Introduction au processus de casting de pure

La coulée de matrice est une technologie de fabrication efficace dans laquelle le métal fondu est injecté dans un moule sous haute pression et rapidement refroidi pour former la forme ‌. Le processus central comprend six étapes: conception de moisissure, fusion, moulage, refroidissement, démoullage et post-traitement. Parmi eux, la conception des moisissures et le contrôle de la pression ont un impact significatif sur la qualité du produit fini ‌. Les pièces moulées produites par ce processus présentent une finition de surface élevée et conviennent aux structures à parois minces et complexes, ce qui les rend particulièrement adaptées à la production de masse.

1. Principes de base et caractéristiques du processus de moulage de la matrice

Principe central: sous l'action de la haute pression (généralement des dizaines à des centaines de mégapascals), le métal liquide ou semi-liquide remplit la cavité du moule à une vitesse extrêmement élevée (généralement 30 à 80 m / s) et se solidifie et se forme sous haute pression.

Caractéristiques principales:

（1） Haute efficacité et productivité élevée: le cycle de casting de la matrice est extrêmement court, allant de dizaines de secondes à plusieurs minutes, ce qui le rend très adapté à la production par lots à grande échelle.

（2） Précision dimensionnelle élevée et finition de surface: les pièces moulées ont de petites tolérances dimensionnelles et une bonne qualité de surface (RA 1,6-3,2 μm), et peuvent généralement être utilisées directement avec un traitement peu ou pas mécanique requis.

（3） Résistance à la coulée élevée: En raison d'une solidification rapide sous haute pression, la structure de coulée est dense, les grains sont bien et il a une résistance mécanique relativement élevée (la résistance à la traction est d'environ 25% à 30% plus élevée que celle de la coulée de sable).

（4） Capable de fabriquer des pièces complexes à parois minces: le remplissage à haute pression garantit une excellente fluidité du métal fondu, permettant la production de pièces moulées avec des formes extrêmement complexes et des épaisseurs de paroi très minces (aussi minces que 0,5 mm).

（5） Insérer la coulée: il est facile de placer des pièces composées d'autres matériaux (tels que les isolateurs, les bagues, les bagues de filetage, etc.) dans le moule, puis les mouiller ensemble pour former des assemblages.

Limites:

（1） Coût élevé des équipements et des moules: les machines à mourir et la fabrication de moisissures sont extrêmement coûteuses et ne conviennent que pour que la production de masse répartit les coûts.

（2） Limitations des matériaux: Il est principalement utilisé pour les alliages non ferreux tels que le zinc, l'aluminium, le magnésium et le cuivre, et est rarement utilisé pour la fonte et l'acier en cas de dépérissement.

（3） Présence de pores: lors de la garniture à grande vitesse, l'air dans la cavité est difficile à être complètement libéré, ce qui conduit facilement à la formation de pores à l'intérieur de la coulée. Généralement, le traitement thermique (pour éviter les cloques de surface causés par l'expansion du gaz) et le soudage ne peuvent pas être effectués.

（4） Taille des pièces limitées: restreinte par le tonnage de la force de serrage de la machine à mourir.

2. Types principaux de processus de coulée de matrice

Le moulage de la matrice est principalement divisé en deux catégories en fonction des différences de systèmes d'injection:

（1） Coulage de la mamelle chaude

• Principe de travail: Le mécanisme d'injection (col en boule, punch, etc.) est directement immergé dans la fournaise en métal fondu. Pendant l'injection, la machine utilise une pression hydraulique pour pousser le punch, poussant le métal fondu à travers le col en cyclospère et la buse dans le moule.

• Avantages: vitesse du cycle rapide (environ 1 000 fois ou plus par heure), une efficacité extrêmement élevée; Moins de perte de métal; Le processus est simple et facile à automatiser.

• Inconvénient: le mécanisme d'injection est sujet à la corrosion lorsqu'il est constamment immergé dans du métal fondu.

