Fundição de alumínio por gravidade

Uma visão geral abrangente da fundição de alumínio por gravidade

O fundição de alumínio por gravidade O processo do alumínio é altamente vantajoso devido à versatilidade de suas aplicações em vários setores. Essa versatilidade vem do peso leve do alumínio, que possui muitas características. Portanto, elas tornam desejável o seu uso em muitas aplicações industriais. Além disso, a fundição de alumínio por gravidade é útil para a fabricação de vários componentes de veículos. Esses veículos podem incluir carros, caminhões, válvulas, compressores, tumáquinas-ferramentas, etc.

Portanto, este artigo explicará o processo de fundição de alumínio por gravidade com foco nas vantagens, desvantagens, limitações e principais aplicações nos setores.

Como você pode definir a fundição de alumínio por gravidade?

Os fabricantes realizam um processo de fundição permanente em uma matriz. Normalmente, essa matriz é feita de aço ou ferro fundido. A gravidade é a força motriz para encher o molde com a liga de alumínio líquido no processo de fundição de alumínio por gravidade. A técnica de fundição de alumínio por gravidade deixou sua marca na era moderna. A principal vantagem dessa técnica é que ela reduz a porosidade. Além disso, ela não permite que o ar fique preso no molde durante a fundição. Consequentemente, os componentes ou produtos fabricados estarão livres de falhas.

Diferentes ligas de alumínio usadas na fundição de alumínio por gravidade

Aqui está uma lista das ligas de alumínio fundamentais que são amplamente usadas na fundição de alumínio por gravidade. Então, vamos discutir suas composições e amplas aplicações em diferentes áreas da vida.

Liga metálica	Composição	Principais propriedades	Aplicações típicas
A356	Al-Si	Boa resistência, ductilidade e usinabilidade; resistência moderada à corrosão	Blocos de motor, carcaças, suportes
A380	Al-Si	Excelente fluidez, estanqueidade à pressão, resistência moderada	Blocos de motor, carcaças, componentes de transmissão
A413	Al-Si	Estanqueidade a alta pressão, boa usinabilidade, resistência moderada	Cilindros hidráulicos, válvulas, bombas
B390	Al-Cu	Resistência e dureza muito altas, ductilidade moderada	Pistões, cabeçotes de cilindro
C355	Al-Cu	Boa força, resistência à corrosão e ductilidade	Componentes estruturais, rodas, suportes
AM508	Al-Mg	Alta resistência, tenacidade e soldabilidade	Componentes aeroespaciais, peças estruturais
AM6061	Al-Mg	Boa força, ductilidade e resistência à corrosão	Materiais de construção, extrusões, peças estruturais
ZA8	Al-Zn	Alta resistência, estabilidade dimensional, ductilidade moderada	Componentes fundidos sob pressão com tolerâncias rígidas
K-Alloy	Al-Si-Cu-Mg	Excepcional resistência à corrosão, alta resistência	Aplicações marítimas, ambientes agressivos
Al-Si hipereutético	Al-Si	Alta resistência ao desgaste e dureza, força moderada	Pistões e camisas de motor

Etapas envolvidas no processo de fundição de alumínio por gravidade

This process is fully automated. It helps reduce labor costs and increase product efficiency. So the CNC machines (computer numerical control machines) shape the die, and gravity pours melted aluminum into it. Besides this, the mold cavities are filled with melted aluminum, shaping it into the mold. Special algorithms on automated machines help in the creation of various innovative designs. So, they drive the demand for the aluminum gravity die-casting process. Additionally, aluminum gravity die casting doesn’t solely utilize aluminum metal. It uses aluminum alloys in its applications.

Aqui está uma explicação passo a passo de cada etapa envolvida na fundição de alumínio por gravidade.

1. Projeto e preparação

A fundição de alumínio por gravidade começa com o projeto dos padrões. Precisamos fazer um protótipo ou uma réplica de qualquer produto. Portanto, esses padrões geralmente são feitos de metal ou madeira. Além disso, esses padrões consistem em dimensões precisas e especificações de projeto. Portanto, isso ajuda a tornar o molde altamente preciso. Além disso, as seções do molde consistem principalmente de duas metades. Elas são geralmente feitas de aço ou ferro fundido. Uma é conhecida como molde estacionário e a outra é conhecida como molde ejetor. Essas metades podem se encaixar perfeitamente uma na outra. Assim, cria-se uma cavidade que replica as formas do padrão.

