A pressió fosa

A continuació es mostren les cinc indústries principals que es beneficien molt de l'ús de peces de fosa a pressió:
Indústria de l'automoció
La indústria de l'automòbil és el major comprador de components de fosa a pressió. El 2026, es preveu que assoleixi un valor de mercat de 58.400 milions de dòlars amb una taxa de creixement anual composta (CAGR) superior al 6,19%. Els components clau, com ara els blocs del motor fets amb ferro colat o aliatge d'alumini, proporcionen la resistència i la transferència de calor eficient necessària per als vehicles d'alt rendiment.
Indústria de la construcció
Les peces de fosa a pressió s'utilitzen àmpliament a la indústria de la construcció a causa de la seva resistència i propietats lleugeres. Les foses metàl·liques d'alumini s'utilitzen en marcs de finestres, superestructures de sostres, marcs d'edificis, ponts i gratacels. Aquests components ofereixen durabilitat alhora que redueixen el pes estructural.
Indústria sanitària
A la indústria sanitària, els dispositius mèdics complexos es basen en peces de fosa a pressió precises per obtenir rendiment i flexibilitat. Els sistemes d'ultrasons, marcapassos, equips de diàlisi i robots mèdics requereixen components complexos que es poden produir de manera eficient mitjançant la fosa a pressió.
Sector energètic
Els components de fosa a pressió s'utilitzen en diverses aplicacions dins del sector de les energies renovables. Les canonades, la maquinària de perforació, les vàlvules, els impulsors per a turbines eòliques i els suports per a plaques solars són exemples de peces fetes mitjançant el procés de fosa a pressió. Aquests components proporcionen resistència i durabilitat alhora que satisfan la demanda de fonts d'energia sostenibles.
Indústria electrònica
La indústria electrònica utilitza àmpliament peces de precisió foses a pressió en productes com ara carcasses d'estació base 5G, telèfons intel·ligents, drons, ordinadors personals i electrodomèstics. L'alta precisió que es pot aconseguir mitjançant la fosa a pressió garanteix un rendiment i una durabilitat fiables en aquests dispositius electrònics.

Hi ha una varietat d'aliatges i metalls que es poden utilitzar en el procés de fosa a pressió. El tipus de metall utilitzat influeix en les característiques finals dels productes fabricats i aquests productes tenen usos i aplicacions variades. Els metalls més utilitzats en el procés són el zinc, l'alumini i el magnesi. Tot i que existeixen altres opcions com el coure, el plom, el llautó i l'estany, són menys habituals i només s'utilitzen per a projectes específics.

Fundició d'alumini a pressió
L'alumini és una opció de metall molt popular en la fosa a pressió. L'alumini és un metall bastant lleuger, ideal per a la fabricació de components lleugers amb bona resistència. L'alumini també és capaç de suportar altes temperatures i té més opcions d'acabat. L'alumini també és fàcil de colar i té una conductivitat tèrmica i elèctrica òptima. Totes aquestes característiques combinades fan que la fosa a pressió d'alumini sigui una molt bona opció per a la producció de peces a les indústries de tecnologia, energia, automòbil i aeroespacial respectivament.

Funció de zinc a pressió
El zinc també és comparable a l'alumini en termes de popularitat. S'utilitza principalment en la producció de components d'automòbils i equips mèdics. El zinc té un aspecte estètic molt diferent i les peces de fosa d'aliatge de zinc són perfectes per a la fabricació de peces que requereixen un aspecte nítid. Els components de zinc també tenen superfícies llises i es poden xapar o pintar segons la necessitat especificada.
El zinc també té un punt de fusió baix i té menys requeriments energètics a l'hora de produir components, alhora que allarga la vida total del motlle utilitzat per donar forma als productes, afegint valor a tot el procés com a resultat. El zinc també té una alta resistència a la corrosió i es considera molt durador, estable i ferm.

fosa a pressió de magnesi
Entre les tres opcions metàl·liques més populars, el magnesi ofereix la major facilitat de mecanitzat. La increïble relació força-pes, juntament amb la seva lleugeresa, el converteixen en l'aliatge més fàcil que s'utilitza habitualment en la fosa a pressió. Els avantatges d'utilitzar magnesi inclouen una millor colabilitat, resistència a la porositat de l'hidrogen i una fluïdesa excel·lent en comparació amb els seus homòlegs d'alumini i coure.
El metall també és conegut per les seves propietats resistents a EMI (interferència electromagnètica) i RFI (interferència de radiofreqüència), que el converteixen en l'opció ideal per a components i connectors elèctrics. El metall de fosa de magnesi també s'utilitza en la producció d'equips mèdics i de laboratori a causa d'aquestes propietats. A més, el magnesi és aproximadament un 75% més lleuger que l'acer, tot i que té una resistència similar i una estabilitat dimensional superior, el que el converteix en una bona opció per a aplicacions complexes de fosa amb forma de xarxa i parets primes.

