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Nella lunga storia della civiltà umana, la tecnologia della fusione dei metalli gioca senza dubbio un ruolo fondamentale. Dai semplici recipienti in bronzo dell'antichità ai complessi e sofisticati componenti meccanici dell'industria moderna, la fusione dei metalli, in quanto processo produttivo antico e dinamico, è stata testimone della gloriosa storia del progresso tecnologico dell'uomo. Questa tecnologia non solo influenza profondamente i nostri metodi di produzione, ma arricchisce anche notevolmente la cultura materiale della società umana. CosìCome funziona la fusione dei metalli?Oggi, ilLongsheng TeamPorta tutti nell'oceano di conoscenze sulla fusione dei metalli per scoprirlo.
Che cos'è la fusione di metalli?
La fusione dei metalli è un processo di produzioneciò comporta il versamento di metallo fuso negli stampi per creare parti metalliche 3D. Lo stampo contiene cavità della geometria desiderata e il metallo fuso si raffredda per formare la parte solidificata.
La parola "fusione" si riferisce anche alle parti realizzate attraverso un processo di fusione, che risale a 6.000 anni fa. Storicamente, i processi di fusione sono stati utilizzati per creare parti complesse e di grandi dimensioni che sarebbero difficili o costose da creare utilizzando altri processi di produzione.
La fusione è la prima scelta per geometrie complesseperché è più conveniente e il processo è più semplice rispetto, ad esempio, aLavorazione CNC.Ma la fusione è anche ampiamente utilizzata per le forme più semplici grazie ai suoi tempi di consegna rapidi e alle grandi capacità di produzione. Oggi, l'uso di prodotti fusi è così diffuso che, indipendentemente dall'ambiente in cui ci si trova, non si può evitare di utilizzare prodotti fusi. Alcuni esempi di prodotti in metallo fuso includono blocchi motore, idranti, motori elettrici, attrezzi, semafori, tombini, tubi, valvole e raccordi vari.
Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della fusione dei metalli?
Essendo un processo di formatura dei metalli con una lunga storia,La fusione dei metalli svolge un ruolo fondamentale nella produzione moderna. Non solo è in grado di produrre parti metalliche con forme complesse e dimensioni precise, ma ha anche un elevato utilizzo del materiale e un'economicità. TuttaviaLa fusione dei metalli presenta anche alcune sfide e limitazioni intrinseche.
Vantaggi della fusione dei metalli
- I processi di fusione dei metalli possono produrre pezzi con forme complesse, in particolare cavità interne complicate, come scatole, blocchi cilindri, ecc.;
- Ampia gamma di adattamenti;
- LeIl processo di fusione del metallo può utilizzare ferro a basso costoe rottami di acciaio, detriti di fresatura, ecc. e l'attrezzatura di colata è relativamente bassa.
- Le dimensioni e il peso sono quasi illimitati con i pezzi in fusione di metallo;
- La forma e le dimensioni dei getti sono molto vicine al pezzo. Pertanto, il processo di fusione dei metalli riduce la quantità di ulteriori lavori di lavorazione e consente di risparmiare i materiali metallici.
Svantaggi della fusione dei metalli
- Le operazioni di produzione relativamente più complesse rendono i processi di colata più difficili da controllare completamente;
- I pezzi di colata sono più inclini a presentare difetti di colata;
- Consistenza e precisione dimensionale relativamente scarse;
- Rispetto ai pezzi fucinati della stessa dimensione e forma, la qualità intrinseca dei getti è più debole e la capacità di carico è inferiore a quella dei pezzi fucinati;
- Ambiente di lavoro scadente con alte temperature, polvere e alta intensità di lavoro.
Come funziona la fusione di metalli?
