Alumínio fundido” geralmente se refere a peças fundidas de alumínio feitas através do processo de fundição, enquanto “alumínio fundido” se refere a peças fundidas de alumínio feitas através de fundição sob pressão de alta pressão. A principal diferença entre os dois é o processo de fundição usado.
No processo de fundição, são utilizados métodos como fundição em areia, fundição por desparafinagem, fundição por gravidade, fundição de baixa pressão, fundição em molde de cerâmica e fundição em molde de gesso. O processo de fundição sob pressão, por outro lado, é um tipo de fundição sob pressão produzida em uma máquina de fundição sob pressão com câmara fria.
Os graus de alumínio usados nos dois processos são diferentes, com ZL representando ligas de alumínio fundido no padrão nacional GB da China e YL representando ligas de alumínio fundido.
As peças fundidas de alumínio fundido normalmente podem ser reforçadas por meio de tratamento térmico, sendo o tratamento térmico T6 o método mais comum. No entanto, as peças fundidas não são adequadas para o tratamento térmico T6 devido à grande quantidade de gás densamente distribuído dentro delas. Isso ocorre porque a temperatura do tratamento térmico T6 está próxima do ponto de fusão das ligas de alumínio e o gás na fundição sob pressão se expandirá e será forçado para fora da superfície da peça fundida, causando danos à superfície e inutilizando a peça fundida.
Devido à saliência do ponto após o gás acabar, a aparência da peça fundida fica seriamente danificada e não pode ser usada.
A fundição por gravidade em liga de alumínio e a fundição em baixa pressão em liga de alumínio pertencem ao processo de fundição em molde de metal e são usadas para produzir peças fundidas de alumínio. Os moldes são feitos de aço para trabalho a quente, como H13.
Esses processos de fundição podem produzir a mesma marca de liga de alumínio fundido, com temperatura de vazamento e tempo de abertura do molde semelhantes, bem como compacidade, resistência e outras propriedades mecânicas das peças fundidas de alumínio.
No entanto, ainda existem diferenças entre a fundição por gravidade de liga de alumínio e a fundição de baixa pressão de liga de alumínio em termos de princípio de formação, estrutura de fundição de alumínio, intensidade de trabalho, número de lote, tempo de desenvolvimento, etc., conforme mostrado na figura abaixo.
| Princípio de formação | Estrutura de fundição de alumínio | intensidade de trabalho | Lote mínimo | Tempo de desenvolvimento | Custo do molde | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fundição por gravidade em liga de alumínio | Usando a gravidade | Complexo e diversificado | alto | 100 | curto | menos |
| Fundição de baixa pressão em liga de alumínio | Usando pressão de ar | solteiro | comumente | 500 | longo | Mais alto |
De acordo com a comparação mostrada acima, a fundição por gravidade em liga de alumínio é ideal para a produção de produtos com múltiplas variedades, lotes pequenos, ciclos de desenvolvimento curtos e requisitos de alta qualidade, enquanto a fundição em baixa pressão em liga de alumínio é ideal para produtos com lotes grandes, finos paredes e estruturas adequadas para o processo de fundição a baixa pressão.
O longo ciclo de desenvolvimento deste último beneficia a melhoria da tecnologia de produção ao longo do processo de fabricação.
Um produto típico produzido por fundição de baixa pressão em liga de alumínio é o aro de uma roda de automóvel. Sua estrutura é adequada para o processo de fundição a baixa pressão e o alto volume de produção permite tempo suficiente para aprimorar a tecnologia de produção.
Em contraste, os produtos típicos produzidos por fundição por gravidade em liga de alumínio são peças fundidas de robôs industriais. Essas peças fundidas de alumínio exigem pequenos lotes de produção, produtos de alta qualidade e um ciclo de desenvolvimento curto. O objetivo é produzir peças fundidas de alumínio de alta qualidade, sem poros ou buracos de areia, em um tempo muito curto.