La fosa a pressió inclou diversos processos diferents sota aquest terme general, però té tres subprocessos principals, que són la fosa de motlle permanent, també coneguda com a fosa per gravetat, la fosa a baixa pressió i la fosa a alta pressió. Aquesta classificació es basa principalment en la diferent pressió emprada pel procés de fosa per forçar el metall fos a fluir a la cavitat de la matriu. A més, amb el desenvolupament de les tecnologies de fosa i les ciències dels materials, també hi ha variants del procés de fosa a pressió que sorgeixen a les indústries per produir components i estructures de fosa diferents i úniques.

Colada de motlle permanent
La fosa de motlle permanent, també anomenada fosa per gravetat, és un procés de fosa a pressió que utilitza un motlle reutilitzable, l'anomenat motlle permanent, fet generalment de materials d'eines metàl·liques. En aquest procés de fosa, la gravetat del metall fos generalment és una força important per impulsar el metall fos a fluir, i la solidificació dels metalls foss es produeix a pressió atmosfèrica.
Però en altres processos de fosa a pressió, com ara el procés de fosa centrífuga, la força centrífuga està dissenyada per facilitar el flux de metall fos a la cavitat complexa. En la fosa comprimida, la solidificació es produeix sota una pressió aplicada externament, de manera que el procés combina els avantatges de la fosa i la forja en termes de qualitat del producte, propietats i capacitat de procés per fabricar peces de qualitat.

Colada a pressió a baixa pressió
En la fosa a pressió a baixa pressió (LPDC), el metall fos es veu obligat a fluir ajudat per un aire de baixa pressió amb el rang de pressió de 20 a 100 kPa. En aquest procés, s'instal·la una matriu de fosa sobre un forn segellat que conté metall fos. Un tub d'elevació revestit de refractari s'estén des de la part inferior de la matriu a la piscina de metall fos i l'aire de baixa pressió s'utilitza per conduir el metall fos al forn per pujar pel tub i entrar a la cavitat de la matriu amb baixa turbulència.
Després de la solidificació del metall fos, la pressió de l'aire s'allibera i el metall fos restant al tub ascendent cau de nou al forn, seguit de l'obertura de la matriu i l'extracció de la fosa després d'un refredament i solidificació suficients. L'aplicació típica d'aquest procés s'utilitza per fer peces axialment simètriques com ara la roda d'un cotxe. Els principals avantatges inclouen el control precís de l'ompliment de la cavitat de la matriu, el metall fos que flueix ràpidament i sense problemes pels conductes d'alimentació, redueix la formació d'òxids i evita la porositat a les peces de fosa. En comparació amb la fosa a pressió a alta pressió, els principals desavantatges inclouen un cicle de colada més llarg i una paret relativament més gruixuda de la fosa que es pot fer.

Colada a pressió a alta pressió
La fosa a pressió d'alta pressió (HPDC) és un procés de fosa en què el metall fos abocat en una màniga de tir en una màquina de fosa a pressió s'injecta ràpidament en una cavitat de matriu segellada amb la pressió introduïda pel moviment ràpid de l'èmbol o l'anomenat pistó. la màniga de tir dins de la màquina de fosa a pressió.
La pressió emprada pot ser normalment superior a 7 MPa. Com que la pressió és relativament alta i la velocitat del metall fos que flueix a la cavitat de la matriu també és gran, el temps d'ompliment de tot el procés de fosa és corresponentment curt, normalment es triga una fracció de segon, com ara menys de 100 ms. Un cop omplert la cavitat de la matriu, la pressió encara s'aplica mitjançant l'èmbol d'injecció de manera que hi ha una fase d'intensificació simultàniament existent en el procés de solidificació. En aquesta fase, els gasos atrapats al metall durant el procés d'ompliment de la cavitat extremadament ràpid i turbulent es poden esprémer. Mentrestant, la contracció de la solidificació del metall es pot compensar parcialment, ja que més metalls s'empenyen a la cavitat de la matriu. Actualment, hi ha formes variants de HPDC, com ara la fosa a pressió al buit, la fosa a pressió i la fosa semisòlid, etc.
HPDC s'utilitza àmpliament per fabricar diversos components estructurals, com ara el bloc del motor, utilitzant aliatges lleugers com ara aliatges d'alumini i magnesi. Els principals avantatges inclouen un cicle de colada més curt, adequat per a components de parets primes i la bona qualitat superficial de les peces de fosa. No obstant això, també hi ha alguns inconvenients, com ara l'elevat cost d'inversió i operació, la matriu complicada i cara i la baixa resistència de les peces de fosa. Els principals materials utilitzats per a aquest procés de fosa a pressió són els aliatges a base d'alumini, zinc, magnesi i coure.