Nozioni di base sulla pressofusione in gravità dell'alluminio

Nozioni di base sulla pressofusione in gravità dell'alluminio

Pressofusione di alluminio in gravità è un processo di produzione ampiamente utilizzato che prevede il versamento di alluminio fuso in uno stampo metallico riutilizzabile (matrice) sotto la forza di gravità. Questo metodo è noto per la produzione di getti di alta qualità, dimensionalmente accurati e con buone proprietà meccaniche. Di seguito è riportata una panoramica del processo, i suoi vantaggi, le applicazioni e maggiori dettagli.

Panoramica del processo

1. Preparazione dello stampo:

• Il processo inizia con la preparazione dello stampo, che è solitamente fatto di acciaio o ghisa. Lo stampo è progettato per avere una cavità nella forma del componente desiderato.

• Lo stampo viene preriscaldato alla temperatura richiesta per evitare shock termici e poi rivestito con un materiale refrattario o un agente distaccante per facilitare la rimozione del getto.

2. Fusione e colata:

• L'alluminio viene fuso in un forno alla temperatura appropriata (solitamente tra 660°C e 750°C).

• L'alluminio fuso viene poi versato nello stampo. La sola gravità viene utilizzata per riempire la cavità dello stampo, senza bisogno di ulteriore pressione o vuoto.

3. Solidificazione:

• L'alluminio fuso si raffredda e si solidifica all'interno dello stampo. Il processo di solidificazione può essere controllato dai canali di raffreddamento integrati nello stampo, che possono accelerare o rallentare il raffreddamento a seconda dei requisiti specifici.

4. Espulsione e finitura:

• Una volta solidificato il getto, lo stampo viene aperto e il getto viene espulso, in genere utilizzando degli espulsori.

• La fusione può quindi essere sottoposta a vari processi di finitura, come rifilatura, lavorazione meccanica, sabbiatura o rivestimento, per ottenere la finitura superficiale e la precisione dimensionale desiderate.

Vantaggi della fusione a gravità dell'alluminio

1. Elevata precisione dimensionale:

• La fusione a gravità produce componenti con tolleranze strette e dimensioni precise, riducendo la necessità di lavorazioni o finiture aggiuntive.

2. Finitura superficiale superiore:

• Le superfici lisce degli stampi metallici danno luogo a fusioni con una finitura superficiale di alta qualità, che può essere ulteriormente migliorata con una post-lavorazione minima.

3. Buone proprietà meccaniche:

• I componenti prodotti mediante fusione a gravità presentano in genere buone proprietà meccaniche, tra cui resistenza, durezza e resistenza alla fatica, grazie alla struttura a grana più fine ottenuta mediante solidificazione controllata.

4. Riutilizzabilità degli stampi:

• La stampi in metallo utilizzati nella fusione a gravità sono riutilizzabili per molti cicli, rendendoli convenienti per produzioni di volumi medi e alti.

5. Versatilità:

• Questo processo è adatto a un'ampia gamma di leghe di alluminio e consente la produzione di parti con diverse proprietà meccaniche, adatte ad applicazioni specifiche.

6. Efficienza materiale:

• La fusione a gravità genera meno rifiuti rispetto ad altri metodi di fusione, poiché il materiale in eccesso può spesso essere riciclato.

Applicazioni della fusione a gravità dell'alluminio

1. Industria automobilistica:

• La fusione a gravità è ampiamente utilizzata nel settore automobilistico per produrre componenti quali blocchi motore, testate dei cilindri, scatole del cambio e varie parti strutturali.

2. Aerospaziale:

• L'industria aerospaziale utilizza questo processo per produrre parti che richiedono elevati rapporti resistenza/peso, come staffe, alloggiamenti e altri componenti strutturali.

3. Elettrico ed elettronico:

• La fusione a gravità viene utilizzata per produrre involucri, dissipatori di calore e connettori che richiedono elevata precisione e buona conduttività termica.

4. Macchinario industriale:

• I componenti per pompe, compressori e altri macchinari industriali vengono spesso realizzati mediante fusione a gravità, poiché questo processo consente di produrre parti resistenti e precise.

5. Beni di consumo:

• Questo processo viene impiegato anche nella fabbricazione di vari prodotti di consumo, come pentole, utensili manuali e oggetti decorativi, in cui l'estetica e la durevolezza sono importanti.

Vantaggi rispetto ad altri metodi di fusione

1. Rispetto a Fusione di sabbia:

• La fusione a gravità offre una finitura superficiale e una precisione dimensionale migliori rispetto alla fusione in sabbia. Consente inoltre pareti più sottili e dettagli più intricati.

2. Rispetto alla pressofusione ad alta pressione:

• Mentre la pressofusione ad alta pressione è più rapida e più adatta alla produzione di grandi volumi, la pressofusione per gravità è meno costosa per volumi inferiori e produce parti con meno problemi di porosità, il che si traduce in migliori proprietà meccaniche.

3. Rispetto alla fusione a cera persa:

• La fusione a gravità è generalmente più economica e rapida della fusione a cera persa, soprattutto per pezzi di grandi dimensioni o per quelli che non richiedono l'estrema precisione offerta dalla fusione a cera persa.

Limiti

1. Costo iniziale degli utensili:

• Il costo iniziale per la realizzazione degli stampi metallici è relativamente elevato, il che rende la produzione in piccole serie meno economica.

2. Vincoli di progettazione:

• Poiché la forza di gravità è la forza motrice per il riempimento dello stampo, può essere difficile produrre forme complesse con pareti sottili o geometrie interne intricate senza difetti.

3. Controllo del raffreddamento e del restringimento:

• Un corretto raffreddamento e un controllo del restringimento sono essenziali per evitare difetti quali deformazioni, porosità o sollecitazioni interne nella fusione.

Conclusione

La fusione a gravità dell'alluminio è un processo versatile ed efficiente che offre risultati di alta qualità per un'ampia gamma di applicazioni, in particolare nei settori in cui resistenza, precisione e finitura superficiale sono essenziali. Sebbene presenti alcune limitazioni, in particolare in termini di costi iniziali di attrezzaggio e complessità di progettazione, i suoi vantaggi in termini di efficienza dei materiali, proprietà meccaniche e redditività complessiva lo rendono una scelta popolare in molti settori manifatturieri.