• Matériaux applicables: principalement adaptés aux alliages à faible point de fusion, tels que le zinc, l'étain, le plomb, etc. Il est parfois également utilisé pour la mise en casse en alliage de petit magnésium.

• Exemples d'application: jouets, fermetures à glissière, engrenages, petits ornements, petites pièces de quincaillerie.

（2） Coulage de la mamelle de chambre froide

• Principe de travail: la fournaise est séparée du mécanisme d'injection. Tout d'abord, une certaine quantité de métal fondu est ramassée du four avec une cuillère et versée dans le manchon d'injection (chambre froide). Ensuite, la machine utilise un punch à haute pression pour pousser le métal fondu dans le moule.

• Avantages: il évite le contact prolongé entre le système d'injection et le métal fondu à haute température.

• Inconvénient: le temps de cycle est plus lent que celui de la moulage de la chambre chaude; Il existe une possibilité de perte de chaleur et d'oxydation pendant le processus de transfert du métal fondu.

• Matériaux applicables: principalement adaptés aux alliages à pointe à haut pointage, tels que les alliages en aluminium, les alliages de cuivre et les alliages de magnésium. La grande majorité des castings en alliage en aluminium sont produits par cette méthode.

• Exemples d'application: blocs moteurs des automobiles, caisses de transmission, roues en alliage en aluminium, enclos électriques, boîtiers de pompe à eau.

3. Débit de procédé de moulage (Prendre un moulage de la chambre froide comme exemple)

（1） Préparation et pulvérisation du moule: nettoyez le moule, fermez le moule et pulvérissez l'agent de libération du moule (qui a à la fois des fonctions de lubrification et de refroidissement) à la surface de la cavité.

（2） Clôture et versement de moisissures: Le moule est verrouillé sous haute pression, et le métal fondu mesuré avec précision est versé dans le manchon d'injection à l'aide d'une machine à verser automatique ou manuellement.

（3） Injection: La machine à mourir la dépérisation pousse le punch en deux étapes:

• Injection lente: le punch progresse lentement, poussant le métal fondu vers la porte du moule et expulsant le gaz à l'intérieur du manchon.

• Injection à grande vitesse: le punch est poussé à une vitesse extrêmement élevée, et le métal fondu remplit toute la cavité à haute vitesse sous haute pression.

（4） Tenue de pression et refroidissement: Une fois l'injection terminée, le coup de poing maintient la pression (maintien de la pression), permettant au métal de se contracter et de se solidifier sous pression.

（5） Ouverture et éjection du moule: Une fois la coulée se solidifie, le moule est ouvert et le mécanisme de la broche d'éjection pousse la coulée hors du moule.

（6） Post-traitement: retirer la coulée, couper le système de déclenchement et le système de débordement (gâteau, coureur, flash, sac de scories, etc.) et effectuer un traitement débururant, polissage et surface si nécessaire.

4. Champs d'application principaux de la coulée de matrice

Les castings de moules ont presque imprégné tous les aspects de l'industrie moderne.

La sélection des champs d'application pour les processus de casting de dépérissement est principalement basée sur l'équilibre des facteurs suivants:

(1) Taille du lot de production: il doit être suffisamment grand pour répartir le coût élevé de la moisissure.

(2) Partie de complexité: plus la forme est complexe et plus le degré d'intégration est élevé, plus les avantages de la mise en service deviennent évidents.

(3) Exigences matérielles: principalement applicables aux alliages non ferreux tels que l'aluminium, le zinc, le magnésium et le cuivre.

(4) Exigences de performance: pour les pièces à haute résistance et aux exigences de forte densité (pas de porosité), des processus de dédouage plus avancés doivent être adoptés.

5. Conclusion

La coulée de matrice est un processus de fabrication très efficace et précis en forme de quart, et c'est une technologie de pierre angulaire indispensable dans la fabrication moderne à grande échelle, en particulier dans les industries automobiles et 3C. Dans le contexte de la poursuite d'une conception légère et intégrée, son statut devient de plus en plus important.