En la fabricación moderna, desde carcasas de transmisiones automotrices hasta carcasas de productos electrónicos de consumo, el Proceso de casting de die se erige como piedra angular para la producción de complejos, piezas metálicas de gran volumen. Transforma el metal fundido en componentes precisos mediante presión controlada., temperatura, y tiempo. Este artículo desglosa el flujo de trabajo completo de la fundición a presión., desde la preparación del molde hasta el posprocesamiento, destaca los puntos críticos de control de calidad, y resuelve desafíos de procesos comunes, ayudándole a dominar la tecnología para una producción confiable.
1. ¿Cuáles son las etapas centrales del proceso de fundición a presión??
El proceso de fundición a presión sigue un proceso lineal., Flujo de trabajo paso a paso con cinco etapas interconectadas.. Cada etapa impacta directamente en la calidad de la pieza final., y saltarse o apresurarse cualquier paso conduce a defectos. A continuación se muestra un desglose detallado con parámetros procesables.:
1.1 Escenario 1: Preparación de moho (Fundación de precisión)
Los moldes son el "modelo" de la fundición a presión: su diseño y depuración determinan la precisión de las piezas..
Tarea | Requisitos clave | Parámetros críticos | Objetivo |
Diseño de moldes | – Alineación de la superficie de partición (sin compensación >0.02milímetros)- Cálculo del sistema de compuerta (diámetro del bebedero principal: 8-15mm basado en el tamaño de la pieza)- Estructuras auxiliares (volumen de ranura de desbordamiento: 5-10% del volumen de la cavidad; profundidad de la ranura de escape: 0.05-0.1milímetros) | – Simulación de caudal: Asegúrese de que el líquido metálico llene la cavidad en 0,05-0,2 s.- ángulo de tiro: 1-3° para desmoldar fácilmente | Evite las turbulencias, gas atrapado, y daños por desmoldeo |
Selección del material del molde | Núcleo/cavidad del molde: Acero para moldes de trabajo en caliente H13 | Dureza de enfriamiento: CDH 48-52; Temperatura de templado: 550-600° C | Resistir a 100,000+ ciclos de fundición; Resiste la fatiga por calor |
Instalación de moldes & Depuración | – Fijar el molde en la platina de la máquina de fundición a presión (error de paralelismo <0.05mmm)- Mecanismo de expulsión de prueba (Precisión de carrera de la varilla de empuje: ± 0.1 mm)- Precalentar el molde | Temperatura de precalentamiento: 150-250° C (aleaciones de aluminio); 100-180° C (aleaciones de zinc) | Reducir la pérdida de temperatura del líquido metálico.; Mejorar la capacidad de llenado |
1.2 Escenario 2: Preparación de metales fundidos (Garantizar la calidad del material)
La mala calidad del metal arruina incluso el mejor molde; esta etapa se centra en la pureza y la fluidez..
Paso | Detalles de la operación | Parámetros clave | Control de calidad |
Derretimiento de materia prima | Pesar lingotes de metal. (P.EJ., aleación de aluminio A380) por receta; Fundir en horno de crisol | – Aleaciones de aluminio: 670-720° C- Aleaciones de zinc: 400-450° C- Aleaciones de magnesio: 650-700° C (protección de gas inerte) | Evite el sobrecalentamiento (provoca quema de aleaciones); Prevenir el subcalentamiento (reduce la fluidez) |
Refinación & Desgásico | Agregar agente refinador (P.EJ., hexacloroetano para aluminio); Use gas argón para revolver | – tiempo de refinamiento: 10-15mínimo- Caudal de argón: 5-10 l/min | Eliminar impurezas (contenido <0.1%); Reducir el contenido de gas (≤0,15 ml/100 g de metal) |
Monitoreo de calidad | – Seguimiento de temperatura en tiempo real (precisión del termómetro infrarrojo: ± 2 ° C)- Muestreo para composición química. (mediante espectrómetro de análisis espectral) | Garantizar el cumplimiento del grado de aleación (P.EJ., Si el contenido 7.5-9.5% para A380) | Evite la segregación de componentes; Prevenir la degradación del rendimiento |
1.3 Escenario 3: Llenado de inyección (Núcleo de fundición a presión)
This stage uses high pressure and speed to force metal into the mold—precision here eliminates internal defects.