2. Configuração da matriz

Após o desenvolvimento dos padrões, a próxima etapa é a configuração do molde. É muito útil fazer moldes ou matrizes para o processo de fundição. Portanto, é importante fazer uma limpeza completa primeiro. Isso ajudará a remover quaisquer detritos ou resíduos de fundições anteriores. Além disso, ela deve garantir que o alumínio fundido flua suavemente dentro da máquina. Depois disso, a matriz é pré-aquecida a uma determinada temperatura. Esse pré-aquecimento também é útil para o choque térmico. Portanto, ele aumentará o fluxo de metal. Consequentemente, aumentará a vida útil da matriz.

3. Preparação de alumínio fundido

O alumínio é deixado derreter dentro do forno. Esse processo requer uma temperatura de cerca de 700 °C (1292 °F). Portanto, o forno tem calor suficiente para derreter o alumínio. Além disso, algumas ligas também são adicionadas para aumentar a resistência e a durabilidade das peças metálicas de alumínio. Além disso, a desgaseificação também é realizada para remover o hidrogênio e outras impurezas do alumínio fundido. Portanto, todas essas operações tornam o alumínio durável e também ajudam a evitar a porosidade. Assim, aumenta a resistência dos produtos acabados.

4. Processo de fundição

Depois disso, inicia-se o processo de revestimento. O alumínio fundido pode ser derramado na cavidade da matriz por gravidade. Geralmente, isso é feito por meio de uma bacia de vazamento e de um sistema de canais cuidadosamente projetados. Depois disso, a gravidade garante uma distribuição uniforme do metal em todas as partes da cavidade da matriz. Assim, quando o alumínio derretido esfria, ele se solidifica e atinge o formato da cavidade da matriz.

5. Ejeção e pós-processamento

A próxima etapa é a ejeção. O molde gravitacional de alumínio se abre, e a peça sólida de alumínio sai dele usando pinos ejetores. Além disso, esse processo requer cuidado extra para evitar qualquer dano à peça de metal.

Besides this, the post-processing comprises removing the excessive material and giving a smooth finish to the aluminum parts. So, it involves trimming and fettling. It helps remove the excessive materials, i.e., the gating system, runners, and risers. It is usually done using different machining methods. They may include sawing, grinding, or machining. Moreover, the finishing of the material part also uses heat treatments. So, it can increase the part’s mechanical properties.

6. Acabamento e revestimento

O estágio final é o acabamento e o revestimento da peça de alumínio. Isso geralmente é feito para aumentar a estética das peças fundidas. Além disso, o acabamento e o revestimento aumentam a durabilidade da peça metálica. aparência e durabilidade. Vários tratamentos são usados para criar uma camada de óxido proativa sobre a superfície da peça de alumínio. Esses tratamentos aumentam a resistência à corrosão. Portanto, eles podem incluir pintura ou revestimento em pó. Esses revestimentos dão às peças de metal uma aparência agradável e suave. Mas também aumentam a resistência.

Opções de acabamento de superfície para fundição sob pressão por gravidade de alumínio

O acabamento pode ser de diferentes tipos. Vamos discuti-los em detalhes.

Tipo de acabamento	Descrição do processo	Vantagens
Acabamento com jateamento	Impulsionar tiros de aço de alta velocidade na superfície para remover imperfeições e melhorar a qualidade da superfície.	– High rate of material removal
		– Uniform surface finish
		– Prepares surface for further finishing or painting
Acabamento com revestimento em pó	Aplicação de pó seco eletrostaticamente na superfície e, em seguida, cura sob calor para formar um revestimento duro e durável.	– Environmentally friendly
		– Durable and long-lasting finish
		– Wide range of colors and textures available
Acabamento anodizado	Converter eletroquimicamente a superfície do metal em uma camada de óxido decorativa, durável e resistente à corrosão.	– Enhanced corrosion resistance
		– Improved aesthetic appearance
Como acabamento usinado	Uso de máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) para remover material da peça fundida para obter a forma e o acabamento desejados.	– High precision and repeatability
		– Suitable for complex geometries
		– Can achieve tight tolerances

  Quais são os benefícios da fundição de alumínio por gravidade?