Il processo di fusione dei metalli è un processo in cui il metallo viene fuso in un liquido che soddisfa determinati requisiti e versato in uno stampo. Dopo il raffreddamento, la solidificazione e la pulizia, si ottiene una colata con una forma, dimensione e prestazioni predeterminate. Quella che segue è un'introduzione dettagliata alprocesso di fusione dei metalli:
- Preparazione del modello:Le fasi iniziali delIl processo di fusione dei metalli spesso comporta la creazione di un modello, che è una replica esatta della parte finale utilizzata nella successiva realizzazione degli stampi. I modelli sono disponibili in una varietà di materiali, inclusi tipi durevoli come legno e plastica, nonché materiali in cera monouso, a seconda delle esigenze di fusione.
- Design del nucleo:Per le parti che devono essere fuse con strutture cave, la progettazione dell'anima è fondamentale. Si tratta di un pezzo solido di materiale posto all'interno della cavità dello stampo per definire la geometria interna del getto. Ad esempio, quando si colano oggetti tubolari, un'anima cilindrica viene posizionata all'interno di uno stampo cilindrico più grande per garantire che all'interno della colata si formi una struttura cava corrispondente.
- Formatura dello stampo:Il metodo di realizzazione dello stampo varia a seconda del processo di fusione. Gli stampi metallici permanenti sono lavorati con precisione utilizzandoMacchine CNC, mentre gli stampi in sabbia vengono costruiti applicando una miscela di sabbia strato per strato sulla superficie del modello. La costruzione di stampi è un'abilità professionale che copre l'intero processo, dalla progettazione allo stampaggio.
- Riempimento stampo:Il metallo viene riscaldato allo stato fuso e iniettato nella cavità dello stampo per gravità o pressione. Nella colata a gravità, il metallo fuso fluisce naturalmente nello stampo; Nella pressofusione ad alta pressione, il metallo viene forzato nello stampo ad alta pressione, richiedendo un'elevata forza di serraggio per garantire l'integrità e la sicurezza dello stampo.
- Espulsione del pezzo:Una volta che il getto si è raffreddato e solidificato, può essere rimosso dallo stampo. Per la colata in sabbia, questo di solito significa la distruzione dello stampo per rilasciare il getto; Mentre per i processi di colata che utilizzano stampi permanenti, le due metà dello stampo possono essere separate per consentire il riutilizzo dello stampo.
- Post-elaborazione:Prima che le parti in metallo fuso vengano messe in uso, potrebbe essere necessario pulirle (ad esempio rimuovendo i residui di stampo) e altre fasi di post-elaborazione necessarie per garantire la qualità e le prestazioni delle parti.
Quali tipi di metodi di fusione dei metalli esistono?
1. Colata in sabbia
La colata in sabbia è un processo di colata universale che può essere utilizzato per fondere qualsiasi lega metallica, ferrosi o non ferrosi. È ampiamente utilizzato nella produzione di massa in unità industriali come parti di fusione di metalli per autoveicoli come blocchi motore, testate, alberi motore, ecc.
Il processo utilizza stampi realizzati con materiali a base di silicio, come sabbia naturalmente legata o sabbia sintetica, per creare una superficie liscia dello stampo. La superficie dello stampo ha due parti, lo stampo superiore (parte superiore) e lo stampo inferiore (parte inferiore). Una tazza di versamento viene utilizzata per versare il metallo fuso nello stampo, dove si solidifica per formare la forma finale. Infine, il metallo in eccesso viene rifilato per completare il prodotto finale in metallo fuso.
2. Il casting
Mentre la colata in sabbia può fondere leghe con punti di fusione più elevati, è possibile utilizzare la pressofusione per modellare metalli con punti di fusione più bassi. Dopo aver cambiato il materiale da un solido a un liquido fuso caldo, è possibile iniettarlo in uno stampo pressofuso a lunga durata in acciaio temprato. Questi strumenti sono costituiti da una cavità, un'anima e talvolta un inserto. A differenza dello stampaggio a iniezione di materie plastiche, la lavorazione delle caratteristiche laterali dopo la fusione è talvolta più fattibile rispetto all'utilizzo di azioni laterali. La pressofusione risale al 19° secolo.
