Qual è la differenza tra la fusione a gravità e la fusione a pressione?

La principale differenza tra la fusione a gravità e la fusione ad alta pressione è la forza utilizzata per riempire gli stampi. La fusione a gravità sfrutta la forza di gravità per riempire lentamente lo stampo, mentre la fusione ad alta pressione spinge il metallo fuso nello stampo ad alta pressione per una produzione più rapida e dettagliata.

Pressofusione ad alta pressione

La pressofusione ad alta pressione forza il metallo fuso in una cavità dello stampo in acciaio sotto pressione estrema, in genere tra 1,500 e 25,000 psi. Questo processo di produzione crea parti metalliche complesse con eccellenti finitura superficiale e tolleranze dimensionali ristrette.

Il processo funziona al meglio con metalli non ferrosi come alluminio, zinco e magnesio. Questi metalli hanno punti di fusione più bassi, il che li rende ideali per cicli di produzione rapidi.

Processo di pressofusione ad alta pressione

Preparazione dello stampo: Il processo inizia con uno stampo composto da due metà di acciaio temprato per utensili, montate sui piani di una macchina per pressofusione. Le superfici interne vengono spruzzate con un lubrificante o un agente distaccante per facilitare l'espulsione del pezzo e gestire la temperatura dello stampo. La macchina quindi chiude lo stampo, serrandolo con un'enorme forza idraulica o meccanica, necessaria per contrastare la successiva pressione di iniezione.
iniezione di metallo: Una quantità di metallo fuso dosata con precisione, nota come "iniezione", viene trasferita da un forno alla camera di iniezione della macchina. Da lì, un potente pistone idraulico spinge il metallo nella cavità dello stampo. Questa iniezione avviene a velocità eccezionalmente elevate e a pressioni che possono variare da 1,500 psi a oltre 25,000 psi. L'intera fase di riempimento è incredibilmente rapida, spesso completata in 10-100 millisecondi.
Solidificazione: Il metallo si raffredda e si indurisce all'interno dello stampo raffreddato ad acqua. Questa fase di raffreddamento dura in genere dai 2 ai 20 secondi.
emissione: Non appena il getto è solido, le due metà dello stampo si aprono e un sistema di espulsori spinge il getto, o "iniezione", fuori dalla cavità dello stampo. Un'unica iniezione può contenere più parti identiche se si utilizza uno stampo multi-cavità.
Finitura: Le parti ricevono i ritocchi finali come la foratura, la maschiatura o i trattamenti superficiali.

Gravità Die Casting

La pressofusione a gravità sfrutta la naturale forza di gravità per riempire uno stampo metallico permanente con metallo fuso. Il processo opera a pressioni molto inferiori rispetto alla pressofusione ad alta pressione, basandosi esclusivamente sul peso del metallo liquido.

Questo metodo funziona particolarmente bene per le leghe a base di alluminio e rame. La velocità di riempimento più lenta consente un migliore controllo del flusso del metallo e riduce la turbolenza.

La fusione in gravità eccelle nella produzione di componenti con proprietà meccaniche superiori. Il raffreddamento controllato e la turbolenza minima creano componenti più resistenti e duttili rispetto ai metodi ad alta pressione.

Processo di pressofusione a gravità

Preparazione dello stampo: Lo stampo viene preriscaldato a una temperatura specifica, spesso superiore a 150 °C. Dopo il preriscaldamento, un rivestimento refrattario o un agente distaccante specializzato viene applicato alle superfici interne della cavità dello stampo.
Colata (riempimento dello stampo): Con lo stampo saldamente fissato, il metallo fuso, solitamente una lega non ferrosa di alluminio, zinco o rame, viene versato delicatamente da un crogiolo o da una siviera in una vasca di colata integrata nel design dello stampo.
Solidificazione:Una volta riempita la cavità, il metallo fuso inizia a raffreddarsi e solidificarsi, trasferendo il suo calore allo stampo metallico circostante.
emissione: Dopo che il getto si è completamente solidificato, le due metà dello stampo vengono aperte e il pezzo finito viene estratto, spesso con l'ausilio di perni di espulsione meccanici.
*Lavori di rifinitura: Il passaggio finale consiste nel tagliare il materiale in eccesso da cancelli, canali e alzate.

La differenza tra fusione a gravità e fusione ad alta pressione

caratteristica	Gravità Die Casting	Pressofusione ad alta pressione (HPDC)
Principio del processo	Il metallo fuso viene colato e riempie lo stampo sotto la forza di gravità.	Il metallo fuso viene iniettato nello stampo ad alta pressione e velocità.
Pressione	Pressione atmosferica (alimentata dalla gravità).	Da 10 a 200 MPa (da 1,500 a 29,000 psi).
Costo dell'attrezzatura	Inferiore; gli stampi sono più semplici e soggetti a meno stress.	Più alto; gli stampi devono essere robusti per resistere a pressioni e forze di iniezione elevate.
Velocità di produzione	Più lento; in genere 15-30 cicli all'ora.	Molto veloce; 50-90 cicli all'ora, possono essere significativamente più alti per le parti più piccole.
Dimensioni e peso della parte	Adatto a un'ampia gamma di dimensioni, compresi pezzi più grandi e pesanti (fino a 40 kg o più).	Ideale per pezzi di piccole e medie dimensioni, in genere fino a 5 kg.
Spessore parete	In genere sono necessarie pareti più spesse, solitamente di almeno 3-5 mm.	In grado di produrre pareti molto sottili, fino a 1.5 mm.
Tolleranze raggiungibili	Buono, ma generalmente meno preciso dell'HPDC.	Eccellente; è possibile ottenere e mantenere tolleranze più strette.
Finitura superficiale (Ra)	Buono; in genere nell'intervallo 4-10 μm.	Eccellenti; finiture superficiali più lisce, spesso 1-4 μm.
Porosità	Livelli di porosità inferiori grazie alla minore turbolenza durante il riempimento.	Maggiore potenziale di porosità dovuto all'aria intrappolata durante l'iniezione ad alta velocità.
Proprietà meccaniche	Generalmente superiore grazie alla minore porosità e a una struttura granulare più uniforme. I pezzi possono essere trattati termicamente.	Le proprietà meccaniche possono essere compromesse dalla porosità. Spesso il trattamento termico non è possibile.
Leghe comuni	Alluminio, zinco, rame e alcune ghise.	Principalmente leghe non ferrose con punti di fusione più bassi, come alluminio, zinco e magnesio.

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