Molde de fundição injectada: O guia completo para ferramentas de metal de alta pressão

Palavra-chave: Molde de fundição injectada

 

 

Ao contrário da moldagem por injeção de plástico, uma molde de fundição injectada devem resistir a temperaturas de metal fundido superiores a 650°C e a pressões de injeção até 10.000 PSI. O molde de fundição injectada é uma ferramenta de precisão que molda metais não ferrosos (alumínio, zinco, magnésio, ligas de cobre) em componentes de forma quase líquida para aplicações automóveis, aeroespaciais, electrónicas e industriais. Em PartsMastery, A nossa empresa concebe e fabrica produtos de elevado desempenho molde de fundição injectada ferramentas que proporcionam milhares a milhões de disparos com uma estabilidade dimensional rigorosa.

Este guia completo explica o que é um molde de fundição injectada é, como difere dos moldes de plástico, os princípios críticos de conceção e como selecionar o tipo de aço adequado para a sua aplicação.

1. O que é um molde de fundição injectada?

A molde de fundição injectada (frequentemente designada por matriz) é uma ferramenta de duas partes feita de aço especializado para ferramentas de trabalho a quente. A molde de fundição injectada consiste numa metade de cobertura fixa (estacionária) e uma metade de ejetor (móvel). O metal fundido é injetado a alta velocidade (30-100 m/s) e a alta pressão (1.500-10.000 PSI) na molde de fundição injectada cavidade. O metal solidifica-se em milissegundos ou segundos, e a molde de fundição injectada abre-se para ejetar a peça metálica acabada.

Ao contrário dos moldes de plástico que fazem ciclos a 20-200°C, um molde de fundição injectada funciona a uma temperatura de superfície de 150-350°C com metal fundido a 620-680°C (alumínio) ou 380-420°C (zinco). O choque térmico é o principal inimigo de qualquer molde de fundição injectada. Uma conceção deficiente ou uma manutenção incorrecta molde de fundição injectada desenvolverá um controlo térmico - uma rede de fendas finas na superfície que se transferem para todas as peças fundidas.

2. Tipos de moldes de fundição injectada

A conceção do seu molde de fundição injectada depende do processo e da complexidade da peça:

Molde de fundição injectada de câmara quente:
Utilizado para ligas de baixo ponto de fusão (zinco, magnésio, chumbo). O mecanismo de injeção é submerso em metal fundido. O molde de fundição injectada enche diretamente através de um pescoço de ganso. Câmara quente molde de fundição injectada As ferramentas de ciclo mais rápido (até 2.000 disparos por hora) mas requerem aço resistente à corrosão.

Molde de fundição injetada de câmara fria:
Utilizado para ligas com elevado ponto de fusão (alumínio, latão, cobre). O metal fundido é colocado numa manga de injeção e, em seguida, um pistão hidráulico força-o para dentro da molde de fundição injectada. Câmara de frio molde de fundição injectada As ferramentas sofrem os choques térmicos mais graves e requerem aço de qualidade superior H-13 ou H-11.

Molde de fundição injetada Multi-Slide:
Um especialista molde de fundição injectada com quatro lâminas móveis para peças complexas e de paredes finas, como conectores electrónicos ou ferragens decorativas. Multi-lâminas molde de fundição injectada são mais pequenas mas mais complexas do que as ferramentas convencionais.

3. Diferenças críticas: Molde de fundição injectada vs. Molde de plástico

4. Materiais utilizados nos moldes de fundição injectada

O molde de fundição injectada O aço deve resistir à fadiga térmica, à erosão e ao controlo térmico:

Aço para ferramentas H-13 (46-50 HRC):
A norma do sector molde de fundição injectada material para alumínio e magnésio. O H-13 oferece uma excelente resistência ao controlo térmico e à fadiga térmica. Um H-13 corretamente tratado termicamente molde de fundição injectada pode produzir 50.000-150.000 disparos antes de necessitar de ser renovado.

Aço para ferramentas H-11 (46-50 HRC):
Semelhante ao H-13 mas com uma tenacidade ligeiramente superior. H-11 molde de fundição injectada são preferidas para peças de zinco e pequenas peças de alumínio onde a resistência ao impacto é crítica.

