Visão geral da fundição em areia e das ligas de alumínio

Para fazer ligas de alumínio fundido em areiaEm um processo de fabricação mais complexo, outros metais são misturados ao alumínio para aproveitar suas propriedades exclusivas e, ao mesmo tempo, torná-lo mais útil em uma variedade maior de situações comerciais. Devido à forma como é fabricado, é muito mais fácil alterar as propriedades do material para atender a requisitos específicos de desempenho para usos que precisam de resistência a fatores ambientais, peso e potência, tudo ao mesmo tempo. Em situações em que todas essas três características são necessárias ao mesmo tempo, mas em quantidades diferentes, isso é especialmente útil.

A fabricação de formas complicadas a partir de metal fundido e moldes de areia é conhecida como fundição em areia. Com esse método, você tem muita liberdade para fabricar peças grandes e complicadas. Este é o início de uma análise mais aprofundada das ligas de alumínio fundido em areia, que se concentrará na importância delas para os negócios modernos.

Composição de ligas de alumínio fundido em areia

Muitas das propriedades especiais do alumínio podem ser usadas em ligas de alumínio fundido em areia, que são projetadas para aproveitar ao máximo essas propriedades e, ao mesmo tempo, dar ao alumínio mais usos comerciais. Para isso, mais metais são adicionados à mistura para torná-la mais forte. Esses metais adicionais são ótimos para usos que precisam de um equilíbrio de massa, longevidade e resistência para atender a necessidades específicas de desempenho.

Componentes essenciais

Devido às suas propriedades vantajosas - incluindo baixo peso, alta condutividade, resistência à corrosão e capacidade de moldagem em formas complexas - o alumínio (Al) serve como base da liga. Como resultado de suas propriedades inerentes, esse material apresenta uma adequação excepcional para uma ampla gama de aplicações de fundição.

Componentes de liga constante

• Silício (Si): Depois do alumínio, o silício é frequentemente o elemento de liga mais essencial. Geralmente, ele é incorporado em porcentagens que variam entre 5 e 12%. O silício facilita a fundição de componentes complexos e intrincados ao aumentar a permeabilidade da liga fundida, diminuir a contração durante a solidificação e aumentar a resistência à corrosão.
• Magnésio (Mg): O teor de magnésio (Mg) da liga de alumínio é otimizado para evitar um aumento significativo no peso e, ao mesmo tempo, aumentar sua resistência e durabilidade. Além disso, ele aumenta a ductilidade da liga, uma propriedade essencial para componentes que sofrem deformação e várias formas de tensão.
• Cobre (Cu): O cobre é incorporado às ligas de alumínio para aumentar sua resistência e durabilidade. No entanto, a inclusão dessa substância pode comprometer a resistência da liga à corrosão. Consequentemente, sua implementação é cuidadosamente avaliada à luz da função pretendida do produto final.
• Zinco (Zn): o zinco (ou zamak) é um elemento comumente adicionado que aumenta a ductilidade e a resistência da liga. Além disso, ele aumenta a resistência da liga ao atrito, tornando-a adequada para aplicações rigorosas.
• Ferro (Fe): O ferro é frequentemente integrado em ligas fundidas em quantidades minúsculas para reforçar a resistência da fundição a rachaduras por aquecimento, um problema predominante resultante das taxas diferenciais de resfriamento.

Fatores que influenciam os elementos de liga

A inclusão desses elementos no alumínio induz a modificações nas propriedades físicas e mecânicas da liga, além de afetar sua adequação às aplicações finais e às características de fundição. Para dar um exemplo, as ligas que contêm uma porcentagem maior de silício são altamente adequadas para aplicação em componentes automotivos, como carcaças de transmissão e blocos de motor. Isso se deve à sua maior capacidade de resistir ao desgaste e de ser fundido.

ligas de alumínio fundido em areia

Propriedades das ligas de alumínio fundido em areia

A fundição em areia é típica para componentes metálicos, especialmente ligas de alumínio. A relação peso/potência, a resistência à corrosão e o peso leve são características das ligas de alumínio. Na fabricação de aviões, automóveis e materiais de construção, elas são úteis e flexíveis. Muitos produtos utilizam ligas de alumínio fundido em areia; este artigo explica suas propriedades e os motivos pelos quais os produtores as utilizam.

É fundamental que ligas de alumínio fundido em areia ser robusto. A grande relação entre resistência e peso das ligas de alumínio permite que elas reforcem um objeto e, ao mesmo tempo, reduzam seu peso. Embora isso afete muitos setores, a redução de peso melhora o desempenho e a economia de combustível em aeronaves. Formas complexas e paredes finas produzidas por fundição em areia melhoram a relação resistência/peso dos componentes de alumínio.

