migliora i risultati del progetto
Il divario tra un buon disegno e una fusione di produzione affidabile è colmato dall'esperienza ingegneristica, dal controllo disciplinato del processo e dalla capacità di produzione integrata. Molti acquirenti iniziano contattando diverse fonderie con un disegno 2D e un prezzo indicativo, per poi scoprire che il vero lavoro inizia dopo l'accettazione del preventivo. La progettazione degli utensili, l'ispezione del primo articolo, lo sviluppo dei parametri di processo e le tolleranze di lavorazione sono tutti fattori che influiscono sulla conformità della parte finale con la stampa.
Un produttore di getti di alluminio a servizio completo riunisce progettazione di stampi, pressofusione, lavorazione CNC e finitura superficiale sotto lo stesso tetto. Questa struttura accorcia i cicli di comunicazione e riduce il rischio che un fornitore ne incolpi un altro quando si presenta un problema dimensionale. Consente inoltre al team della fonderia di ottimizzare la geometria della fusione per la producibilità prima che lo strumento venga costruito. Nel nostro flusso di lavoro di produzione, la simulazione del flusso dello stampo viene utilizzata su ogni nuovo progetto per identificare potenziali problemi di riempimento, zone di ritiro e linee di saldatura prima che l'acciaio venga tagliato. Questa ingegneria a monte riduce le revisioni degli strumenti e i cicli di convalida.
Anche la certificazione del sistema di qualità è importante. ISO 9001 e IATF 16949 sono aspettative comuni per le catene di fornitura industriali e automobilistiche. La norma IATF 16949, in particolare, richiede un'analisi rigorosa delle modalità di guasto dei processi, un controllo statistico dei processi e sistemi di tracciabilità a vantaggio di ogni cliente, non solo dei marchi automobilistici. Il nostro stabilimento di Ningbo ha superato gli audit ISO 9001:2015 e IATF 16949:2016 e manteniamo l'approvazione della valutazione ambientale per le nostre operazioni di fusione e lavorazione.
Per uno sguardo più da vicino su come un tipico progetto di fusione passa dal metallo fuso al pezzo finito lavorato, ns articolo dettagliato sul processo di produzione attraversa ogni fase della produzione in sequenza.
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Domande frequenti sui tipi di fusione di alluminio
Quale metodo di fusione dell'alluminio è migliore per la produzione in grandi volumi?
La pressofusione ad alta pressione è il processo più veloce ed economico per le parti in alluminio prodotte in grandi volumi. I tempi ciclo sono brevi, gli utensili producono centinaia di migliaia di colpi e la consistenza dimensionale riduce la lavorazione secondaria. I volumi annuali superiori a 50.000 parti rappresentano il territorio normale per HPDC. Per volumi compresi tra 10.000 e 50.000, la pressofusione a bassa pressione o la fusione in stampo permanente possono essere competitivi quando le proprietà meccaniche devono essere migliorate rispetto all'HPDC.
Qual è la differenza tra pressofusione e fusione in stampo permanente?
La pressofusione inietta l'alluminio fuso in uno stampo di acciaio ad alta pressione e velocità, mentre la fusione in stampo permanente si basa sulla gravità o sulla bassa pressione per riempire uno stampo di acciaio o ferro. L'elevata velocità di iniezione nella pressofusione consente pareti più sottili e cicli più rapidi, ma aumenta il rischio di intrappolamento di aria. La fusione in stampo permanente produce parti più dense e resistenti con una migliore tenuta alla pressione, ma con un tempo di ciclo più lento e con pareti minime leggermente più spesse.
La fusione in sabbia è più economica della pressofusione?
Per piccole quantità sì. Gli utensili per la fusione in sabbia costano una frazione degli utensili per la pressofusione perché uno stampo in sabbia viene distrutto dopo ogni utilizzo e non richiede acciaio per utensili temprato. Man mano che il volume annuale cresce, il costo per pezzo della fusione in sabbia rimane elevato a causa della produzione più lenta e del vasto lavoro di finitura. La pressofusione diventa più economica per parte una volta che il costo degli utensili viene ammortizzato su un numero sufficiente di unità, in genere diverse migliaia di parti o più.
Le fusioni in alluminio possono essere saldate o brasate-riparate?
Sì, ma la percentuale di successo dipende dal processo e dalla lega. Sabbia, stampi permanenti e getti a bassa pressione con bassa porosità dei gas possono essere saldati con materiale di apporto appropriato. I pezzi pressofusi ad alta pressione sono difficili da saldare perché la porosità del gas si espande nel calore di saldatura e crea bolle. Se è necessario saldare un pressofuso, l'HPDC assistito dal vuoto può ridurre la porosità abbastanza da rendere possibile la saldatura. A356 e leghe simili si saldano bene nella condizione T6 purché il riempitivo corrisponda alla chimica della lega.
Qual è la lega di alluminio più resistente?
L'A356 colato nella condizione di trattamento termico T6 è generalmente considerato la più resistente famiglia di leghe di alluminio comuni per colata, con resistenze alla trazione che raggiungono da 280 a 300 MPa e allungamenti dal 3 al 10% a seconda del metodo di fusione. Alcune leghe speciali come la A201 superano tale resistenza, ma sono costose e difficili da fondere. Per la pressofusione ad alta pressione, A380 offre la migliore combinazione di resistenza, colabilità ed economia.
Quanta lavorazione è necessaria dopo la fusione?
Le pressofusioni ad alta pressione spesso subiscono una leggera lavorazione sulle superfici di tenuta e sui fori filettati, lasciando le altre superfici come colate. Lo stampo permanente e le fusioni a bassa pressione in genere richiedono la lavorazione meccanica sulle superfici di accoppiamento. Le fusioni in sabbia possono richiedere lavorazioni pesanti a causa delle tolleranze allentate e dello spostamento dello stampo. Un processo di fusione ben progettato riduce i tempi di lavorazione posizionando i bersagli di riferimento nella stessa ripresa delle caratteristiche critiche e mantenendo una stretta ripetibilità dimensionale da ripresa a ripresa.
Considerazioni finali sulla scelta di un processo di fusione dell'alluminio
I diversi tipi di fusione dell'alluminio non sono tecnologie concorrenti nel senso che una è universalmente migliore. La fusione in sabbia, la fusione in stampo permanente, la pressofusione ad alta pressione, la pressofusione a bassa pressione, la fusione a cera persa e la fusione a schiuma persa occupano ciascuna una posizione logica nel triangolo costo-volume-precisione. La scelta giusta emerge quando il volume di produzione annuale, i requisiti di tolleranza, il carico meccanico e le specifiche di finitura vengono tutti annotati e classificati.
Gli ingegneri che dedicano un po' di tempo extra nella fase iniziale di approvvigionamento evitano gli errori più costosi del progetto. Una parte che scorre bene in un processo potrebbe nascondere una porosità in un altro. Una tolleranza dimensionale ottenibile in HPDC può richiedere costose rilavorazioni nella fusione in sabbia. Chiedere al team tecnico della fonderia di rivedere il disegno prima che inizino le lavorazioni è sempre il passo più intelligente. I produttori di getti con attrezzature, lavorazioni meccaniche e sistemi di qualità interni possono fornire rapidamente una risposta pratica, perché hanno riscontrato gli stessi tipi di sfide in molti progetti.
Se disponi di un disegno di una parte e desideri sapere quale metodo di fusione dell'alluminio si adatta al tuo progetto, il percorso più veloce è inviare la geometria e il volume annuale richiesto a un produttore di fusioni per la revisione tecnica. La conversazione farà emergere presto i compromessi, mentre le modifiche al design sono ancora convenienti.