Sin dalla sua comparsa nel mondo manifatturiero, sono stati sviluppati due tipi di programmi per il vostro utilizzo. La prima è una camera calda, che presenta un forno incorporato all'interno della macchina per fondere il materiale. Se si utilizza il processo a camera fredda, la seconda procedura, si fonde il materiale in un forno separato e quindi si sposta il materiale fuso nella camera di iniezione. È possibile implementare la pressofusione per la produzione di grandi volumi di parti aerospaziali e automobilistiche, nonché di giocattoli, mobili ed elettronica. La pressofusione viene fornita attraverso i servizi principali di Longsheng e i preventivi possono essere creati tramite il motore di quotazione istantanea.
3. Fusione a cera persa
Fusione a cera persa, nota anche come fusione a cera persa, utilizza un modello in cera monouso rivestito con materiale ceramico che si solidifica nella forma del getto. Il primo passo in questo processo di fusione è creare un modello in cera, solitamente realizzato in cera o plastica. Poiché il processo richiede misurazioni precise, molteplici prove ed errori rendono la fusione a cera persa un processo di produzione costoso. La cera viene versata nello stampo, rimossa con cura e quindi rivestita con materiale adesivo o refrattario per formare un guscio spesso. Inoltre, più modelli sono assemblati sul cancello principale. Una volta che il guscio si è indurito, il modello viene capovolto e riscaldato in forno per rimuovere la cera. Il metallo fuso viene versato nel guscio rimanente e si solidifica nella forma dello stampo in cera. Inoltre, il guscio refrattario viene rotto per rivelare la fusione finita. Questo processo di fusione è comunemente utilizzato per realizzare componenti per la produzione di energia, automobilistici e aerospaziali.
4. Colata centrifuga
La colata centrifuga, nota anche come colata in centrifuga, è un processo che utilizza la forza centrifuga per produrre parti cilindriche a livello industriale. Questo tipo di fusione del metallo utilizza uno stampo rotante preriscaldato in cui viene versato il metallo fuso. La forza centrifuga aiuta a disperdere il metallo fuso all'interno dello stampo ad alta pressione.
Esistono tre tipi di colata centrifuga: vero processo di colata centrifuga, processo di colata semicentrifuga e processo di colata centrifuga verticale. La colata semicentrifuga differisce dalla vera colata centrifuga in quanto utilizza un cancello per riempire completamente lo stampo. Tuttavia, nella vera colata centrifuga, il metallo fuso si attacca ai lati a causa della rotazione continua. Al contrario, la colata centrifuga verticale, come suggerisce il nome, utilizza lo stampaggio direzionale, seguendo lo stesso processo della vera colata centrifuga.
Tipicamente, la colata centrifuga produce una forma rotante che ricorda un cilindro. Soprattutto parti come cuscinetti, dischi frizione, fasce elastiche e canne dei cilindri. Inoltre, versare il metallo al centro dello stampo aiuta a ridurre difetti come porosità, restringimento e sacche d'aria. Tuttavia, non funziona con tutti i tipi di leghe metalliche.
5. Colata continua
La colata continua è un metodo di colata avanzato. Il suo principio è quello di versare continuamente il metallo fuso in uno speciale stampo metallico chiamato cristallizzatore. I getti solidificati (incrostati) vengono versati continuamente dall'altra estremità del cristallizzatore. e poi estrarlo da un'estremità per ottenere un getto di qualsiasi lunghezza o di una lunghezza specifica.
6. Colata di schiuma persa
La colata a schiuma persa è simile alla fusione a cera persa, tranne per il fatto che utilizza la schiuma invece della cera come modello. Una volta formato, il modello viene rivestito con ceramica refrattaria mediante immersione, rivestimento, spruzzatura o spazzolatura. Il metallo fuso viene poi versato negli stampi per formare il prodotto desiderato.
