Procés de fosa i forja
En el treball del metall, la fosa és un procés en què un metall líquid es lliura a un motlle (normalment mitjançant un gresol) que conté una impressió negativa (és a dir, una imatge negativa tridimensional) de la forma desitjada.El metall s'aboca al motlle a través d'un canal buit anomenat sprue.A continuació, es refreden el metall i el motlle i s'extreu la part metàl·lica (la fosa).La fosa s'utilitza més sovint per fer formes complexes que seria difícil o no econòmica de fer amb altres mètodes.
Els processos de fosa es coneixen des de fa milers d'anys i s'han utilitzat àmpliament per a l'escultura (especialment en bronze), joies de metalls preciosos i armes i eines.Les peces de fosa altament dissenyades es troben en el 90 per cent dels béns duradors, com ara cotxes, camions, aeroespacial, trens, equips de mineria i construcció, pous de petroli, aparells, canonades, hidrants, turbines eòliques, plantes nuclears, dispositius mèdics, productes de defensa, joguines i més.
Les tècniques tradicionals inclouen la fosa a la cera perduda (que es pot dividir més en fosa centrífuga i colada directa amb ajuda al buit), la fosa de motlles de guix i la fosa de sorra.
El procés de fosa modern es subdivideix en dues categories principals: fosa fungible i no fungible.A més, es desglossa pel material del motlle, com ara sorra o metall, i el mètode d'abocament, com la gravetat, el buit o la baixa pressió.
La forja és un procés de fabricació que implica la conformació de metall mitjançant forces de compressió localitzades.Els cops es donen amb un martell (sovint un martell elèctric) o una matriu.La forja sovint es classifica segons la temperatura a la qual es realitza: forja en fred (un tipus de treball en fred), forja calenta o forja en calent (un tipus de treball en calent).Per als dos últims, el metall s'escalfa, generalment en una farga.Les peces forjades poden variar en pes des de menys d'un quilogram fins a centenars de tones mètriques. La forja ha estat feta pels ferrers durant mil·lennis;els productes tradicionals eren estris de cuina, ferreteria, eines manuals, armes de tall, plats i joies.Des de la Revolució Industrial, les peces forjades s'utilitzen àmpliament en mecanismes i màquines sempre que un component requereixi una gran resistència;aquests forjats solen requerir un processament posterior (com ara mecanitzat) per aconseguir una peça gairebé acabada.Avui, la forja és una indústria important a nivell mundial
La fosa de motlles fungibles és una classificació genèrica que inclou motllures de sorra, plàstic, closca, guix i inversió (tècnica de cera perduda).Aquest mètode de fosa de motlles implica l'ús de motlles temporals i no reutilitzables.
fosa de sorra
La fosa de sorra és un dels tipus de fosa més populars i senzills, i s'ha utilitzat durant segles.La fosa de sorra permet lots més petits que la fosa de motlle permanent i a un cost molt raonable.Aquest mètode no només permet als fabricants crear productes a baix cost, sinó que hi ha altres avantatges per a la fosa de sorra, com ara operacions de mida molt petita.El procés permet que les peces de fosa s'ajustin prou petites al palmell de la mà com a les prou grans només per a llits de tren (una fosa pot crear el llit sencer per a un vagó).La fosa de sorra també permet la fosa de la majoria de metalls en funció del tipus de sorra que s'utilitza per als motlles.
La fosa de sorra requereix un termini d'execució de dies, o fins i tot setmanes de vegades, per a la producció a altes taxes de producció (de 1 a 20 peces/hora de motlle) i és insuperable per a la producció de peces grans.La sorra verda (humida), que és de color negre, gairebé no té límit de pes parcial, mentre que la sorra seca té un límit pràctic de massa de part de 2.300 a 2.700 kg (5.100 a 6.000 lliures).El pes mínim de la peça oscil·la entre 0,075 i 0,1 kg (0,17 i 0,22 lliures).La sorra s'uneix amb argiles, aglutinants químics o olis polimeritzats (com l'oli de motor).La sorra es pot reciclar moltes vegades en la majoria de les operacions i requereix poc manteniment.
Emmotllament de marga
S'ha utilitzat el modelat de marga per produir grans objectes simètrics com ara canons i campanes d'església.La marga és una barreja d'argila i sorra amb palla o fem.Es forma un model del produït en un material friable (la chemise).El motlle es forma al voltant d'aquesta camisa cobrint-la de marga.A continuació, es cou (cocem) i es treu la camisa.A continuació, el motlle es col·loca en posició vertical en una fossa davant del forn perquè s'aboqui el metall.Després es trenca el motlle.Per tant, els motlles només es poden utilitzar una vegada, de manera que es prefereixen altres mètodes per a la majoria dels propòsits.