1.3.1 Proceso de inyección de dos etapas (Estándar de la industria)
Injection Stage | Objetivo | Parámetros clave | Common Mistakes to Avoid |
Low-Speed Filling | Fill pressure chamber; Avoid metal splashing | Velocidad: 0.1-0.5 EM; Presión: 5-15MPA | Too fast → Air entrapment; Too slow → Metal solidifies early |
High-Speed Filling | Fill mold cavity quickly; Ensure complex features are formed | Velocidad: 2-8 EM (aleaciones de aluminio); 1-3 EM (aleaciones de zinc); Presión: 30-70MPA | Too slow → Incomplete filling; Too fast → Turbulence (causa porosidad) |
1.3.2 Aumentar & Tenencia
After cavity filling, apply boost pressure and hold to compensate for shrinkage:
- Boost pressure: 50-100MPA (más alto para piezas de paredes gruesas);
- tiempo de espera: 2-10s (depende del espesor de la pieza: +1s por 2 mm de espesor);
- Resultado: Eliminar la contracción interna; Asegurar la densidad de la pieza (≥98%).
1.4 Escenario 4: Apertura del molde & Extracción de parte (Evite daños secundarios)
El manejo cuidadoso evita la deformación de las piezas o los rayones en la superficie..
Operación | Métodos | Requisitos clave |
Apertura del molde | La máquina de fundición a presión aleja el molde en movimiento del molde fijo | Velocidad de apertura: 50-100 mm/s (lento primero, entonces rápido) |
Expulsión de piezas | El mecanismo de expulsión empuja la pieza hacia afuera (con pastel de puerta y corredores) | Fuerza de expulsión: Uniforme (Utilice múltiples varillas de empuje para piezas grandes.) |
Limpieza inicial | Retire la torta de la puerta y los corredores (manual para lotes pequeños; robótica para producción en masa) | Planitud de la superficie de corte: Ra ≤6,3μm |
1.5 Escenario 5: Postprocesamiento (Finalizar la calidad de la pieza)
Convierte piezas fundidas en bruto en piezas listas para el mercado; los detalles se encuentran en la Sección 2.
2. Cómo controlar la calidad en cada etapa del proceso de fundición a presión?
El control de calidad no es sólo un control final: está integrado en cada etapa. A continuación se muestra un sistema de garantía de calidad paso a paso.:
Etapa de fundición a presión | Artículo de control de calidad | Método de prueba | Estándares/Criterios de Aceptación |
Preparación de moho | Precisión del molde | Coordinar la máquina de medir (Cmm) | Tolerancia de la dimensión de la cavidad: IT8-IT10 |
metal fundido | Contenido de gas | Prueba de presión reducida (RPT) | ≤0,15 ml/100 g (aleaciones de aluminio) |
Llenado de inyección | Estabilidad del proceso de llenado | Sensores de presión + Sistema de adquisición de datos | Fluctuación de presión <± 5%; Fluctuación de velocidad <±10% |
Apertura del molde & Eliminación | Part Surface Quality | Inspección visual + Magnifying glass (10incógnita) | Sin grietas, cierres frios, or severe burrs |
Postprocesamiento | – Precisión dimensional- Internal Quality- Propiedades mecánicas | – Cmm- X-ray flaw detection- Prueba de tracción + Hardness test | – Tolerancia: ± 0.05 mm (key dimensions)- No internal porosity (ISO 17636-1 Nivel 2)- Resistencia a la tracción: ≥200MPa (A380 aluminum); Dureza: media pensión 80-100 |
3. ¿Cuáles son los defectos comunes del proceso de fundición a presión y sus soluciones??
Even with strict control, defects can occur—targeted solutions save time and material.
