Ótimos produtos de fundição de metal vêm de engenheiros de projeto experientes e de uma fundição de fundição que pode acompanhar o projeto perfeitamente. Selecionar ou aprimorar um projeto de fundição apropriado para fabricar peças grandes ou pequenas de fundição de metal às vezes pode ser um desafio. As considerações sobre o projeto de fundição são os fatores que os engenheiros de fundição devem levar em conta ao desenvolver soluções de fundição de metal. Este artigo aborda todas as considerações importantes sobre o projeto de fundição antes do processo de fundição de metal. Isso é essencial porque garante a estabilidade, a flexibilidade e a longevidade do produto. Esperamos que este artigo o ajude a selecionar o projeto adequado ou a revisar o projeto do fornecedor para suas aplicações.
Todo engenheiro de projeto deve seguir as seguintes considerações primárias de projeto de fundição.
- Selecione um processo de fundição de metal/método apropriado para as características mecânicas da peça, dependendo das considerações do projeto de fundição. Por exemplo, a Dawang Metals tem três processos de fundição: investment casting, sand casting e shell casting. Cada um dos processos de fundição tem suas vantagens e desvantagens.
- Os projetistas devem considerar a localização do molde e dos portões. O projeto deve incluir alimentação uniforme com metal fundido.
- O processo geral de fundição deve garantir os controles e as práticas ideais.
Considerações sobre o projeto de fundição
Alguns fatores afetam o vazamento e a solidificação da liga durante a fundição do metal. Especificamente, esses fatores afetam o tipo de processo de fundição, o formato das seções e junções da fundição, a aparência da superfície, a integridade interna da liga fundida e a precisão dimensional. Esses fatores de consideração do projeto de fundição são altamente recomendados no projeto de fundição de metal.
O projeto profissional de fundição cria peças fundidas de metal de alta qualidade. Entender a geometria da fundição, o tipo de liga e o processo de fundição preferido é essencial para evitar problemas de preço alto e perda de tempo.
Forma e tamanho
A forma e o tamanho são as primeiras considerações do projeto de fundição que determinam o tipo de método de fundição. Normalmente, se o metal fundido for de formato redondo, o método de fundição por cera perdida é o mais adequado. Por outro lado, os engenheiros podem escolher entre fundição em areia e fundição centrífuga, dependendo da complexidade do projeto.
Além disso, o tipo de método de fundição de metal também depende dos tamanhos da fundição. As fábricas Dawang Metals são capazes de produzir peças fundidas de metais pesados. Nesse caso, o método de fundição em areia pode produzir fundições de metal mais pesadas do que o método de fundição de investimento. Portanto, a forma e o tamanho são as principais considerações do projeto de fundição para projetos profissionais.
Vida útil do fluido
A vida útil do fluido refere-se à liberdade com que a liga de metal fundido flui dentro do molde. A vida útil do fluido é o período entre o estado de fusão e o estado de resfriamento que flui por meio de pequenos tubos para a câmara do molde com a superfície de projeto perfeita. A vida útil do fluido determina a espessura da parede do molde e o comprimento da seção fina. Por outro lado, a vida útil do fluido também depende da temperatura fornecida à cavidade do molde.
As propriedades metalúrgicas e o estado químico exclusivos da liga também determinam a vida útil do fluido. Portanto, a vida útil do fluido de uma liga altera os elementos estruturais e estéticos da fundição.
Solidificação Encolhimento
A contração do metal refere-se à mudança interna e externa da liga metálica fundida para o estado sólido em uma superfície projetada. A retração é crucial nas considerações do projeto de fundição, pois altera inesperadamente a dimensão da fundição. Os engenheiros de projeto de fundição devem considerar a propriedade de contração de um metal para criar uma forma e integridade precisas da fundição.
Durante o resfriamento do metal fundido, a contração por solidificação cria três estágios diferentes de contração: Estágio de contração do líquido, estágio do líquido para o sólido e estágio do sólido. Em considerações de projeto de fundição, o estágio de contração do líquido não afeta significativamente, enquanto os outros estágios de solidificação são importantes para o projeto geral.
O ferramental é o processo de fabricação de moldes personalizados que calcula a dimensão da contração para atingir as tolerâncias necessárias. A fundição por cera perdida ou fundição em areia realiza ainda a contração da solidificação pelo processo de gating. Gating refere-se ao sistema de fornecimento de metal fundido.
Formação de escória
Algumas ligas metálicas são suscetíveis à oxidação, que forma escória ou borra. Essas escórias posteriormente se transformam em peças redondas ou não metálicas na fundição. Entretanto, a fundição pode resolver esse problema melhorando a qualidade e os métodos de fundição.
Por outro lado, os engenheiros de projeto também podem resolver esse problema colocando as superfícies essenciais na parte inferior do molde, que é mais suscetível à oxidação.
Temperatura de derramamento
A "temperatura de vazamento" refere-se ao ponto crítico de temperatura no qual o metal fundido está pronto para ser colocado na cavidade do molde. Às vezes, devido ao excesso de temperatura, a peça fundida pode apresentar areia pegajosa ou uma superfície áspera.
Nesse caso, a concentração de calor pode causar problemas com ligas de baixa temperatura. Um projetista de fundição pode considerar uma geometria melhor para eliminar o calor na cavidade do molde.
Fluxo de fluidos
O fluxo de metal fundido é uma das considerações mais importantes do projeto de fundição para os projetistas. Deve-se considerar um fluxo laminar de metais fundidos para evitar a formação de escória incomum, turbulência, deslocamento do núcleo e erosão da parede.
