Che cos'è la fusione in stampo permanente?

La fusione in stampo permanente si riferisce al processo di fusione che utilizza uno stampo metallico speciale (stampo) per ricevere il metallo fuso liquido fuso. È adatto da produrregettiin grande quantità. Questo processo di colata è chiamato pressofusione del metallo o pressofusione per gravità, poiché il metallo entra nello stampo per gravità.

Rispetto alla fusione in sabbia, alla fusione in conchiglia o alla fusione a cera persa, in cui è necessario preparare uno stampo per ciascuna fusione, la fusione in stampo permanente potrebbe produrre i getti con gli stessi sistemi di stampaggio per ciascuna parte della fusione.

Il materiale dello stampo della colata permanente viene deciso considerando la temperatura di colata, le dimensioni della colata e la frequenza del ciclo di colata. Determinano il calore totale che deve essere sopportato dallo stampo. La ghisa grigia a grana fine è il materiale per stampi più generalmente utilizzato. Anche la ghisa legata, l'acciaio al carbonio e gli acciai legati (H11 e H14) vengono utilizzati per volumi molto grandi e pezzi di grandi dimensioni. Gli stampi in grafite possono essere utilizzati per la produzione di piccoli volumi di alluminio e magnesio. La durata dello stampo è inferiore per leghe con temperatura di fusione più elevata come rame o ghisa grigia.

Per realizzare eventuali porzioni cave, le anime vengono utilizzate anche nella fusione in staffa permanente. Le anime possono essere realizzate in metallo o sabbia. Quando si utilizzano nuclei di sabbia, il processo è chiamato stampaggio semipermanente. Inoltre, il nucleo metallico deve essere ritirato immediatamente dopo la solidificazione; in caso contrario la sua estrazione diventa difficoltosa a causa del ritiro. Per forme complicate, negli stampi permanenti vengono talvolta utilizzate anime metalliche pieghevoli (anima in più pezzi). Il loro utilizzo non è esteso a causa del fatto che è difficile posizionare in modo sicuro il nucleo in un unico pezzo e anche a causa delle variazioni dimensionali che possono verificarsi. Pertanto, con nuclei pieghevoli, il progettista deve fornire una tolleranza grossolana su queste dimensioni.

Nel normale ciclo di colata, la temperatura alla quale viene utilizzato lo stampo dipende dalla temperatura di colata, dalla frequenza del ciclo di colata, dal peso della colata, dalla forma della colata, dallo spessore della parete della colata, dallo spessore della parete dello stampo e dallo spessore del rivestimento dello stampo. Se la fusione viene eseguita con lo stampo freddo, è probabile che le prime fusioni subiscano errori di esecuzione finché lo stampo non raggiunge la temperatura operativa. Per evitare ciò, lo stampo deve essere preriscaldato alla temperatura di esercizio, preferibilmente in forno.

I materiali che normalmente vengono fusi in stampi permanenti sono leghe di alluminio, leghe di magnesio, leghe di rame, leghe di zinco e ghisa grigia. Il peso unitario di lancio varia da diversi grammi a 15 kg nella maggior parte dei materiali. Ma nel caso dell'alluminio si potrebbero produrre getti di grandi dimensioni con una massa fino a 350 kg o più. La colata in stampo permanente è particolarmente adatta alla produzione in grandi volumi di getti piccoli e semplici con spessore di parete uniforme e senza strutture complesse.

Vantaggi del processo di fusione in stampo permanente:
1. Grazie agli stampi metallici utilizzati, questo processo produce una fusione a grana fine con proprietà meccaniche superiori
2. Producono un'ottima finitura superficiale dell'ordine di 4 micron e un aspetto migliore
3. È possibile ottenere tolleranze dimensionali strette
4. È economico per la produzione su larga scala poiché la manodopera coinvolta nella preparazione dello stampo è ridotta
5. È possibile che si producano fori con nucleo piccolo rispetto alla fusione in sabbia
6. Gli inserti possono essere facilmente gettati in posizione

 

Confronto tra diversi processi di fusione
Elementi	Colata in sabbia	Colata in stampo permanente	Pressofusione	Colata di investimento	Colata in conchiglia legata chimicamente
Tolleranze dimensionali tipiche, pollici	± 0,010"	± 0,010"	± 0,001"	± 0,010"	± 0,005"
	± 0,030"	± 0,050"	± 0,015"	± 0,020"	± 0,015"
Costo relativo in quantità	Basso	Basso	Il più basso	Più alto	Medio alto
Costo relativo per un numero ridotto	Il più basso	Alto	Più alto	Medio	Medio alto
Peso di fusione consentito	Illimitato	100 libbre	75 libbre	Once a 100 libbre.	Conchiglia once. A 250 libbre. senza cottura 1/2 lb. - tonnellate
Sezione più sottile calcinabile, pollici	1/10"	1/8"	1/32"	1/16"	1/10"
Finitura superficiale relativa	Discreto a buono	Bene	Migliore	Molto bene	Guscio buono
Relativa facilità di fusione di progetti complessi	Discreto a buono	Giusto	Bene	Migliore	Bene
Relativa facilità nel modificare il design in produzione	Migliore	Povero	Più povero	Giusto	Giusto
Gamma di leghe colabili	illimitato	Preferibile base in alluminio e rame	È preferibile la base in alluminio	Illimitato	Illimitato