DIEVAR (Uddeholm):
Um prémio molde de fundição injectada aço com maior resistência à fadiga térmica. DIEVAR molde de fundição injectada As ferramentas duram 30-50% mais do que as H-13, particularmente para peças complexas de automóveis. Custo mais elevado, mas menor custo por disparo.

QRO-90 (Böhler):
Um desempenho elevado molde de fundição injectada aço com excelente resistência a altas temperaturas. O QRO-90 resiste à erosão do fluxo de alumínio de alta velocidade, especialmente em portões e núcleos.

H13 com nitruração:
Muitos molde de fundição injectada As ferramentas recebem uma camada de superfície nitretada (0,1-0,3 mm de espessura, 65-70 HRC). A nitruração melhora a resistência ao desgaste, mas pode causar fissuras na superfície se a molde de fundição injectada o núcleo não é tratado termicamente de forma correta.

5. Elementos críticos do projeto de um molde de fundição injectada

Um êxito molde de fundição injectada incorpora várias caraterísticas exclusivas da fundição de metais:

Sistema de portões e corredores:
O molde de fundição injectada A comporta metálica é o local onde o metal fundido entra na cavidade. Ao contrário do plástico, as comportas metálicas devem ser concebidas para um fluxo turbulento (que é inevitável), minimizando o aprisionamento de ar. Típico molde de fundição injectada Os portões têm 1-3 mm de espessura e 10-50 mm de largura. As portas em leque e as portas tangenciais são comuns.

Poços de transbordo:
A molde de fundição injectada inclui poços de transbordo - pequenas bolsas no final do enchimento que retêm o primeiro metal (que contém óxidos e ar). Os transbordos melhoram o enchimento da cavidade e são cortados após a fundição. Um projeto bem concebido molde de fundição injectada tem um volume de extravasamento igual a 10-30% do volume da peça.

Ventilação:
Ar no molde de fundição injectada deve escapar mais rapidamente do que o metal entra. As profundidades de ventilação são 0,05-0,15 mm mais profundas do que nos moldes de plástico. Os sistemas de assistência ao vácuo são comuns em moldes de alta qualidade molde de fundição injectada ferramentas para obter peças fundidas sem porosidade.

Canais de arrefecimento:
A molde de fundição injectada requer um arrefecimento agressivo para remover o calor do metal fundido. Os canais de arrefecimento são colocados a 10-15 mm da superfície da cavidade. Os caudais de água são elevados (5-15 L/min por canal). Análise térmica do molde de fundição injectada é essencial para evitar pontos quentes.

Sistema de ejetor:
Pinos ejectores num molde de fundição injectada são maiores (6-12 mm de diâmetro) e mais numerosos do que nos moldes de plástico, porque as peças de metal encolhem firmemente nos núcleos. O molde de fundição injectada A placa ejectora deve aplicar uma força elevada (50-200 toneladas).

Linha de despedida:
O molde de fundição injectada A linha de separação deve ser perfeitamente plana e paralela. Qualquer desfasamento causa flashes (aletas metálicas finas). Típico molde de fundição injectada A planicidade da linha de separação é de 0,02 mm em 300 mm.

6. O processo de fabrico de moldes de fundição injetada

Construir uma precisão molde de fundição injectada requer tratamento térmico e maquinação especializados:

1. Seleção do aço e desbaste:
O molde de fundição injectada O bloco é cortado a partir de H-13 recozido ou DIEVAR. A maquinagem grosseira remove 70-80% de material.

2. Tratamento térmico:
O molde de fundição injectada é tratado termicamente no vácuo até 46-50 HRC e depois duplamente temperado a 550-600°C. O tratamento térmico correto é fundamental - não é garantido molde de fundição injectada o aço aquecerá rapidamente.

3. Maquinação de acabamento:
O endurecido molde de fundição injectada é maquinada no acabamento com ferramentas de metal duro. O EDM é utilizado para nervuras profundas, núcleos e caraterísticas complexas.

4. Acabamento de superfícies:
O molde de fundição injectada A cavidade é polida de acordo com o SPI A-2 ou B-1. O polimento remove a camada refundida por EDM e reduz a concentração de tensões térmicas.

5. Perfuração do canal de arrefecimento:
A perfuração profunda cria canais de arrefecimento a menos de 10 mm da molde de fundição injectada cavidade. A perfuração cruzada e os deflectores direcionam o líquido de refrigeração para zonas específicas.

