Lo stampo freddo è uno stampo riutilizzabile per colare il metallo. Può essere staccabile (composto da due parti) o meno (scuoti lo stampo). La pressofusione presenta numerosi vantaggi rispetto alla colata in conchiglia, ma ci sono anche alcuni svantaggi, ad esempio, quando si fonde la ghisa, i getti richiedono un trattamento termico aggiuntivo.
Vantaggi
Durante la formazione di un getto, c'è un intenso trasferimento di calore dal metallo fuso allo stampo. Ciò si traduce in una maggiore densità, migliori proprietà meccaniche del metallo, maggiore precisione, migliore struttura e minore rugosità rispetto ai getti in sabbia.
Anche il processo di colata dello stampo è diverso in quanto lo stampo in metallo (stampo freddo) può essere riutilizzato. È realizzato in materiale ad alta resistenza, grazie al quale la superficie di lavoro dello stampo viene eseguita in modo più accurato. Ciò migliora la qualità superficiale dei getti e, grazie all'elevata conduttività termica dello stampo, i getti si solidificano rapidamente.
Un altro vantaggio della pressofusione rispetto agli stampi in sabbia è che i getti risultanti sono meno lavorati meccanicamente e questo riduce il consumo di materiali di stampaggio.
Salute ed ecologia
Lo stampaggio a freddo aumenta la produttività del lavoro di 2-3 volte, a causa del processosono escluse le operazioni dispendiose in termini di tempo quali la preparazione dell'impasto, la pulitura e lo stampaggio dei prodotti. Poiché anche l'area di produzione sta diminuendo, i costi di riparazione e costruzione di nuove officine stanno diventando notevolmente inferiori.
Molte operazioni di lavoro non salutari vengono eliminate dal processo, come la rottura dello stampo, la pulizia della colata e la scheggiatura. Ciò contribuisce non solo a migliorare le condizioni di lavoro, ma anche a ridurre l'inquinamento ambientale.
Difetti
La produzione di uno stampo a freddo è piuttosto costosa a causa della complessità del processo stesso. Se sono presenti sottosquadri nei getti, il costo dello stampo aumenta per la necessità di complicare la progettazione: vengono utilizzati inserti, sabbia usa e getta e tondini di metallo spaccati.
La vita di uno stampo è determinata dal numero di getti di buona qualità che si possono ottenere in esso. La stabilità della forma determina la fattibilità economica del processo, soprattutto nel processo di fusione dell'acciaio e della ghisa. Aumentare la vita degli stampi è una delle principali sfide tecnologiche in quest'area di produzione.
A causa del rapido raffreddamento e ispessimento della massa fusa, è difficile ottenere prodotti lunghi con pareti sottili durante la colata in uno stampo. Questo fa sì che anche la ghisa acquisisca uno strato duro e sbiancato. La forma è malleabile, il che può portare a sollecitazioni e crepe nei getti. Quando si utilizzano anime in sabbia monouso, la precisione dei getti diminuisce, la rugosità superficiale aumenta nel punto di contatto con l'anima.
Fusioni di qualità
La colata e lo stampo interagiscono con alta efficienza. La colata si indurisce e si raffredda nello stampo in sabbia molto più a lungo che nello stampo, tuttavia, la riempibilità dello stampo in sabbia è generalmente migliore, il che rende più laborioso il processo di produzione mediante colata in stampo di getti non fluidi e impone anche restrizioni su tale parametri come la dimensione del getto e lo spessore minimo delle pareti. La pressofusione di alluminio (così come rame e altri metalli non ferrosi) è la più popolare in Russia.
Tuttavia, grazie al rapido raffreddamento, si può ottenere una struttura non porosa a grana fine, che aumenta non solo la resistenza, ma anche la duttilità del getto risultante. Nella fabbricazione di prodotti in ghisa mediante colata in conchiglia sorgono una serie di problemi: a causa della peculiare cristallizzazione nei getti, è possibile la formazione di carburi, eutettici ferrite-grafite. Ciò riduce la tenacità e la resistenza all'usura della ghisa. Lo strato superficiale sbiancato in tali getti è molto duro, per cui i prodotti sono adatti al taglio solo dopo il trattamento termico (ricottura), che elimina il freddo.
Struttura della forma
Lo stampo a freddo è, di regola, due semistampi che vengono fissati con fascette (perni), e immediatamente prima dell'inizio della colata del metallo fuso, i semistampi vengono fissati con fermi. I profitti alimentano il getto attraverso i cosiddetti sfiati e tappi di sfiato. Gli stampi in metallo senza funzione di connessione sono chiamati stampi per scuotimento.