Colada de motlle de guix
La fosa de guix és similar a la fosa de sorra, excepte que el guix de París s'utilitza en lloc de la sorra com a material de motlle.Generalment, la preparació de la forma triga menys d'una setmana, després de la qual s'aconsegueix una velocitat de producció d'1 a 10 unitats/hora de motlle, amb articles tan massius com 45 kg (99 lliures) i tan petits com 30 g (1 oz). amb molt bon acabat superficial i toleràncies properes.[5]La fosa de guix és una alternativa econòmica a altres processos d'emmotllament per a peces complexes a causa del baix cost del guix i la seva capacitat per produir peces de fosa de forma gairebé neta.El major desavantatge és que només es pot utilitzar amb materials no fèrrics de baix punt de fusió, com ara alumini, coure, magnesi i zinc.
Emmotllament de closca
L'emmotllament de closca és similar a la fosa de sorra, però la cavitat d'emmotllament està formada per una "closca" de sorra endurida en lloc d'un matràs ple de sorra.La sorra utilitzada és més fina que la sorra de fosa de sorra i es barreja amb una resina perquè pugui escalfar-se pel patró i endurir-se en una closca al voltant del patró.A causa de la resina i la sorra més fina, dóna un acabat superficial molt més fi.El procés s'automatitza fàcilment i és més precís que la fosa de sorra.Els metalls comuns que es colen inclouen els aliatges de ferro colat, alumini, magnesi i coure.Aquest procés és ideal per a articles complexos de mida petita o mitjana.
Càsting d'inversió
La fosa per inversió (coneguda com a fosa a la cera perduda en l'art) és un procés que s'ha practicat durant milers d'anys, sent el procés de la cera perduda una de les tècniques de conformació de metalls més antigues conegudes.Des de fa 5000 anys, quan la cera d'abelles va formar el patró, fins a les ceres d'alta tecnologia actuals, els materials refractaris i els aliatges especialitzats, les peces de fosa garanteixen que es produeixin components d'alta qualitat amb els avantatges clau de precisió, repetibilitat, versatilitat i integritat.
La fosa d'inversió deriva el seu nom del fet que el patró està revestit, o envoltat, amb un material refractari.Els patrons de cera requereixen una cura extrema perquè no són prou forts per suportar les forces que es troben durant la fabricació del motlle.Un dels avantatges de la fosa d'inversió és que la cera es pot reutilitzar.
El procés és adequat per a la producció repetible de components de forma neta a partir d'una varietat de metalls diferents i aliatges d'alt rendiment.Tot i que s'utilitza generalment per a peces de fosa petites, aquest procés s'ha utilitzat per produir marcs complets de portes d'avions, amb peces de fosa d'acer de fins a 300 kg i peces de fosa d'alumini de fins a 30 kg.En comparació amb altres processos de fosa com la fosa a pressió o la fosa de sorra, pot ser un procés car.No obstant això, els components que es poden produir mitjançant la fosa d'inversió poden incorporar contorns complexos i, en la majoria dels casos, els components es fan a prop de la forma neta, de manera que requereixen poca o cap reelaboració un cop fos.
La forja pot produir una peça que sigui més resistent que una peça fosa o mecanitzada equivalent.A mesura que el metall es conforma durant el procés de forja, la seva textura de gra interna es deforma per seguir la forma general de la peça.Com a resultat, la variació de textura és contínua en tota la peça, donant lloc a una peça amb característiques de resistència millorades. A més, les forjades poden aconseguir un cost total inferior al de la fosa o la fabricació.Tenint en compte tots els costos en què s'incorre en el cicle de vida d'un producte, des de l'adquisició fins al termini de reelaboració, i tenint en compte els costos de la ferralla, el temps d'inactivitat i altres consideracions de qualitat, els beneficis a llarg termini dels forjats poden superar l'estalvi de costos a curt termini. que les foses o les fabricacions poden oferir.
Alguns metalls es poden forjar en fred, però el ferro i l'acer gairebé sempre són forjats en calent.La forja en calent evita l'enduriment per treball que es derivaria de la conformació en fred, la qual cosa augmentaria la dificultat de realitzar operacions de mecanitzat secundari a la peça.A més, si bé l'enduriment per treball pot ser desitjable en algunes circumstàncies, altres mètodes d'enduriment de la peça, com el tractament tèrmic, són generalment més econòmics i més controlables.Els aliatges que són susceptibles a l'enduriment per precipitació, com la majoria d'aliatges d'alumini i titani, es poden forjar en calent, seguits de l'enduriment.
La forja de producció implica una important despesa de capital per a maquinària, eines, instal·lacions i personal.En el cas de la forja en calent, es requereix un forn d'alta temperatura (de vegades anomenat forja) per escalfar lingots o palangres.A causa de la mida dels martells i premses de forja massiva i de les peces que poden produir, així com dels perills inherents al treball amb metall calent, sovint es requereix un edifici especial per allotjar l'operació.En el cas de les operacions de forja amb gota, s'han de prendre mesures per absorbir els cops i les vibracions generades pel martell.La majoria de les operacions de forja utilitzen matrius de conformació de metalls, que han de ser mecanitzats amb precisió i tractats tèrmicament amb cura per donar forma correcta a la peça de treball, així com per suportar les enormes forces implicades.
peces de fosa amb
Procés de mecanitzat CNC
GGG40 de ferro colat
peces de mecanitzat CNC
acer de fosa GS52
peces de mecanitzat
Mecanitzat 35CrMo
peces de forja d'aliatge