As ligas de alumínio fundido em areia são fortes e resistentes à corrosão. O alumínio é resistente à corrosão porque, quando exposto ao ar, forma uma camada protetora de óxido. Uma camada impede a oxidação. Para melhorar a resistência à corrosão, essa camada de óxido pode ser revestida com pó ou anodizada. As ligas de alumínio fundido em areia funcionam bem em ambientes externos ou próximos à água, onde o sal e a umidade podem corroer o metal.

A excelente condutividade térmica é outra característica importante das ligas de alumínio fundido em areia. O alumínio bom condutor de calor facilita a transferência eficaz de calor em peças como blocos de motor e trocadores de calor. Quando o controle de calor é essencial para o desempenho e a vida útil dos componentes em aplicações industriais e automotivas, essa característica é especialmente crucial. A capacidade de criar formas complicadas com canais de resfriamento finamente detalhados, possibilitada pela fundição em areia, aumenta ainda mais a condutividade térmica dos componentes de alumínio.

As ligas de alumínio fundido em areia também são facilmente trabalhadas durante o processo de fabricação devido à sua excelente usinabilidade e soldabilidade. Isso possibilita a fabricação de componentes complicados e precisos com tolerância apertada. Os fabricantes que desejam produzir componentes de alumínio de alta qualidade em escala geralmente usam a fundição em areia porque a técnica também possibilita a construção de componentes enormes a um custo razoável.

Vantagens e limitações da fundição em areia de ligas de alumínio

Para a fabricação de componentes de ligas metálicas, a fundição em areia é um método que muitos setores econômicos consideram bastante vantajoso. No entanto, suas restrições inerentes devem ser levadas em conta, assim como qualquer outra forma de produção de itens. Para decidir sabiamente sobre suas aplicações e tirar o máximo proveito das ligas de alumínio fundidas em areia, os projetistas e fabricantes devem conhecer bem suas vantagens e desvantagens.

A versatilidade das ligas de alumínio que podem ser fundidas com areia está entre suas características mais vantajosas. Como a fundição em areia pode lidar com uma ampla gama de tamanhos e tipos de itens, ela pode ser utilizada para produzir um pequeno número de componentes ou um grande número de peças. Além disso, formas complexas podem ser produzidas com a fundição em areia, algo que é desafiador ou talvez impossível de ser feito com as técnicas tradicionais de fundição.

A fundição em areia de ligas de alumínio tem a vantagem de exigir pouco investimento financeiro. A fundição sob pressão e a fundição de investimento são duas técnicas de fundição mais caras do que a fundição em areia, que é muito barata. Com relação à fundição em areia, dois materiais fáceis de encontrar e com preços razoáveis são a areia e a argila. Portanto, essa é uma ótima opção para produtores que precisam fabricar muitos componentes.

Uma outra técnica excelente para obter uma superfície muito limpa e medidas exatas é a fundição em areia. É fácil fazer alterações nos modelos de areia usados na fundição e isso garantirá que eles tenham o tamanho e a forma corretos. Isso sugere que o produto acabado também terá o tamanho e a forma corretos. A fundição em areia possibilita a criação de peças com superfícies lisas e poucas etapas de acabamento, o que economiza ainda mais tempo e dinheiro durante o processo de produção.

Ainda assim, os fabricantes devem estar cientes dos limites que o método de fundição em areia para ligas metálicas estabelece. A porosidade dos moldes feitos por fundição em areia é um de seus problemas. Os moldes feitos de areia podem reter gases e ar durante o processo de fundição. Isso pode fazer com que o produto acabado tenha furos. Isso pode alterar as características mecânicas da fundição e, para melhorar a peça, talvez seja necessário passar por outras etapas, como tratamento térmico ou impregnação.

Quando as ligas metálicas são fundidas em areia, há também a possibilidade de o molde desaparecer. Os moldes feitos de areia podem se quebrar com o tempo devido às altas temperaturas e forças usadas na fundição. Isso pode fazer com que sejam produzidas peças que não estejam funcionando corretamente. Os fabricantes devem verificar e consertar os moldes de areia regularmente para garantir que a qualidade das peças fundidas permaneça a mesma.

Resumindo, a fundição em areia de ligas de alumínio tem muitos benefícios, como uma superfície lisa, medições precisas, a capacidade de ser facilmente modificada e o baixo custo. Mas os produtores precisam fazer algo a respeito desses problemas e saber que esse método de fundição tem alguns problemas, como a degradação do molde e a porosidade. Os fabricantes podem escolher o melhor método de fundição para suas necessidades compreendendo os prós e os contras da fundição em areia de metais de alumínio.

