Fundição por compressão
Introdução
A fundição por compressão, tal como o forjamento em metal líquido, é um processo pelo qual o metal fundido solidifica sob pressão dentro de matrizes fechadas posicionadas entre as placas de uma prensa hidráulica. A pressão aplicada e o contacto instantâneo do metal fundido com a superfície da matriz produzem uma rápida condição de transferência de calor que resulta numa fundição de grãos finos, sem poros, com propriedades mecânicas próximas das de um produto forjado. O processo de fundição por compressão é facilmente automatizado para produzir componentes de alta qualidade, com um formato quase final a final.
Característica do Processo
O processo de fundição por compressão, que combina as vantagens dos processos de fundição e forjamento, tem sido amplamente utilizado para produzir peças fundidas de qualidade. Devido à elevada pressão aplicada durante a solidificação, as porosidades causadas pelo gás e pela retração podem ser prevenidas ou eliminadas. A taxa de arrefecimento da peça fundida pode ser aumentada pela aplicação de alta pressão durante a solidificação, uma vez que o contacto entre a peça fundida e a matriz é melhorado pela pressurização, o que resulta na formação de estruturas de granulometria fina.
As vantagens
1) Boa rugosidade, como fundição injectada e fundição de precisão;
2) Peças com elevada precisão e tolerância, como a fundição injetada e a fundição de precisão;
3) Sem custos adicionais com material e maquinação adicional, muito melhor do que o forjamento;
4) Pode receber tratamento T6, melhor do que a fundição injectada e semelhante ao forjamento;
5) Peças com elevada propriedade de selagem, pois praticamente não possuem poros;
6) Elevada propriedade mecânica, como o forjamento, melhor do que a fundição de precisão ou a fundição em areia;
Comparação entre diferentes processos:
Artigos | Fundição por compressão | Forjamento | Fundição de investimento | Fundição de alta pressão | Fundição de baixa pressão |
Superfície | Bom | Bom | Mau | Bom | Medium |
Rugosidade | Ra3.2~1.6 | Ra3.2~1.6 | Ra6.3~3.2 | Ra3.2~1.6 | Ra6.3~3.2 |
Interior | Microestrutura compacta e de grão fino | Microestrutura compacta e de grão fino | Grão grosso e microestrutura solta | Grão não homogéneo e microestrutura solta | Grão grosso e microestrutura solta |
Tratamento térmico | T6 | T6 | T6 | Can't do T6 | T6 |
Nível de estrutura | Estrutura complexa | Estrutura Simples | Estrutura complexa | Estrutura complexa | Estrutura Simples |
Precisão de formação | Alto | Medium | Medium | High | Baixo |
Usinagem Extra | Menor | Mais | Mais | Menor | Mais |
Eficiência de produção | Alto | Baixo | Baixo | Alto | Baixo |
Propriedades Mecânicas | Igual ou próximo de forjar | Mais alto | Médio | Baixo | Baixo |
Propriedade mecânica
Após o T6, as propriedades mecânicas das peças fundidas por compressão podem ser muito elevadas.
Comparação das propriedades mecânicas das peças fundidas por compressão de diferentes materiais:
Material Lote # | Resistência à Tração Mpa | Limite de escoamento Mpa | Dureza HB | Alongamento% |
AlSi9Mg | 240 | 160 | 80 | 3 |
A356 | 260 | 180 | 80 | 5 |
A356.2 | 290 | 220 | 90 | 6 |
Al-Ti alloy | 320 | 260 | 100 | 8 |
S319 | 340 | 290 | 110 | 8 |
RELATÓRIO DE TESTE DE AMOSTRA
Ampla aplicação
Com a atual ênfase na redução do consumo de materiais através do processamento de forma praticamente líquida e a procura de peças de maior resistência para a redução de peso, o aparecimento da fundição por compressão como processo de produção proporcionou aos engenheiros de materiais e de processos uma nova alternativa às abordagens tradicionais de fundição e forjamento. Ao pressurizar metais líquidos enquanto estes solidificam, podem ser obtidas formas quase líquidas em peças fundidas sólidas e totalmente densas.
A fundição por compressão é simples e económica, eficiente na utilização de matéria-prima e possui um excelente potencial para operação automatizada a elevadas taxas de produção. O processo gera as mais elevadas propriedades mecânicas possíveis num produto fundido. O refinamento microestrutural e a integridade dos produtos fundidos por compressão são desejáveis para muitas aplicações críticas.
Aplicação | Peças |
Peças stressadas de automóveis | Pistão de automóvel, cubo de roda em liga de alumínio ou Almag, viga (viga transversal), junta, braço inferior, pinça de travão, suporte do motor, caixa de velocidades, biela do compressor de ar |
Peças de pressão/Peças herméticas | Disco da turbina do compressor de ar condicionado, Cilindro, Tampa dianteira e traseira, Carcaça da válvula de direção, Bomba de óleo, Coletor, Tubo de distribuição de combustível, Bloco de travão, Cilindro da embraiagem |
Peças resistentes ao desgaste | Garfo de mudanças, carcaça da bomba, balancins, placa Caterpillar, pistão e placa oscilante do compressor de ar, cubo de travão composto de alumínio |
Peças stressadas para motocicletas | Cubo de roda em liga de alumínio ou Almag, Placa de ligação superior e inferior, Carcaça da caixa de velocidades, Suporte traseiro, Manivela, Corpo do quadro, Articulação, Articulação do quadro, Eixo de direção |
Peças de pressão e desgaste para motociclos | Pistão em alumínio, Amortecedor, Corpo da bomba de travão de disco |
Peças elétricas/peças de energia | Carcaça da unidade de disco, casquilho do eixo elétrico, anel de compressão elétrico, carcaça do sonar, placa de aquecimento, peças de computador, rotores, grampo de cravação, grampo de suspensão, grampo de ranhura paralela |
Veículos de nova energia | Peças para automóveis elétricos, Peças para automóveis híbridos, Para-choques, Carroçaria, Estrutura da carroçaria |
Campo avançado | Peças militares, Acessórios aeroespaciais, Acessórios para aeronaves, Estrutura óptica, Acessórios para equipamento médico, Acessórios para equipamento de fitness |
Outros | Hélices marítimas, caixa de instrumentos pneumáticos, peças para panelas de pressão e equipamentos de cozinha, acessórios para mobiliário, corpo de válvulas, acessórios para válvulas, peças para ferramentas de jardim, pás de ventiladores, etc. |