¿Cómo diseñar la fundición a presión de piezas de automóviles para equilibrar la alta resistencia y la facilidad de mecanizado?

Fundición a presión de piezas de automóvil Principios de diseño: equilibrio entre alta resistencia y maquinabilidad

El diseño de piezas de automóvil fundidas a presión requiere un equilibrio meticuloso entre cuatro aspectos: selección de materiales, optimización estructural, tratamiento térmico y tratamiento superficial, para lograr una unidad de alta resistencia y maquinabilidad.

Selección de materiales y optimización de la composición de la aleación

Aplicación de aleaciones de alta resistencia: La selección de aleaciones de aluminio que contengan cantidades adecuadas de silicio (Si) o magnesio (Mg) (como ADC12, A380) mejora la resistencia a la tracción y la dureza del material, cumpliendo así con los estándares de seguridad automotriz.

Baja tendencia al agrietamiento en caliente: la optimización del contenido de silicio reduce la contracción del material, minimizando el riesgo de agrietamiento en caliente durante la fundición y mejorando la calidad general del moldeo.

Resistencia a la corrosión mejorada: Agregar zinc (Zn) o cobre (Cu) a la aleación mejora la resistencia a la corrosión de la aleación de aluminio, extendiendo la vida útil de las piezas.

Diseño Estructural y Control de Espesor de Paredes

Uniformidad del espesor de la pared: a través de un diseño de ángulo de inclinación razonable, controlar la relación entre el espesor de pared máximo y mínimo de la pieza (se recomienda que esté dentro de 1,8) evita la deformación y el agrietamiento causados por la tensión térmica desigual.

Optimización de la distribución de tensiones: las nervaduras de refuerzo o refuerzos estructurales se diseñan en puntos de tensión críticos para resistir cargas de impacto y vibración en el entorno de trabajo, mejorando así la resistencia.

Diseño del sistema de enfriamiento: la simulación del análisis de elementos finitos (FEA) se utiliza para organizar racionalmente los orificios y canales de enfriamiento, asegurando una distribución uniforme de la temperatura en la fundición y reduciendo la tensión residual.

Proceso de tratamiento térmico y alivio del estrés.

Tratamiento térmico T6: el tratamiento con solución y el envejecimiento artificial mejoran significativamente la resistencia y dureza de la aleación de aluminio.

Alivio de tensión: el recocido a baja temperatura se realiza después del conformado para reducir la tensión interna y evitar la deformación de la pieza fundida durante el procesamiento o uso posterior.

Control de parámetros del tratamiento térmico: el control estricto de las velocidades de calentamiento y enfriamiento y los tiempos de mantenimiento garantiza la uniformidad y repetibilidad del tratamiento térmico.

Coordinación de procesos de tratamiento superficial y mecanizado

Endurecimiento de superficies: Los procesos de anodizado o anodizado duro se utilizan para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste de las piezas, adecuados para aplicaciones de alto desgaste, como componentes de motores.

Mecanizado de precisión: para dimensiones críticas que requieren alta resistencia, el mecanizado secundario se realiza utilizando un centro de mecanizado CNC de alta precisión para garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie.

Lubricación y eliminación de residuos: se agrega una cantidad adecuada de agente desmoldante durante el proceso de fundición a presión para reducir la adhesión del molde, mejorar el acabado de la superficie de la fundición y reducir la cantidad de trabajo de pulido posterior.