La fosa per gravetat, també coneguda com a fosa de motlle permanent, i la fosa de sorra són dos processos de fosa de metalls comuns utilitzats en innombrables indústries. Tots dos impliquen abocar metall fos en una cavitat del motlle per formar la forma de peça desitjada. Tanmateix, els tipus de motlle i les aplicacions òptimes difereixen significativament entre la gravetat i la fosa de sorra. Aquí comparem aquests dos mètodes de càsting en set aspectes clau:
1. Alta qualitat i acabat estètic
- La fosa per gravetat pot aconseguir excel·lents acabats superficials fins a valors RMS de 63 micres o menys. L'alta conductivitat tèrmica dels motlles metàl·lics permet una solidificació ràpida amb una turbulència mínima.
- La fosa de sorra té uns acabats més gruixuts al voltant de 200-500 micres RMS a causa de la rugositat del motlle i un refredament més lent a la sorra. Tanmateix, encara pot aconseguir superfícies llises adequades per a moltes aplicacions.
- Per als productes on l'aspecte és crític, s'afavoreix el fos per gravetat. El procés pot emetre logotips i dissenys detallats amb una bona precisió de replicació.
- El control tèrmic dels motlles permanents també permet una bona consistència del color per als components de metall fos.
2. Capacitat per produir peces grans
- Tant els mètodes de gravetat com de sorra poden produir peces de fosa molt grans que pesen diverses tones. Les capacitats de mida es redueixen a l'equip d'emmotllament i a la manipulació del metall a la foneria.
- Per a la fosa per gravetat, els motlles més grans requereixen una barrera i una pujada més complexa per garantir un lliurament de metall adequat. El model de sorra té més flexibilitat en aquest sentit.
- A Xina Welong, hem produït peces de fosa de ferro de més de 50 tones utilitzant processos tant per gravetat com amb sorra. Si us plau, consulta les nostres capacitats!
3. Flexibilitat per a lots de baix volum
- La fosa de sorra és extremadament flexible, capaç de gestionar prototips individuals fins a petites sèries de producció d'1,000 unitats de manera rendible. La fabricació de motlles es repeteix per a cada cicle de colada.
- La fosa per gravetat té uns costos d'eines inicials més elevats per als motlles permanents mecanitzats. Això equilibra bé per a volums de producció mitjans a alts de 500 unitats o més.
- Per a lots ocasionals de tirades curtes entre cicles de producció, les rodes de gravetat utilitzen patrons de placa de joc menys costosos en lloc de motlles mecanitzats per estalviar costos d'eines.
4. Precisió dimensional i acabat superficial
- La fosa per gravetat ofereix una millor precisió dimensional i repetibilitat que la fosa de sorra, amb toleràncies habitualment de ±0,5% o millor. Els motlles permanents conserven les seves dimensions amb l'ús repetit.
- La fosa de sorra estàndard té precisions inferiors al voltant del ±2% de tolerància a causa de la degradació gradual dels motlles de sorra durant el cicle tèrmic. Tanmateix, les sorres unides químicament poden apropar-se a la precisió de la fosa per gravetat.
- L'excel·lent conductivitat tèrmica dels motlles de fosa per gravetat de metall també produeix microestructures més fines i propietats mecàniques millorades en comparació amb la fosa de sorra.
5. Propietats mecàniques millorades
- La ràpida solidificació del metall en els motlles permanents de fosa per gravetat dóna lloc a estructures de gra més fins amb major resistència i ductilitat. Els aliatges es poden adaptar a les especificacions.
- La fosa de sorra es refreda més lentament, produint microestructures més gruixudes. Els valors de resistència són un 10-30% inferiors als de la mateixa fosa per gravetat d'aliatge, tot i que encara són adequats per a moltes aplicacions.
- Es poden aplicar tractaments tèrmics posteriors a la fosa per millorar certes propietats segons sigui necessari tant per a la gravetat com per a la sorra.
6. Velocitat de producció
- Per a volums elevats, la fosa per gravetat proporciona temps de cicle i rendiment més ràpids que la fosa de sorra, a causa dels motlles permanents preparats per utilitzar. L'automatització total és més fàcil d'implementar
- La fosa de sorra és intermitent, i requereix la preparació del motlle per a cada cicle de colada. Tanmateix, per a lots petits, el temps de fabricació del motlle és insignificant.
- Per a prototips i volums baixos inferiors a 1,000 unitats, la fosa de sorra proporciona un lliurament més ràpid amb costos inicials d'eines més baixos.
7. Cost-Competitivitat
- La fosa per gravetat comporta uns costos d'eines més elevats per als matrius d'emmotllament permanent mecanitzats. No obstant això, el cost per part als volums de producció és molt competitiu.
- La fosa de sorra té uns costos d'eines mínims per als patrons de fusta o metall, el que el fa ideal per a prototips mitjançant lots petits. Per a volums més alts, els costos laborals són menys competitius en comparació amb la gravetat o la fosa a pressió.
- Per a peces de fosa de geometria complexa, l'emmotllament de sorra és sovint el procés més rendible. L'emmotllament permanent requereix unes portes i unes elevacions més complexes.
En resum, la fosa de sorra ofereix una flexibilitat inigualable en termes de metalls, volums i cost. Però per a tirades de producció mitjanes i altes, la fosa per gravetat ofereix una precisió, un acabat superficial i propietats millorats. Us donem la benvinguda a consultes sobre les vostres necessitats úniques de càsting, poseu-vos en contacte amb nosaltres a info@welongpost.com!
Referències:
Qiao, X., Zhao, J., Liu, Y., Chen, X. i Li, H. (2020). Diferències en l'estat de fosa i la microestructura tractada tèrmicament i el comportament a la corrosió de l'aliatge Al-Mg-Si-Cu produït per fosa de sorra per gravetat i baixa pressió. Metalls, 10(4), 462.
He, X., Hao, L., Luo, H., Chen, J., Zhong, Y. i Jiang, Z. (2020). Desenvolupament d'un sistema robòtic de preparació de sorra per a peces de fosa de petits lots. Materials, 13(24), 5748.
Souza, JP, Alves, JL, Reis, DAP, Spinelli, D., Cheung, N. i Garcia, A. (2021). Efecte del tractament tèrmic sobre la duresa i la microestructura dels blocs de ferro colat blanc ASTM A532. Materials, 14(9), 2388.
Yuan, C., Liu, Z., Wu, B. i Jiang, J. (2019). Diagnòstic intel·ligent de defectes de fosa basat en l'aprenentatge automàtic i el reconeixement d'imatges. Journal of Intelligent Manufacturing, 30(3), 1193-1205.
Qian, L., Han, Q., Li, W., Sun, H., Zhao, Y. i Zhao, J. (2022). Efecte dels paràmetres del procés sobre la microestructura i les propietats mecàniques de l'acer inoxidable 17-4PH mitjançant la fosa centrífuga horitzontal. Metalls, 12(1), 55.
Zhang, P., Xie, J., Liu, Z., Fu, P. i Peng, Y. (2022). Efectes dels paràmetres del procés sobre la microestructura i les propietats mecàniques de l'aliatge d'alumini ZL101 de fosa en sorra. Metalls, 12(1), 152.
Xu, L., Jing, L., Zhang, M., Zhao, J., Zhang, L. i Jia, Z. (2019). Simulació numèrica de la dinàmica del front metàl·lic i la corresponent investigació experimental sobre fosa centrífuga horitzontal. Metalls, 9(2), 172.