A turbulência é um dos defeitos comuns de fundição nos métodos de fundição de metal. Ela ocorre devido à velocidade e à direção do metal líquido fundido. Os projetistas podem reduzir a turbulência aprimorando o sistema de gating para obter um fluxo mais suave do metal fundido.
Em especial, os cantos agudos na seção de projeto são a principal causa de turbulência. Portanto, a fundição de cantos deve ter cantos arredondados para evitar defeitos como turbulência, erosão da parede ou deslocamento do núcleo.
O sistema de transformação de calor
Um sistema de aquecimento adequado é essencial para obter uma fundição de metal perfeita. Portanto, um sistema de gerenciamento de calor ideal é necessário para a geometria do projeto de fundição. A solidificação direcional é um fator crítico para definir um sistema de gerenciamento de calor perfeito.
A solidificação direcional refere-se ao processo de solidificação das paredes da cavidade para dentro. Um projeto de geometria adequado pode garantir um gradiente térmico contínuo para evitar encolhimento inesperado. Às vezes, um fluxo regular de fluidos pode não ser suficiente. Nesse caso, resfriamentos externos podem acelerar a solidificação.
Há dois tipos de calafrios: calafrios internos e calafrios externos. Os resfriadores internos geralmente são encontrados dentro da cavidade do molde, enquanto os externos ficam fora do molde. Os resfriadores externos são feitos de ferro, cobre e grafite, que podem diminuir o calor da fundição mais rapidamente do que o molde ao redor. O principal objetivo desses resfriadores é garantir o processo adequado de solidificação do metal.
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Por que você deve evitar a concentração de metal nas juntas?
Como mencionado anteriormente, o processo de solidificação pode não ser semelhante em todos os locais de um molde. Nesse caso, os resfriamentos ajudam a eliminar o calor e proporcionam um processo de solidificação perfeito. Normalmente, o processo de solidificação nas juntas é muito mais lento do que em outros locais. Portanto, os resfriamentos internos ajudam muito nesse caso.
Nesse caso, você deve evitar a concentração de metal nas juntas. Caso contrário, alguns defeitos de fundição podem aparecer devido a um processo de solidificação anormal.
Considerações sobre o projeto da junção
Juntas como L, T, V, Y e + são os exemplos mais comuns de juntas na fundição de metal. O local das juntas contém um volume maior do que os outros locais da peça. Esse volume maior representa a zona de pontos quentes extremos. Esse tipo de local pode causar solidificação anormal.
Os engenheiros de projeto podem resolver esse problema redesenhando a junção de bordas afiadas para cantos arredondados. O uso de resfriadores internos para juntas do tipo T e + pode resolver o problema.
Tolerância dimensional
A tolerância é parte integrante do projeto de fundição. A tolerância dimensional refere-se ao desvio mais próximo da medida necessária da fundição de metal. De acordo com a tolerância padrão de fundição, a fundição de revestimento pode limitar uma tolerância linear de ±0,13 mm até 25 mm, e a fundição em areia pode definir uma tolerância de ±0,53 mm até 175 mm. Normalmente, a fundição de investimento tem menos tolerâncias do que outros métodos de fundição de metal.
Acabamento de superfície
Todas as peças fundidas requerem acabamento de superfície. Ele se refere à textura externa da fundição de metal. Normalmente, a fundição de revestimento tem um acabamento de superfície melhor do que o método de fundição em areia. Isso significa que a fundição de investimento requer menos usinagem do que o processo de fundição em areia. Por outro lado, se o comprador exigir uma fundição em areia com um acabamento de superfície mais refinado, os engenheiros de projeto optarão por um projeto mais complexo. Um plano mais elaborado custará mais capital e tempo.
O acabamento da superfície, portanto, é parte integrante dos fatores de consideração do projeto de fundição. Diferentes métodos de fundição exigem diferentes taxas de acabamento de superfície.
Requisitos finais para usinagem
Depois que o metal fundido é moldado, ele ainda não atinge a forma desejada. Posteriormente, ele passará pelo estágio final de usinagem e removerá algumas partes da fundição de metal. Isso significa que os engenheiros de projeto devem considerar a quantidade específica de materiais removidos da última peça de fundição de metal. Portanto, essa também é uma parte integrante das considerações do projeto de fundição.
Na fundição de aço carbono, a camada de descarbonetação aparece durante o processo de fundição. Portanto, a permissão de usinagem deve ser igual à espessura da camada de descarbonetação. A margem de usinagem é de 2 a 4 mm, e o outro processamento de superfície é de 0,5 a 1,5 mm.
A usinagem é um processo demorado e caro. Por esse motivo, a Dawang Metals encontra outras maneiras de encontrar uma solução melhor. Nesse caso, em vez de fabricações, peças forjadas e fundição convencional, o processo de fabricação de forma quase líquida combina fundição em areia ou fundição de investimento com fundição centrífuga. O método de modelagem near-net está próximo da dimensão necessária. Assim, esse método diminui a necessidade de usinagem final.
Conclusão
A fundição perfeita de metal vem com um ótimo projeto com muitas considerações sobre o projeto da fundição. A Dawang Metals utiliza a mais recente tecnologia para realizar todas essas considerações de projeto. Assim, os produtos da Dawang têm uma reputação no mercado mundial de fundição.
No entanto, nossos clientes podem criar qualquer projeto de fundição. Ao verificar as considerações sobre o projeto, nossos especialistas em fundição fornecerão sugestões de projeto, se necessário. Nossos clientes também podem fazer perguntas sobre os métodos de fundição.