O alumínio fundido por gravidade está em alta. Ela oferece vários benefícios. Vamos discuti-los em detalhes.

1. Alta precisão e consistência: Ele é usado para produzir peças com geometria complexa. Além disso, proporciona alta precisão dimensional às peças de alumínio fundidas por gravidade. Ele mostra consistência em todas as grandes séries de produção.
2. Propriedades mecânicas aprimoradas: Alumínio fundido por gravidade ajuda a criar estruturas metálicas mais densas e resistentes. Além disso, ele melhora as propriedades mecânicas, como a resistência à tração e a dureza das peças de alumínio fundidas por gravidade.
3. Bom acabamento de superfície: A fundição de alumínio por gravidade proporciona um acabamento de superfície suave. Além disso, diminui a necessidade de operações adicionais de pós-processamento e usinagem.
4. Versatilidade no design: Ele oferece flexibilidade de projeto para peças metálicas. Além disso, é capaz de lidar com geometrias complexas. Enquanto outros métodos não conseguem alcançá-las.
5. Porosidade reduzida: Ele mantém o processo de vazamento mais lento e mais controlado. Assim, ele pode reduzir o aprisionamento de gás e a porosidade nas peças finais. Além disso, aumenta a integridade estrutural das peças metálicas.
6. Econômico para grandes quantidades de produção: O custo geralmente está associado ao molde. Assim, quando o molde é projetado, o custo por unidade diminui. Portanto, é uma solução bastante econômica para volumes de produção de médio a grande porte.
7. Reciclabilidade: O alumínio tem boa condutividade térmica. Além disso, ele derrete no forno. Portanto, ele pode derreter o alumínio usado e ser reciclado para muitas outras finalidades.

Quais são as limitações da fundição de alumínio por gravidade?

Além dos benefícios, a fundição de alumínio por gravidade também oferece algumas limitações. Portanto, vamos discuti-las aqui em detalhes.

1. Altos custos iniciais de ferramental: Quando se trata dos estágios iniciais, é importante observar que o ferramental precisa de investimento suficiente. Não é economicamente viável para pequenos volumes de produção.
2. Limitado a menos complexidades: Esse processo é capaz de lidar com peças complexas. No entanto, ele oferece algumas limitações quanto à complexidade das peças fundidas.
3. Taxas de produção mais baixas: A fundição de alumínio por gravidade é significativamente mais lenta do que outros métodos de fundição. Portanto, isso o torna menos adequado para volumes de produção extremamente altos.
4. Limitações de peso: Essa técnica é adequada para peças metálicas de tamanho pequeno ou médio. Já as peças grandes são mais pesadas. Portanto, seu peso representa um desafio para o manuseio da qualidade das peças de alumínio fundidas por gravidade.

Fundição de alumínio por gravidade vs. fundição de alumínio em areia

Aqui está a comparação entre a fundição de alumínio e a fundição em areia.

Recurso	Fundição de alumínio por gravidade	Fundição de alumínio em areia
Material do molde	Molde permanente feito de metal (geralmente aço ou ferro fundido)	Molde temporário feito de areia e aglutinante
Custo inicial de ferramental	Alta (devido ao molde de metal durável)	Baixo a moderado (os moldes de areia são mais baratos de produzir)
Prazo de entrega	Mais longo (devido ao tempo necessário para criar o molde de metal)	Mais curto (os moldes de areia são mais rápidos de preparar)
Volume de produção	Econômico para produções de médio a grande porte	Adequado para volumes de produção baixos a altos
Precisão dimensional	Maior (tolerâncias rígidas e dimensões mais consistentes)	Inferior (mais variabilidade e menos preciso)
Acabamento da superfície	Melhor (acabamento mais suave, menos necessidade de pós-processamento)	Mais áspero (pode exigir mais usinagem e acabamento)
Propriedades mecânicas	Melhor (mais denso e mais forte devido ao resfriamento controlado)	Menor (estrutura mais porosa e potencial para propriedades mais fracas)
Complexidade do design	Moderado (pode produzir formas complexas, mas com algumas limitações)	Alta (pode acomodar designs muito intrincados e complexos)
Taxa de produção	Mais lento (devido aos processos manuais de vazamento e resfriamento)	Mais rápido (pode usar processos automatizados para grandes volumes)
Defeitos	Menor (menos porosidade e menos defeitos devido ao processo controlado)	Maior (mais propenso a defeitos como porosidade e inclusões)
Faixa de material	Limitada (usada principalmente para alumínio e algumas outras ligas)	Ampla (pode usar uma grande variedade de metais e ligas)
Reciclabilidade	Alta (os moldes de alumínio e metal são recicláveis)	Alta (a areia pode ser reutilizada e o alumínio é reciclável)

