La microfusione è principalmente associata alla produzione di diversi oggetti metallici con geometrie complesse nel campo della fusione dei metalli. Diversi fattori influenzano la percentuale di rendimento e la qualità del getto, tra cui la progettazione del sistema di gating nel processo di colata.
Una buona qualità può ridurre i difetti di fusione e aumentare la percentuale di rendimento. Grazie a diversi vantaggi rispetto alla procedura di produzione, il processo di microfusione produce rapidamente molti componenti complessi.
Tipi di sistemi di chiusura nel processo di colata
Nel processo di colata si distinguono due tipi di sistemi di separazione: il sistema di separazione pressurizzato e quello non pressurizzato.
1) Sistema di chiusura pressurizzato
In questo caso, l'intera sezione trasversale si riduce verso la cavità dello stampo. Le restrizioni nel flusso del metallo manterranno la contropressione. È simile al flusso di liquido (volume) da tutte le porte. In particolare, la contropressione è essenziale per diminuire l'aspirazione. Il motivo è che ogni volta il canale di colata scorre interamente.
A causa delle restrizioni, il metallo fluisce ad alta velocità, causando molte turbolenze e possibilità di erosione della forma. In genere, la resa della colata è maggiore poiché il volume di metallo utilizzato nelle guide e nelle porte è ridotto.
A causa della turbolenza, questo tipo di sistema di rivestimento in fonderia non è generalmente utilizzato per le leghe leggere, ma può essere frequentemente utilizzato per le fusioni ferrose.
2) Sistema di chiusura non pressurizzato
Qui, una sezione trasversale completa si sviluppa verso la cavità dello stampo. La restrizione è presente solo nella parte inferiore del canale di colata. Il flusso del liquido può essere modificato da una porta all'altra. L'aspirazione nel sistema di chiusura non è mai completa. Inoltre, la turbolenza è bassa. A causa di questa turbolenza, questo tipo di sistema di chiusura in fonderia viene utilizzato per le leghe leggere.
La microfusione è un processo frequentemente utilizzato per realizzare diversi tipi di design in metallo. Il sistema di rivestimento nel processo di colata è una procedura complessa da comprendere. Nel sistema di rivestimento, le guide e le alzate sono essenziali per la realizzazione di diversi progetti di alta qualità.
Componenti del sistema di gating
Quanto detto sopra menziona due diversi tipi di sistemi di separazione nel processo di colata. Quali sono i componenti del sistema di rivestimento? In generale, i componenti del sistema di rivestimento sono costituiti da otto elementi significativi.
Elementi principali del sistema di gating
Il processo di colata prevede due fasi importanti: il processo di riempimento e la procedura di solidificazione. Nel processo di riempimento, gli elementi del sistema di colata comprendono una tazza di colata, una base di riserva, un canale di colata, un canale di colata, un gate e un riser.
Tazza per versare
La sua forma è rettangolare o circolare. Aggiunge il metallo fuso che viene versato dalla siviera. La tazza di colata serve principalmente a diminuire la velocità del liquido che fluisce nello stampo, depositandosi prima al suo interno.
Materozza
La vasca di colata deve essere profonda e l'ingresso nella materozza deve avere un raggio liscio di almeno 25 mm. Secondo le raccomandazioni, la profondità della vasca di colata dovrebbe essere pari a 2,5 volte il diametro di ingresso della materozza. Questo è utile soprattutto per rendere più fluido il flusso del metallo e per evitare la formazione di vortici.
Sistema di regolazione
La sezione trasversale è circolare. Fa sì che il metallo fuso cada correttamente dalla tazza di colata al canale di colata. Il canale di colata dovrebbe essere un passaggio conico verticale attraverso la cappetta per aumentare la velocità del metallo. Il motivo è che scorre verso il basso, diminuendo l'aspirazione dell'aria. Inoltre, collega la vasca di colata al canale di colata. La conicità si ottiene con l'equazione di continuità.
Pozzetto per canale di colata
Cambia la direzione del flusso di metallo fuso ad angolo perpendicolare e lo fa passare al canale di colata. Il fondo di un canale di colata è essenziale per diminuire la velocità dei metalli entrati e l'erosione dello stampo.
La regola abituale per il pozzetto del canale di colata è cinque volte quella dell'area di strozzatura del canale di colata. Secondo le raccomandazioni per la progettazione del sistema di colata a iniezione, la profondità eccellente dovrebbe essere esattamente simile a quella del canale di colata.
Corridore
Questa parte è utile per portare il metallo fuso dalla materozza alla colata. Possiamo considerare l'ultima fase in cui il metallo fuso passa dal canale di colata alla cavità dello stampo.
Cancello
Le porte sono le aperture del metallo fuso nella cavità dello stampo. L'aspetto più importante è che possono essere facilmente staccate dopo la solidificazione della colata.
Nella procedura di colata vengono utilizzati diversi tipi di cancelli, a seconda dell'impiego.
Alzata
È la fonte di metallo supplementare. Scorre dall'elevatore alla cavità dello stampo per compensare il ritiro. Questa procedura avviene nel getto quando inizia la solidificazione. Se il sistema di chiusura è privo di un riser, alcune parti pesanti di un getto subiranno anomalie di ritiro. Questo può avvenire sia in superficie che all'interno.
Il riser deve essere creato per congelare dopo aver terminato il getto centrale per soddisfare la sua funzione. L'alzata deve rimanere fusa fino alla solidificazione del getto.
Le funzioni principali del riser sono due. La prima è quella di compensare il ritiro di solidificazione e la seconda è quella di fonte di calore.
Progettazione del sistema di rivestimento per la colata a iniezione
Una buona progettazione del sistema di rivestimento della microfusione può consentire di ottenere prodotti di alta qualità con costi di produzione inferiori. Abbiamo imparato a conoscere i componenti dei sistemi di colata, ma quali sono i fattori che influenzano la progettazione del sistema di colata?
Tempo di riempimento ottimale
Una colata che si riempie troppo lentamente può presentare discontinuità, come chiusure a freddo e errori di esecuzione. Un riempimento troppo rapido porta alla formazione di inclusioni solide e gassose. Il limite superiore del tempo di riempimento (riempimento più lento) è regolato per evitare il congelamento prematuro nelle sezioni sottili prima del riempimento completo. L'inizio della turbolenza superficiale controlla il limite inferiore del tempo di riempimento (riempimento più rapido).
Il tempo di riempimento corretto si colloca tra il riempimento veloce e quello lento. È una funzione del metallo fuso, del peso, dello spessore minimo della sezione e della temperatura di colata. Diverse equazioni empiriche per determinare il tempo di riempimento corretto per i metalli sono state sviluppate dai ricercatori di fusione sulla base di indagini sperimentali.
Velocità del metallo
Il tempo di riempimento adatto viene deciso in modo tale che i canali di colata possano essere progettati per prevenire la turbolenza superficiale e ridurre la turbolenza di massa all'interno dei canali di colata e della cavità dello stampo. La progettazione di un sistema di gating per la microfusione dipende principalmente dalla velocità del metallo fuso, che varia notevolmente all'interno dei canali di gating e nella cavità dello stampo. Per una determinata posizione nella colata, la velocità varia nel tempo, dall'inizio all'ultimo riempimento.
