What is Die Casting
La fosa de matrius és un procés de fabricació que s’utilitza per produir peces metàl·liques amb una precisió dimensional d’alta dimensió i acabat superficial. Es tracta de forçar el metall fos a una cavitat de motlle a alta pressió. La cavitat del motlle està creada per dos morts d’acer endurit que es mecanitzen en la forma desitjada.
El procés comença amb la fusió del metall, normalment alumini, zinc o magnesi, en un forn. El metall fos s’injecta al motlle a alta pressió mitjançant una premsa hidràulica. El metall es solidifica ràpidament dins del motlle i s’obren les dues meitats del motlle per alliberar la part acabada.
La fosa de matrius s’utilitza àmpliament per produir peces amb formes complexes i parets primes, com ara blocs de motor, carcasses de transmissió i diversos components d’automoció i aeroespacial. El procés també és popular en la producció de béns de consum, com ara joguines, estris de cuina i electrònica.
Colada a pressió
El repartiment de matrius és un procés força especialitzat que s'ha desenvolupat més predominantment al segle XX. El procés bàsic consta de: el metall fos s’aboca/s’injecta en un motlle d’acer i mitjançant alta velocitat, pressió constant i intensificadora (en fosa de matrius a pressió) i refredar el metall fos solidifica per formar una fosa sòlida. Normalment, el procés en si només triga uns segons i és una forma ràpida de formar un producte metàl·lic a partir de la matèria primera. La fosa de matrius s’adapta a materials com ara llauna, plom, zinc, alumini, magnesi a aliatges de coure i fins i tot aliatges de ferro com l’acer inoxidable. Els principals aliatges utilitzats avui en el càsting a pressió són alumini, zinc i magnesi. Des de les primeres màquines de llançament de matrius que es van orientar en orientació vertical fins a l’ara estàndard comú d’orientació i funcionament horitzontals, quatre etapes de tensió de barres de lligam i etapes de procés controlat per ordinador que el procés ha avançat al llarg dels anys.
La indústria s’ha convertit en una màquina de fabricació mundial, fent components per a diverses aplicacions, moltes de les quals seran a l’abast de les que l’aplicació de productes de les colades de matrius és tan diversa.
Beneficis de la matriu de pressió
Alguns dels avantatges de la colada d’alta pressió:
• El procés s’adapta a la producció d’alt volum.
• Produir colades força complexes ràpidament en comparació amb altres processos de formació de metalls (per exemple, mecanitzat).
• Components d’alta resistència produïts en la condició de colada (subjecte al disseny de components).
• Repetibilitat dimensional.
• Seccions de paret fina possibles (per exemple, 1-2,5 mm).
• Bona tolerància lineal (per exemple, 2mm/m).
• Bon acabat superficial (per exemple, 0,5-3 µm).
El procés de colada de matrius de pressió de la cambra calenta consisteix en la fusió del lingot metàl·lic dins d’un forn situat a prop/integral de la meitat fixa de la màquina de fosa i la injecció de metall fos mitjançant un pistó submergit directament a través del coll de botí i la boquilla i a l’eina de matriu. El coll de botí i el boix requereixen escalfament per evitar la congelació del metall abans que arribi a la cavitat de la matriu, tot el que es produeix el l'element metàl·lic de calefacció i fos d'aquest procés és d'on prové la cambra calenta de designació. El pes de la colada està dictat per l’ictus, la longitud i el diàmetre del pistó, així com la mida de la màniga/cambra i la boquilla també té un paper que s’ha de considerar en el disseny de la matriu. Una vegada que el metall s’ha solidificat a la cavitat de la matriu (només triga uns segons), la mitja placa mòbil de la màquina de la qual es fixa la meitat en moviment de la matriu i s’obre la colada de la cara i s’elimina de l’eina. Les cares de matrius es lubriquen mitjançant un sistema de polvorització, la matriu es tanca i el procés torna a ciclar.
A causa d'aquest sistema d'injecció metàl·lic "tancat" i un mínim moviment mecànic de la colada de cambra calenta pot proporcionar millors economies per a la producció. L’aliatge de metall de zinc s’utilitza principalment en la colada de pressió de la cambra calenta, que té un punt de fusió força baix que ofereix més avantatges per a un desgast baix en màquines (pot, collet, màniga, pistó, boquilla) i també un desgast baix en eines de matriu (de manera que la vida de l’eina més llarga en comparació amb les eines de colada d’alumini - subjectes a l’acceptació de la qualitat de la colada).
El nom de la cambra freda prové del procés de metall fos que s’aboca en una cambra freda/màniga de tir que s’uneix a través de la placa fixa a la part posterior de l’eina fixa. Els forns de retenció/fusió de metalls de fosa es troben normalment tan a prop com és pràctic a l’extrem de tir de la màquina de fosa de matrius de manera que un operador manual o un cullerat automàtic pot extreure el metall fos necessari per a cada tret/cicle amb un cicle i abocar el metall fos en un forat que s’aboca dins de la màniga/disparador. Una punta de pistó (que és una part portable i substituïble, precisió mecanitzada al diàmetre interior de la màniga de tir amb una quantitat d’expansió tèrmica) connectada a la memòria RAM de la màquina empeny el metall fos a través de la cambra de tir i a la cavitat de la matriu. La màquina de colada de matrius quan se li faci una primera etapa per empènyer el metall fos per davant del forat que hi ha a la màniga. Es produeixen més etapes sota augment de les pressions hidràuliques de la memòria RAM per injectar el metall fos a la cavitat de la matriu. Tot el procés triga segons, la pressió ràpida i intensificada, així com la caiguda de la temperatura del metall, fa que el metall es solidifiqui a la cavitat de la matriu. La mitja placa mòbil de la màquina de fosa de matrius s’obre (de la qual es fixa la meitat en moviment de l’eina de matriu) i expulsa el llançament solidificat de la cara de matriu de l’eina. S'elimina la colada, les cares de matrius es lubricen amb un sistema de polvorització i es repeteix el cicle.
Les màquines de cambra freda s’adapten a la fosa d’alumini, les peces a la màquina (màniga de tir, punta de pistó) es poden substituir amb el pas del temps, les mànigues es poden tractar metàl·liques per augmentar la seva durabilitat. L’aliatge d’alumini es fon en un gresol ceràmic a causa del punt de fusió relativament elevat d’alumini i la necessitat de reduir el risc de recollida de ferro que suposa un risc dins dels gruces ferroses. Com que l'alumini és un aliatge de metall relativament lleuger, ofereix colada de fosa de grans i fortes o on es requereix una major força i lleugeresa en les foses.