Processo de fabricação de fundição em areia para ligas de alumínio

A fundição em areia é um método básico e frequentemente usado no setor de fundição de metais, especialmente para a fundição de ligas de alumínio. Por ser tão simples e adaptável, atualmente é o método preferido para a produção de componentes metálicos complexos e grandes. Muitas etapas cruciais compõem o processo, e cada uma delas é necessária para que o resultado final seja alcançado. As pessoas que trabalham no projeto, na fabricação ou na aplicação de componentes de metal fundido precisam, na verdade, conhecer bem esse procedimento.

Projeto de molde de areia

A fundição em areia começa com o projeto de um padrão que representa a forma pretendida da peça fundida. É um procedimento comum construir esse projeto usando metal, plástico ou madeira. O padrão precisa ser um pouco maior para permitir o encolhimento do metal que ocorre durante o processo de resfriamento. A precisão do padrão também é muito importante porque afeta diretamente as dimensões e a qualidade da superfície do item fundido acabado.

Fabricação de moldes de areia

Criação de um molde Após a colocação do molde em uma caixa de moldagem, às vezes conhecida como frasco, o frasco é preenchido com areia que foi combinada com um agente aglutinante para ajudar a areia a manter sua forma. Tanto as prensas mecânicas quanto as ferramentas manuais são usadas para compactar a areia ao redor do padrão. O desenho é cuidadosamente removido quando a areia endurece, deixando uma cavidade que reflete com precisão a forma do padrão.

Construindo os fundamentos O método de fundição usa um núcleo para permitir a produção de cavidades ou recursos internos complexos. Os núcleos são feitos de areia e um aglutinante, endurecidos e colocados na cavidade do molde. Como os machos afetam significativamente a forma interna da fundição, é essencial colocá-los com precisão.

Combinação de vazamento e fusão

Um forno é usado para derreter a liga de alumínio, que é escolhida de acordo com as propriedades necessárias para o produto acabado, a temperaturas entre 660 e 750 graus Celsius, ou 1220 e 1382 graus Fahrenheit. Em seguida, a cavidade e os núcleos do molde são preenchidos com alumínio fundido, despejando-o cuidadosamente no molde. A taxa de vazamento e a temperatura são duas variáveis críticas que afetam muito a qualidade da fundição. Esses elementos afetam características como a porosidade e a quantidade de defeitos que são criados.

Resfriamento e remoção de fundição (desmoldagem)

O metal fundido começa a esfriar e solidificar dentro do molde depois de ser despejado nele. Para criar o molde com as qualidades mecânicas essenciais, esse intervalo de resfriamento é absolutamente necessário. A peça fundida pode ser vista ao desmontar o molde de areia quando o metal tiver atingido a consistência necessária. O molde foi danificado de forma irreparável e, portanto, não está apto para a fundição posterior; assim, um novo molde deve ser usado para cada fundição seguinte.

Finalização de inspeções e verificações

A limpeza e o acabamento da parte fundida é a última etapa do processo de fundição em areia. Normalmente, isso envolve a remoção de componentes desnecessários, como rebarbas, canais e portões. Para atingir o nível necessário de polimento da superfície e precisão dimensional, também pode ser necessário usar jateamento de areia, retificação ou usinagem. Para garantir que atenda a todos os padrões, a peça fundida é inspecionada minuciosamente no processo final. Inspeção visual, verificação dimensional e métodos de teste não destrutivos, incluindo raios X e ultrassom, são alguns dos métodos de inspeção mais comuns.

Novas ideias e estilos sobre como fundir metais de alumínio em areia

A fundição em areia ficou muito melhor graças aos recentes avanços tecnológicos. Uma das maneiras de fazer modelos e moldes mudou desde o surgimento da impressão 3D. Os métodos mais antigos levavam mais tempo e custavam mais dinheiro. Além disso, os cientistas estão sempre pesquisando as propriedades químicas e físicas dos metais para criar novas ligas de alumínio que sejam mais resistentes e durem mais.

Também é importante que a empresa seja ambientalmente sustentável. As pessoas estão tentando reutilizar coisas e produzir menos lixo para que a fundição de areia seja melhor para o planeta.

Dito isso

A produção moderna precisa muito das ligas de alumínio fundido em areia porque elas são flexíveis, baratas e boas em seu trabalho. As ferramentas e os materiais usados na fundição em areia continuarão melhorando à medida que a tecnologia mudar e os problemas ambientais se tornarem mais importantes. Essa mudança deve fazer com que as ligas de alumínio fundido em areia sejam mais úteis nas empresas de todo o mundo, tornando-as melhores no que fazem.

Essa palestra aprofundada não apenas mostra onde a tecnologia de fundição em areia está agora, mas também prepara o cenário para seu crescimento futuro. Isso levará a mais estudos e novas ideias nessa área, que está sempre mudando. Saiba mais sobre Peças para compressores de ar rotativos

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