Prima di versare, il piano di lavoro dello stampotrattato con uno strato di una sostanza che protegge lo stampo dallo shock termico da un forte aumento della temperatura. Questa misura impedisce anche il grippaggio del getto con lo stampo.
Acciaio e ghisa
La pressofusione di acciaio e ghisa avviene utilizzando quarzo in polvere, grafite, vetro d'acqua e argilla refrattaria come rivestimento refrattario. Prima della colata, lo stampo deve essere riscaldato ad una certa temperatura, che dipende dallo spessore della parete del getto e dalla lega utilizzata.
Il requisito principale che il materiale dello stampo deve soddisfare è la resistenza agli shock termici, inevitabile durante la colata di metallo fuso. Per la produzione di stampi vengono utilizzati ghisa grigia, ghisa sferoidale, acciaio strutturale, al carbonio e legato, nonché leghe di rame e alluminio.
Stampo freddo foderato
Questo è un tipo di tecnologia che combina i vantaggi del guscio e della pressofusione, mentre gli svantaggi di entrambi i metodi vengono attenuati. Questa tecnologia è caratterizzata non solo dalla resistenza alla fessurazione, ma anche dalla duttilità, che consente di produrre getti di alta precisione e, rispetto alla colata in conchiglia, il costoso materiale di stampaggio viene consumato in modo minimo.
Lo stampo in metallo rivestito viene realizzato riempiendo lo spazio tra il modello in metallo della colata e la superficie interna dello stampo. I metodi di sabbiatura e gelatina più comunemente usati. Per il riempimento viene presa una miscela sabbia-resina, in cui il legante è resina fenolo-formaldeide (2-2,6%) eurotropina (circa il 10% in peso), nonché composti autoindurenti (legante - vetro liquido) e ceramici (legante - silicato di etile). Lo stampo a freddo e il modello di colata, avendo una temperatura di 200 gradi, trasferiscono il calore dell'impasto, che indurisce e forma uno strato di rivestimento di 3-5 mm di spessore. Per realizzare cavità nei getti vengono utilizzate aste ordinarie o a conchiglia.
Processo di casting
Lo stampo freddo, ricoperto da uno strato di materiale refrattario, si riscalda. La temperatura di esercizio deve essere di almeno duecento gradi, ma dipende non solo dalla lega utilizzata per la colata, ma anche dalle dimensioni del getto, dallo spessore della sua parete e dalle proprietà che gli vengono richieste. Dopo il riscaldamento, è possibile installare nello stampo aste, ceramica o sabbia, se ciò, ovviamente, è richiesto secondo il piano di colata, quindi le metà dello stampo vengono collegate e bloccate saldamente con speciali morsetti. Se la colata avviene in una macchina per stampi, viene utilizzato il suo meccanismo di bloccaggio dello stampo. Dopo queste misure preparatorie, il metallo fuso può essere versato nello stampo freddo.
Quando il getto ha già acquisito una certa resistenza, le barre di metallo possono essere parzialmente rimosse da esso. Ciò facilita successivamente la rimozione definitiva delle anime dai getti grazie alla riduzione della pressione su di esse da parte del metallo solidificante.
Dopo che la colata si è raffreddata alla temperatura desiderata, lo stampo può essere aperto. In questa fase, le barre metalliche vengono rimosse e i getti vengono estratti dallo stampo. I nuclei di sabbia vengono eliminati, i profitti, i riser e le materozzevengono interrotti e viene eseguito il controllo di qualità del prodotto, dopodiché l'intero processo può essere ripetuto.
Prima di eseguire un nuovo getto, il piano di troncatura e la superficie dello stampo vengono attentamente esaminati. La composizione refrattaria viene applicata una o due volte per turno, tuttavia, in caso di delaminazione dal piano di lavoro, è necessario ripristinare lo strato. Se il prodotto è a parete sottile, lo stampo viene fortemente raffreddato; se la colata in corso di realizzazione era sufficientemente massiccia, lo stampo potrebbe riscaldarsi al di sopra della temperatura di esercizio, quindi vengono utilizzati sistemi di raffreddamento appositamente previsti, in modo che lo stampo venga comunque raffreddato prima della successiva colata.
La colata a freddo non comporta azioni complesse e dispendiose in termini di tempo, ad eccezione del processo di raffreddamento del getto alla temperatura desiderata. La maggior parte delle operazioni può essere eseguita automaticamente dalle macchine, che è uno dei vantaggi importanti del metodo, ma la cosa principale è che lo stampo non è una forma una tantum.