Fundição sob pressão de alumínio: uma visão geral
A fundição sob pressão de alumínio é um processo de fabricação amplamente utilizado que oferece diversas vantagens na criação de peças e componentes para diversos setores. Este processo envolve forçar o alumínio fundido em uma cavidade do molde sob alta pressão para criar formas complexas que podem ser difíceis de produzir através de outros métodos, como extrusão ou usinagem.
Existem diferentes ligas de alumínio utilizadas na fundição sob pressão, sendo as mais comuns 383 e 413. Essas ligas de alumínio apresentam características como altas temperaturas de operação, resistência à corrosão e propriedades de leveza. Além disso, eles fornecem excelente rigidez, relação resistência/peso e capacidades eficazes de blindagem EMI e RFI.
O próprio processo de fundição sob pressão compreende várias etapas. Primeiramente, a cavidade do molde, também conhecida como matriz, é preparada com um agente desmoldante para facilitar a remoção da peça após a solidificação. Em seguida, o alumínio fundido é injetado na cavidade do molde sob extrema pressão. Após a solidificação do alumínio, a matriz se abre e a peça fundida de alumínio é ejetada. O processo permite a produção eficiente e em alto volume de peças de alumínio, levando à redução de custos em comparação com outras técnicas de fabricação.
Alguns fatores essenciais a serem considerados durante o projeto de fundição de alumínio incluem:
- Complexidade da peça: A fundição sob pressão permite a criação de formas altamente complexas e designs intrincados que podem não ser possíveis com outros métodos.
- Precisão dimensional: O processo oferece alta precisão para geometrias complexas, contribuindo para tolerâncias rígidas e repetibilidade consistente em inúmeras peças fundidas.
- Acabamento da superfície: As peças fundidas de alumínio podem receber vários acabamentos de superfície para melhorar a estética, a durabilidade ou outros parâmetros de desempenho.
Concluindo, a fundição de alumínio é um processo de fabricação eficiente, adequado para a produção de peças complexas e intrincadas. Com seus múltiplos benefícios e aplicações versáteis, continua sendo uma escolha popular em indústrias que vão desde automotiva e aeroespacial até produtos eletrônicos de consumo e muito mais.
O processo de fundição sob pressão
Papel de pressão
Na fundição de alumínio, a alta pressão desempenha um papel significativo na criação de peças precisas e de alta qualidade. O alumínio fundido é forçado para dentro da cavidade do molde usando alta pressão, garantindo que o material preencha completamente o molde e alcance cada detalhe da forma complexa. Essa pressão ajuda a produzir uma peça com tolerâncias restritas e um acabamento superficial liso.
Solidificação e Cavidades
Assim que o alumínio fundido preenche a cavidade do molde, ele começa a solidificar e a tomar a forma da peça desejada. Durante este processo de solidificação é fundamental evitar a formação de cavidades e vazios que possam comprometer a integridade estrutural e o desempenho da peça. Para garantir uma fundição perfeita, o controle adequado de temperatura, ventilação e pressurização são fatores importantes na prevenção de cáries e defeitos indesejados.
Considerações sobre rascunho e linha de partição
As linhas de rascunho e de separação são dois aspectos críticos do processo de fundição sob pressão que influenciam a qualidade do produto final. Rascunho refere-se ao ângulo ou conicidade aplicado nas paredes laterais do molde para facilitar a ejeção da peça solidificada. A tiragem adequada garante uma remoção suave da peça sem causar danos ou distorções.
As linhas de separação, por outro lado, são as linhas onde duas metades do molde se encontram. O posicionamento e o design adequados das linhas de partição são essenciais para minimizar rebarbas (excesso de material) e obter um produto final limpo e preciso.
Criando formas complexas
A fundição sob pressão de alumínio é conhecida por sua capacidade de criar formas complexas com detalhes intrincados. Recursos como furos e janelas, saliências e nervuras podem ser facilmente alcançados incorporando-os ao projeto do molde. Essa versatilidade permite a produção de componentes leves e de alta resistência usados em diversas indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial e eletrônica. Projeto e planejamento cuidadosos, combinados com o uso eficiente de alta pressão e controle de solidificação, permitem a produção de peças fundidas sob pressão de alumínio com geometrias complexas e excelente desempenho.