7. Fusione di conchiglie
Il nome colata in conchiglia si riferisce a un processo che prevede la colata di un guscio di sabbia silicea e resina attorno a un modello metallico riscaldato. È quindi possibile rimuovere il guscio e versare il metallo fuso nella cavità. Ti starai chiedendo perché la colata in conchiglia viene scelta rispetto alla colata in sabbia, soprattutto considerando che la colata in conchiglia è più costosa in alcuni casi. La colata in conchiglia può fornire dimensioni del prodotto più precise, finiture più belle e quantità maggiori, riducendo al contempo la manodopera.
8. Pressatura della pressofusione
È un metodo di solidificazione e fluidità che forma metallo liquido o semisolido ad alta pressione per ottenere direttamente pezzi o pezzi grezzi. Presenta i vantaggi di un alto tasso di utilizzo del metallo liquido, di un processo semplificato e di una qualità stabile. Si tratta di una tecnologia di formatura dei metalli a risparmio energetico con potenziali prospettive di applicazione.
9. Pressofusione sottovuoto
Pressofusione sotto vuoto: un processo avanzato di pressofusione che migliora le proprietà meccaniche e la qualità superficiale dei pressofusi eliminando o riducendo significativamente i pori e i gas disciolti nei pressofusi pompando il gas nella cavità dello stampo di pressofusione durante il processo di pressofusione.
10. Pressofusione a gravità
Questo processo sfrutta la legge della fisica che sperimentiamo ogni giorno. La pressofusione a gravità ti fa rivestire la cavità di uno stampo, versare il metallo caldo e attendere che la gravità faccia il suo lavoro, che dirige il materiale a fluire dentro e giù e lo consente di raffreddarsi e solidificarsi. Che venga eseguito manualmente o automaticamente, questo processo richiede un po' più di tempo rispetto ad altri, ma scoprirai che è relativamente più economico e ideale per creare finiture lisce. È un'ottima scelta se si desidera produrre piccole parti che funzionino bene in utensili da cucina, illuminazione e automobili.
11. Colata ad alta pressione
Questo metodo sfrutta appieno l'alta pressione, la velocità e il calore, rendendolo una scelta adatta per qualsiasi settore in cui lavori.Colata ad alta pressioneversa rapidamente il metallo fuso in uno stampo con impostazioni specifiche di pressione e volume, ottenendo un prodotto impeccabile, prodotto in modo efficiente e facilmente replicabile. È necessario prestare molta attenzione alle impostazioni corrette della macchina per garantire che le forme siano riempite e raffreddate correttamente e rese nel modo in cui ne hai bisogno.La colata ad alta pressione può essere utilizzata in una varietà di applicazioni, dalla fabbricazione di giocattoli alla realizzazione di parti per automobili o elettrodomestici.
12. Colata a bassa pressione
Rispetto alla tecnologia di colata ad alta pressione,La colata a bassa pressione utilizza una pressione relativamente bassa per completare la colatae processo di raffreddamento del metallo fuso. Questo processo è particolarmente indicato per la produzione di parti che richiedono maggiore resistenza e durata. Nella colata a bassa pressione, il flusso continuo di metallo garantisce una forma precisa del pezzo e un riempimento uniforme. Se le caratteristiche del pezzo che stai cercando includono complessità strutturale, levigatezza superficiale e spigoli e contorni affilati, la colata a bassa pressione è sicuramente un'opzione che vale la pena considerare. Tuttavia, se si hanno requisiti rigorosi per i design a parete sottile e i cicli di produzione rapidi, la colata a bassa pressione potrebbe non essere il metodo più appropriato. AncoraLa colata a bassa pressione viene utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni, producendo parti che vanno dalle formine a pressione per cucine alle ruote dei veicoli alle testate dei cilindri dei macchinari.
Quali sono le applicazioni comuni della fusione dei metalli?