6. Revestimento (facultativo):
Prémio molde de fundição injectada as ferramentas recebem revestimentos PVD (TiAlN, AlCrN) para resistir à erosão e à soldadura (metal que adere ao molde).

7. Defeitos comuns do molde de fundição injectada e soluções

8. Aplicações dos moldes de fundição injectada

Encontrará molde de fundição injectada tecnologia em praticamente todos os sectores:

Automóvel:
Blocos de motor, caixas de transmissão, articulações de direção, suportes, dissipadores de calor. Um único automóvel molde de fundição injectada pode produzir 100.000-500.000 peças ao longo da sua vida útil.

Aeroespacial:
Caixas de aviónica, conchas de conectores, componentes hidráulicos. Aeroespacial molde de fundição injectada As ferramentas requerem inspeção NDT e certificações de materiais.

Eletrónica:
Dissipadores de calor LED, molduras para smartphones, dobradiças para computadores portáteis, latas de proteção. Eletrónica molde de fundição injectada As aplicações exigem tolerâncias apertadas (±0,05mm) e paredes finas (0,8-1,5mm).

Industrial:
Caixas de bombas, caixas de velocidades, corpos de ferramentas eléctricas, caixas de motores. Industrial molde de fundição injectada as ferramentas dão prioridade à durabilidade e à resistência ao desgaste.

9. Manutenção e longevidade do molde de fundição injectada

Uma manutenção correta molde de fundição injectada pode durar entre 100 000 e 500 000 disparos antes de ser necessário efetuar uma renovação:

• Diariamente: Limpo molde de fundição injectada cavidade com escovas de latão macias. Inspecionar a existência de soldaduras ou incrustações. Verificar o fluxo de água de arrefecimento.

• Semanalmente: Verificar se os pinos ejectores se movem suavemente. Inspecionar molde de fundição injectada linha de separação para acumulação de flash.

• Mensal: Remover molde de fundição injectada e inspecionar as superfícies da cavidade sob ampliação. Medir a erosão da comporta. Verificar a existência de incrustações nos canais de refrigeração.

• A cada 50.000 disparos: Aliviar o stress molde de fundição injectada por aquecimento a 550°C e arrefecimento lento. Isto restaura a ductilidade e prolonga a vida útil.

10. A abordagem PartsMastery ao fabrico de moldes de fundição injetada

Em PartsMastery, tratamos cada molde de fundição injectada como uma ferramenta de elevado desempenho térmico. As condições extremas do metal fundido exigem uma metalurgia de precisão e uma conceção de arrefecimento.

O nosso molde de fundição injectada O processo inclui:

1. Simulação térmica: Simulamos o molde de fundição injectada ciclo térmico para identificar pontos quentes e otimizar a colocação do canal de arrefecimento.

2. Seleção de aço de primeira qualidade: Adequamos o H-13, DIEVAR ou QRO-90 à sua liga, volume e tempo de ciclo.

3. Tratamento térmico de precisão: O endurecimento por vácuo com dupla têmpera garante uma consistência molde de fundição injectada dureza sem distorção.

4. Acabamento da superfície: O polimento de diamante e o revestimento PVD opcional reduzem a soldadura e aumentam a molde de fundição injectada vida.

5. Amostragem de ensaio: Nós executamos a sua liga no molde de fundição injectada na nossa prensa de câmara fria para verificar o enchimento, a porosidade e a ejeção antes do envio.

Conclusão

O molde de fundição injectada é uma das ferramentas mais exigentes no fabrico. O metal fundido a 650°C, injetado a 100 m/s e 10.000 PSI, leva o aço aos seus limites. Uma máquina bem concebida molde de fundição injectada equilibra a gestão térmica, a resistência à erosão e a força mecânica. Quer necessite de um protótipo molde de fundição injectada para 1.000 disparos ou uma ferramenta de produção para 500.000 peças de alumínio para automóveis, a engenharia de precisão determina o seu sucesso.

Pronto para levar a sua peça metálica para a produção com uma máquina de alto desempenho molde de fundição injectada? Contacto PartsMastery hoje em +86 13530838604 (WeChat) . Envie-nos o seu ficheiro CAD 3D, a especificação da liga e o volume desejado. Nós entregaremos um molde de fundição injectada concebidos para estabilidade térmica, resistência à erosão e longa duração.