La chiusura a freddo è uno dei difetti più comuni nella pressofusione che può rovinare i pezzi. Si verifica quando due flussi di metallo fuso si incontrano ma non si fondono correttamente, creando una linea o un'intercapedine visibile sulla superficie. Questo difetto indebolisce il pezzo e spesso porta allo scarto durante il controllo qualità.
L'intuizione chiave è che le chiusure a freddo sono completamente prevenibili con i giusti controlli di processo. La soluzione per prevenirle sta nel comprendere le cause di questi cali di temperatura e il modo in cui il metallo scorre attraverso lo stampo.
La bassa temperatura di fusione è la causa principale dei difetti di chiusura a freddo. Quando il metallo fuso entra nella cavità dello stampo a una temperatura inferiore a quella ottimale, inizia a solidificarsi troppo rapidamente.
Questo raffreddamento prematuro impedisce la corretta fusione quando i flussi metallici convergono. Il metallo non dispone di energia termica sufficiente a mantenere la fluidità durante l'intero processo di riempimento della cavità.
Gli stampi freddi estraggono il calore dal metallo fuso troppo rapidamente. Questo accelera la solidificazione prima che la cavità si riempia completamente.
La temperatura dello stampo deve essere sufficientemente elevata da mantenere fluido il metallo durante l'iniezione. Un preriscaldamento insufficiente o un cattivo mantenimento della temperatura tra le iniezioni creano le condizioni per la formazione di giunti a freddo.
La velocità è un fattore critico nella pressofusione. Un'iniezione lenta consente di avere più tempo per la dispersione del calore durante il riempimento della cavità.
Tempi di riempimento prolungati implicano che il primo metallo che entra nello stampo abbia più tempo per raffreddarsi prima di incontrare i flussi successivi. Questa differenza di temperatura impedisce una corretta fusione nei punti di convergenza del flusso.
La bassa pressione riduce la velocità del metallo attraverso i canali di colata e i canali di colata. Questo prolunga il tempo di riempimento e aumenta la perdita di calore.
Una pressione adeguata garantisce un rapido riempimento della cavità prima che si verifichi un raffreddamento significativo. La pressione aiuta anche a forzare i flussi metallici insieme per una migliore fusione nei punti di incontro.
Le geometrie complesse dei componenti comportano distanze di spostamento del metallo più lunghe. Ogni pollice aggiuntivo di percorso del flusso aumenta la possibilità di dispersione di calore.
Percorsi tortuosi con molteplici cambi di direzione rallentano ulteriormente il flusso del metallo. Ciò aggrava il problema del raffreddamento e aumenta il rischio di chiusura a freddo in sezioni di cavità distanti.
Un posizionamento errato delle porte di iniezione costringe il metallo a percorrere distanze non necessarie. È necessario posizionare più porte di iniezione per ridurre al minimo la lunghezza del flusso in tutte le aree della cavità.
La conformazione dei canali di colata influisce sulla velocità del metallo e sulla ritenzione del calore. Canali sottodimensionati limitano il flusso e aumentano il tempo di riempimento, mentre canali sovradimensionati consentono un'eccessiva perdita di calore.
L'aria intrappolata si oppone al flusso di metallo in entrata. Questa resistenza rallenta il riempimento e può deviare i flussi di metallo.
Una ventilazione insufficiente crea una contropressione che interrompe i normali flussi. I flussi metallici possono incontrarsi in angoli o posizioni indesiderate, impedendo la corretta fusione.
Gli sfiati hanno una duplice funzione: rimuovere il metallo freddo e fornire ulteriore sfiato. Gli sfiati non correttamente progettati non riescono a catturare il metallo più freddo dai fronti di flusso.
Questo metallo freddo rimane nel getto, creando difetti di chiusura fredda nei punti in cui i flussi convergono. Il posizionamento del troppo pieno deve tenere conto dei modelli di flusso e delle zone di convergenza.
Le diverse leghe presentano caratteristiche di fluidità variabili. Le leghe a bassa fluidità sono più soggette a difetti di saldatura a freddo.
La composizione chimica della lega influenza l'intervallo di temperatura di solidificazione e il comportamento del flusso. Il contenuto di silicio nelle leghe di alluminio, ad esempio, influisce significativamente sulla fluidità e sulla suscettibilità alla chiusura a freddo.
Le pellicole di ossido sulle superfici metalliche impediscono la corretta fusione tra flussi convergenti. Queste pellicole agiscono da barriera anche quando la temperatura del metallo è adeguata.
Anche la contaminazione da lubrificanti per stampi o altre fonti crea barriere di fusione simili. Una manipolazione pulita del materiale fuso e una corretta preparazione dello stampo sono essenziali per prevenire questi problemi.
Mantenere la temperatura di fusione al limite superiore dell'intervallo raccomandato. Ciò garantisce la massima fluidità e capacità di fusione.
Monitorare e controllare costantemente la temperatura dello stampo. Utilizzare termocoppie e sistemi di controllo automatico della temperatura per mantenere condizioni costanti. Preriscaldare accuratamente gli stampi prima di iniziare la produzione.
Ottimizzare i profili di velocità di iniezione per un rapido riempimento della cavità. Utilizzare un'elevata velocità iniziale per riempire rapidamente sezioni sottili prima dell'inizio del raffreddamento.
Regolare la fasatura della pressione di intensificazione per garantire il riempimento completo e la compressione del metallo. Questo forza la convergenza dei flussi per una migliore fusione.
Posizionare le saracinesche in modo da ridurre al minimo le distanze di flusso in tutte le aree della cavità. Utilizzare più saracinesche quando necessario per ridurre la lunghezza massima del flusso.
Dimensionare i canali per una velocità di flusso ottimale senza eccessive perdite di calore. Valutare sistemi di canali riscaldati per applicazioni complesse. Progettare transizioni fluide per mantenere la velocità del metallo.
Garantire un'adeguata ventilazione in tutte le aree in cui potrebbe accumularsi aria. Concentrarsi sulle zone di convergenza, dove i flussi si incontrano.
Posizionare i trabocchi per catturare il metallo freddo dai fronti di flusso. Dimensionarli in modo da rimuovere tutto il materiale potenzialmente freddo prima che i flussi convergano nella fusione.
Quando possibile, scegliere leghe con buone caratteristiche di fluidità. Un contenuto più elevato di silicio migliora la fluidità nelle leghe di alluminio.
Mantenere una composizione della lega uniforme attraverso un'attenta gestione della fusione. Monitorare e regolare la chimica secondo necessità per garantire proprietà di flusso ottimali.
Implementare rigorose procedure di pulizia della fusione. Utilizzare degasaggio e filtrazione per rimuovere ossidi e inclusioni.
Ridurre al minimo la turbolenza durante il trasferimento del metallo per prevenire la formazione di ossido. Coprire le fusioni quando possibile e utilizzare tecniche di flussaggio appropriate. Pulire regolarmente gli stampi per prevenire l'accumulo di contaminazione.