Essendo un importante processo di produzione, la fusione dei metalli ha una penetrazione ampia e profonda nelle applicazioni pratiche. Di seguito è riportata un'introduzione dettagliata aGli ambiti pratici di applicazione della fusione dei metalli:
1. Industria automobilistica
Nell'industria automobilistica,La tecnologia di fusione dei metalli è stata ampiamente utilizzata per produrre una varietà di parti di automobili, inclusi, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, blocchi motore, testate, alberi motore, bielle, alloggiamenti di trasmissione, alloggiamenti della pompa dell'acqua, tubi di scarico e cerchi in lega leggera, ecc. Inoltre, include anche altre parti di forma complessa, come alberi, ingranaggi, cuscinetti, ecc. Queste parti costituiscono una parte fondamentale dell'auto e richiedono un alto grado di resistenza, precisione e lunga durata. A causa del continuo sviluppo della tecnologia di produzione automobilistica, sono posti requisiti più elevati sulla qualità dei getti ed è necessario utilizzare metodi di processo avanzati per garantire che le loro prestazioni soddisfino i requisiti di progettazione. La tecnologia di fusione dei metalli può soddisfare gli standard di cui sopra, portando un metodo di produzione stabile all'industria automobilistica.
2. Industria aerospaziale
Nel settore aerospaziale, l'applicazione della tecnologia di fusione dei metalliè anche cruciale. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia moderne, sono stati posti requisiti più elevati alla precisione e alla resistenza delle parti dell'aviazione. Questa apparecchiatura è in grado di produrre una varietà di forme complesse e componenti altamente precisi, tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, pale di motori aeronautici, dischi di turbine, camere di combustione a turbogetto, involucri di gondole di motori e strutture complessive della fusoliera. Allo stesso tempo, poiché molte parti dei prodotti aeronautici sono realizzate in metallo, vengono posti anche requisiti più elevati sui materiali. Questi componenti devono essere leggeri, ad alta resistenza, ad alta stabilità e avere un'eccellente resistenza alla corrosione. Pertanto, l'industria della fusione dei metalli è uno dei processi chiave indispensabili nel campo aerospaziale. Il metodo di fusione del metallo garantisce l'alta qualità e le eccellenti prestazioni di queste parti, fornendo un solido supporto per il progresso dell'industria aerospaziale.
3. Produzione di macchinari e industria dell'energia elettrica
Nella produzione di macchinari e nell'industria energetica, anche la tecnologia della fusione dei metalli è stata ampiamente utilizzata. Con il miglioramento della scienza e della tecnologia, l'industria della fusione dei metalli si è sviluppata rapidamente. L'apparecchiatura è in grado di produrre una varietà di componenti fusi complessi e su larga scala, tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, testate di macchine utensili, telai girevoli, involucri di turbine a vapore, staffe per il supporto di cavi di sterro, boccole per cavi di alimentazione e telai di avvolgimento per trasformatori. aspettare. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, in particolare l'applicazione diffusa della tecnologia informatica nell'industria manifatturiera dei macchinari, l'industria della fusione dei metalli si è sviluppata rapidamente. Questi getti devono soddisfare un'elevata resistenza, resistenza all'usura e resistenza alle alte temperature e la tecnologia di fusione dei metalli può soddisfare questi standard, fornendo uno strumento di produzione efficiente per la produzione di macchinari e l'industria energetica.
4. Produzione di apparecchiature mediche
Nel campo della produzione di dispositivi medici, anche la tecnologia della fusione dei metalli svolge un ruolo estremamente critico.Ad esempio, gli impianti medici includono protesi e ossa, che possono essere prodotte applicando metodi di fusione del metallo. Tutti questi dispositivi impiantati richiedono un'eccellente biocompatibilità e proprietà meccaniche per garantire la sicurezza e il comfort del paziente. Il metodo di fusione del metallo può soddisfare in modo soddisfacente queste esigenze, fornendo uno strumento stabile e affidabile per la produzione di dispositivi medici.