Tipo de defecto | Visual/Detected Characteristics | Causa principal | Soluciones prácticas |
Porosidad | Tiny air bubbles (visible via X-ray or surface pinholes) | – Trapped cavity gas- High metal liquid gas content- Fast filling speed | 1. Enlarge exhaust grooves (depth 0.1-0.15mm); 2. Extend degassing time to 15-20min; 3. Reduce high-speed filling speed by 10-20% |
Contracción | Depresiones en la superficie de la pieza o huecos internos. (La radiografía muestra áreas oscuras.) | – Presión de sobrealimentación insuficiente- Enfriamiento demasiado rápido (pérdida de calor local)- Tiempo de espera demasiado corto | 1. Aumentar la presión de sobrealimentación a 60-80MPa; 2. Agregue inserciones de enfriamiento en puntos calientes; 3. Ampliar el tiempo de espera en 2-3 segundos |
Cierre en frío | Costuras lineales en la superficie de la pieza. (capas de metal sin fusionar) | – Baja temperatura del líquido metálico- Velocidad de llenado lenta- Superficie del molde frío | 1. Aumentar la temperatura del metal entre 10 y 20 °C.; 2. Aumente la velocidad de llenado de alta velocidad 0.5-1 EM; 3. Comprobar el precalentamiento del molde (asegurar que no haya puntos fríos) |
Cepa de moho | Scratches or material adhesion on part surface | – Rough mold cavity (Real academia de bellas artes >0.8μm)- Failed release agent- High mold temperature | 1. Polish mold cavity to Ra ≤0.4μm; 2. Replace release agent (use water-based for aluminum); 3. Lower mold temperature by 20-30°C |
Grietas | Fine lines on part (especially at fillets) | – Small fillet radius (<1milímetros)- Enfriamiento desigual- Residual stress | 1. Optimize part design (fillet radius ≥2mm); 2. Balance mold cooling channels (flow rate difference <10%); 3. Add stress relief annealing (120-180°C for 2-4h) |
4. La perspectiva de Yigu Technology sobre el proceso de fundición a presión
En la tecnología yigu, we view the Proceso de casting de die as a “systematic precision chain”—each stage is linked, and a weak link ruins the whole part. Nuestros datos muestran 65% of defects come from ignoring early-stage controls (P.EJ., mold preheat or metal degassing) rather than post-processing fixes.
We recommend a “preventive control” approach: For automotive aluminum parts, we use AI to monitor injection pressure (real-time adjustment to ±2MPa) and mold temperature (maintain ±5°C stability); For consumer electronics zinc parts, we optimize gating systems to cut porosity rates to <0.5%. By integrating digital monitoring (P.EJ., IoT sensors for molten metal temperature) and mold life cycle management, we help clients reduce defect rates by 30% and extend mold service life by 20%.
5. Preguntas frecuentes: Preguntas comunes sobre el proceso de fundición a presión
Q1: ¿Cuál es la diferencia entre la fundición a alta presión? (HPDC) y fundición a baja presión (LPDC) en la etapa de inyección?
HPDC usa alta presión (30-100MPA) y velocidad (2-8 EM) for fast filling—ideal for thin-walled, partes complejas (P.EJ., trampas para el teléfono). LPDC usa baja presión (0.05-0.2MPA) and slow filling (gravity-assisted)—better for thick-walled, piezas de alta resistencia (P.EJ., culatas de motor) as it reduces porosity.
Q2: ¿Cuánto dura un molde típico de fundición a presión?, y como alargar su vida?
A standard H13 steel mold lasts 100,000-200,000 ciclos. Para extender la vida: 1. Clean mold cavity after every 500 ciclos (remove residue); 2. Evite el sobrecalentamiento (monitor mold temperature in real time); 3. Use mold maintenance oil (prevents rust during downtime); 4. Repair small scratches promptly (via laser cladding).
Q3: ¿Se puede utilizar el proceso de fundición a presión para metales de alto punto de fusión como el acero??
No. Steel’s melting point (1450-1510° C) exceeds the heat resistance of H13 mold steel (max working temperature ~600°C), causing rapid mold wear. Die casting is mainly for non-ferrous alloys (aluminio, zinc, magnesio) with melting points <800° C. Para piezas de acero, forging or sand casting is more suitable.