Aplicações da fundição de alumínio por gravidade

Devido às suas propriedades, a fundição de alumínio por gravidade tem muitas aplicações em diversos setores. Portanto, vamos discutir todas elas em detalhes.

1. Setor automotivo: Ele tem muitas aplicações no setor automotivo na fabricação de componentes de motores (por exemplo, cabeçotes, blocos de motor). Além disso, ajuda a fabricar caixas de câmbio, caixas de transmissão, peças de suspensão e componentes de freio.
2. Setor aeroespacial: Da mesma forma, ele é usado no setor aeroespacial para fabricar componentes estruturais. Além disso, ajuda a fabricar peças de motores, carcaças para sistemas eletrônicos, suportes e acessórios.
3. Eletrônicos de consumo: Ele é usado para fabricar capas para laptops e smartphones. Além disso, também tem aplicações na fabricação de dissipadores de calor e componentes para sistemas de resfriamento.
4. Maquinário industrial: Da mesma forma, a fundição de alumínio por gravidade também é usada na fabricação de carcaças de bombas, corpos de válvulas e caixas de engrenagens. Além disso, ela ajuda a fabricar carcaças de motores.
5. Elétrica e iluminação: Os moldes de alumínio por gravidade são amplamente usados para fabricar aparelhos elétricos e de iluminação. Eles podem incluir luminárias, gabinetes elétricos, dissipadores de calor para luzes de LED e conectores e acessórios.

Conclusão

Fundição de alumínio por gravidade é amplamente utilizado na fabricação de peças metálicas. Ele suporta projetos complexos e geometrias intrincadas. Portanto, tem muitas aplicações em diferentes campos. Em geral, elas incluem alta precisão, bom acabamento de superfície, propriedades mecânicas aprimoradas e custo-benefício para produções de médio a grande porte. Além disso, serve em diferentes campos, ou seja, automotivo, aeroespacial, eletrônicos de consumo e maquinário industrial. Portanto, é uma escolha popular para a produção de componentes de alumínio de alta qualidade. No entanto, ela tem algumas limitações, ou seja, altos custos iniciais de ferramentas e taxas de produção mais lentas. Mas, apesar dessas desvantagens, a fundição de alumínio por gravidade tem muitas vantagens, além de fornecer peças de metal de qualidade.

Perguntas frequentes

Q1. Que tipos de ligas de alumínio são geralmente usados na fundição por gravidade?

As ligas de alumínio comumente usadas são A356, A380, A413, B390, C355, AM508, AM6061, ZA8, K-Alloy e Al-Si hipereutético. Todos eles têm propriedades diferentes. Portanto, são adequados para diferentes aplicações.

Q2. A fundição de alumínio por gravidade pode ser automatizada?

Sim, é possível. A fundição de alumínio por gravidade pode ser totalmente automatizada usando máquinas CNC e algoritmos especiais. Eles ajudam a moldar a matriz e a derramar o alumínio fundido. Portanto, isso acaba automatizando o processo e reduzindo os custos de mão de obra. Assim, a eficiência geral do processo aumenta.

Q3. Por que a redução da porosidade é significativa na fundição de alumínio por gravidade?

A redução da porosidade é muito importante. Porque ela proporciona integridade estrutural e resistência ao produto final. É por isso que a fundição de alumínio por gravidade proporciona um produto adequado e sem danos metal peças.