5. Necessità quotidiane e attrezzature industriali
InoltreLa tecnologia di fusione dei metalli viene utilizzata anche dalle persone per le necessità quotidiane e la produzione di attrezzature industriali. Ad esempio, attrezzature comuni come rubinetti, rubinetti, serbatoi di birra e gas, nonché varie parti e componenti di trasmissione in apparecchiature industriali, possono essere realizzate attraverso il processo di fusione dei metalli. Questo insieme di prodotti deve avere un'eccellente durata e proprietà estetiche e la tecnologia di fusione dei metalli può soddisfare questi standard, portando così grande comodità nella nostra vita quotidiana e nella produzione industriale.
Domande frequenti
1. Come funziona la fusione del metallo?
LeIl processo di fusione dei metalli è un processoin cui il metallo viene fuso in un liquido che soddisfa determinati requisiti e versato in uno stampo. Dopo il raffreddamento, la solidificazione e la pulizia, si ottiene una colata con una forma, dimensione e prestazioni predeterminate.
2. Quali sono le cinque fasi principali del processo di fusione dei metalli?
LeCinque fasi principali del processo di fusione dei metallisono: (1) Preparazione dello stampo: gli stampi per colata possono essere suddivisi in stampi in sabbia, stampi in metallo, stampi in ceramica, stampi in argilla, stampi in grafite, ecc. in base ai materiali utilizzati. Possono essere suddivisi in tipi monouso e semipermanenti in base al numero di utilizzi. tipo e tipo permanente. (2) Fusione e colata di metalli fusi: i metalli fusi (leghe fuse) includono principalmente ghisa, acciaio fuso e leghe non ferrose fuse. (3) Solidificazione e raffreddamento della colata: il metallo viene raffreddato e solidificato nello stampo di colata per formare la forma di colata richiesta. (4) Trattamento di colata: il trattamento di colata include la rimozione di corpi estranei sulla superficie dell'anima e della colata, la rimozione del montante di colata, la spalatura di bave e cuciture e altre sporgenze, nonché il trattamento termico, la sagomatura, il trattamento antiruggine e la lavorazione sgrossata. (5) Ispezione della fusione: condurre un'ispezione di qualità sui getti per assicurarsi che soddisfino i requisiti di progettazione. Il contenuto dell'ispezione include l'accuratezza dimensionale, la qualità della superficie, i difetti interni, ecc.
3. Qual è il miglior metodo di fusione del metallo per i principianti?
Il miglior metodo di fusione dei metalli per un principiante dipende dallo scopo dell'apprendimento, dalle risorse disponibili e dalla complessità e dai requisiti prestazionali della fusione desiderata. In generale, tuttavia, la colata in sabbia è un metodo di colata relativamente semplice e facile da imparare. La colata in sabbia è a basso costo, relativamente semplice da utilizzare e può produrre getti in una varietà di forme e dimensioni. Inoltre, la colata in sabbia ha anche una buona flessibilità e adattabilità e può essere modificata e regolata secondo necessità.
4. Quali settori utilizzano maggiormente la fusione dei metalli?
La fusione dei metalli è ampiamente utilizzata in molti settori, ma i settori più utilizzati includono principalmente la produzione automobilistica, la produzione di macchinari, l'aerospaziale e la produzione di apparecchiature elettriche. Queste industrie hanno requisiti elevati in termini di qualità e prestazioni dei getti e devono produrre grandi quantità di getti di forme e dimensioni complesse. La fusione dei metalli soddisfa questi requisiti e svolge un ruolo fondamentale in questi settori.
Sommario
Come un antico e importante processo di lavorazione,La fusione dei metalli svolge ancora un ruolo insostituibile nell'industria moderna. Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, anche i processi di fusione dei metalli si innovano e si sviluppano costantemente per adattarsi a esigenze produttive più complesse e diversificate. Che si tratti di una cucina tradizionalecolata in sabbia o vari metodi di colata speciali, la fusione dei metalli ha dato un contributo importante allo sviluppo della moderna industria manifatturiera dei macchinari con le sue caratteristiche di processo uniche e l'ampia gamma di campi di applicazione.
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