Características das peças de alumínio fundido
Propriedades mecânicas
As peças de alumínio fundido são conhecidas por sua leveza, o que as torna uma excelente escolha para muitas aplicações. Possuem uma boa relação resistência/peso, garantindo um equilíbrio entre durabilidade e facilidade de uso. A dureza das peças de alumínio fundido varia dependendo da liga específica utilizada. No entanto, a maioria dos moldes de alumínio tem considerável resistência à tração, proporcionando resistência à deformação e quebra sob carga.
Características Térmicas e Elétricas
Os moldes de alumínio exibem altas temperaturas de operação, tornando-os adequados para aplicações que exigem resistência ao calor. A sua condutividade térmica também é notável, permitindo uma transferência de calor eficiente e um arrefecimento rápido quando necessário. Além disso, as peças de alumínio fundido proporcionam excelente condutividade elétrica, atuando como escudos eficazes contra interferência eletromagnética (EMI) e interferência de radiofrequência (RFI) em dispositivos eletrônicos.
Resistência à corrosão e ao desgaste
Um dos principais benefícios do uso de peças de alumínio fundido é sua excepcional resistência à corrosão. Isto os torna adequados para uso em ambientes agressivos, onde podem ser expostos à umidade ou a substâncias corrosivas. Além disso, os moldes de alumínio são resistentes ao desgaste, garantindo sua longevidade e reduzindo a necessidade de manutenção ou substituição frequente.
Eficiência e Volume
A fundição sob pressão de alumínio é um processo eficiente, pois permite a produção em grande volume de peças com geometrias complexas. Tolerâncias de ±0,002″ a ±0,004″ geralmente podem ser alcançadas para fundição de alumínio, fornecendo resultados precisos e consistentes. Essa eficiência o torna a escolha ideal para indústrias que exigem grandes quantidades de componentes de precisão, como automotiva e aeroespacial.
Aplicações e usos de alumínio fundido
O alumínio fundido é um material versátil, encontrando aplicações em uma ampla gama de indústrias devido às suas propriedades mecânicas favoráveis e facilidade de fabricação. Nesta seção, exploraremos os usos do alumínio fundido em vários setores, incluindo automotivo, industrial e eletrônico.
Indústria automobilística: O setor automotivo se beneficia significativamente das peças de alumínio fundido, pois elas contribuem para a redução de peso e melhoram a eficiência de combustível. As propriedades leves e duráveis do alumínio tornam-no um material ideal para componentes automotivos, como blocos de motores, caixas de transmissão e peças estruturais do chassi de um veículo. Além disso, as ligas de alumínio podem suportar altas temperaturas, tornando-as adequadas para aplicações automotivas onde a dissipação de calor é crucial.
Aplicações industriais: No setor industrial, o alumínio fundido sob pressão desempenha um papel essencial na fabricação de equipamentos e máquinas. Devido à sua alta relação resistência-peso, resistência à corrosão e capacidade de suportar temperaturas variadas, as peças fundidas sob pressão de alumínio são usadas em diversas aplicações, como máquinas pesadas, bombas, válvulas e ferramentas industriais. Essas propriedades permitem que os fabricantes reduzam os custos de materiais, melhorem o desempenho e prolonguem a vida útil de seus equipamentos.
Conectores e invólucros eletrônicos: A fundição sob pressão de alumínio é amplamente utilizada na indústria eletrônica para produzir formatos e designs complexos para conectores e invólucros. A excelente condutividade térmica e elétrica do material, juntamente com seu baixo custo, o tornam ideal para a produção de peças utilizadas em caixas de filtros de RF, dissipação de calor e equipamentos de rede. As caixas de alumínio fundido também fornecem excelente blindagem EMI, garantindo que os dispositivos eletrônicos funcionem de forma eficiente e confiável.
Em resumo, o alumínio fundido oferece inúmeras vantagens em vários setores, incluindo automotivo, industrial e eletrônico. Suas propriedades impressionantes, como leveza, alta relação resistência-peso, resistência à corrosão e condutividade, tornam-no a escolha ideal para a fabricação de componentes duráveis, eficientes e econômicos.
