O desempenho da fundição de ligas de alumínio refere-se ao comportamento do alumínio fundido durante todo o processo de fundição, cristalização e resfriamento. Esse desempenho inclui fluidez, retração, estanqueidade, tensão de fundição e getter. Essas características dependem da composição da liga, mas também estão relacionadas a fatores de fundição, como a temperatura de aquecimento da liga, a complexidade da peça fundida, o sistema de canais de alimentação e de alimentação, a forma do canal de alimentação, etc.
Desempenho da fundição de ligas de alumínio
O desempenho da fundição de ligas de alumínio inclui fluidez, contratilidade, fissuração térmica, estanqueidade ao ar, tensão de fundição e inspirabilidade.
Fluidez
A fluidez refere-se à capacidade do líquido da liga de preencher o molde. O grau de fluidez determina se a liga é capaz de produzir peças fundidas complexas. A liga eutética apresenta a melhor fluidez entre as ligas de alumínio. Existem muitos fatores que afetam a fluidez, principalmente a composição, a temperatura e as partículas em fase sólida de óxidos metálicos, compostos metálicos e outros contaminantes presentes no metal líquido. No entanto, os fatores externos fundamentais são a temperatura de vazamento e a pressão de vazamento. Na produção real, além de aprimorar o processo de fundição (refinamento e remoção de escória), também é necessário melhorar a moldabilidade e aumentar a temperatura de vazamento sem comprometer a qualidade da peça fundida, de modo a garantir a fluidez da liga.
Contratilidade
O encolhimento é uma das principais características das ligas de alumínio fundidas. De modo geral, o processo da liga é dividido em três etapas, desde a fundição no estado líquido até a solidificação e o resfriamento: o encolhimento na fase líquida, o encolhimento na solidificação e o encolhimento no estado sólido. O encolhimento da liga exerce uma influência decisiva na qualidade da peça fundida. Ele afeta o tamanho gradual dos poros de encolhimento, a geração de tensões, a formação de trincas e a alteração nas dimensões.
Craqueamento térmico
A ocorrência de trincas térmicas em peças fundidas de alumínio deve-se principalmente ao fato de a tensão de contração das peças exceder a força de ligação entre os grãos do metal. A maioria delas se forma ao longo dos limites dos grãos. Na zona da fratura, o metal na região da fissura costuma estar oxidado e perde o brilho. As fissuras se estendem ao longo do limite dos grãos, apresentando formato em zigue-zague, sendo mais largas na superfície e mais estreitas no interior. Assim, algumas delas penetram até a face terminal de toda a peça fundida.
Estanqueidade ao ar
A estanqueidade da liga de alumínio fundido refere-se ao grau em que a peça fundida de alumínio do tipo cavidade não apresenta vazamentos sob a ação de gás ou líquido a alta pressão. A estanqueidade, na verdade, indica o grau de compactação e pureza da estrutura interna da peça fundida. A estanqueidade da liga de alumínio fundida está relacionada às propriedades da liga. Quanto menor for a faixa de solidificação da liga, menor será a tendência ao afrouxamento; e quanto menores forem os poros de precipitação, maior será a estanqueidade da liga.
Quanto maior for o teor de hidrogênio no líquido da liga de alumínio, mais poros se formam na peça fundida. Os poros na peça fundida de alumínio reduzem a estanqueidade e a resistência à corrosão da peça, além de prejudicarem as propriedades mecânicas da liga. O segredo para obter peças fundidas de alumínio sem poros ou com poucos poros está nas condições de fusão. Se for adicionado agente de cobertura Durante a fundição, o volume inspiratório da liga é bastante reduzido. O refinamento do alumínio líquido permite controlar de forma eficaz o teor de hidrogênio no alumínio líquido. AdTech online unidade de desgaseificação Adota uma nova tecnologia de fabricação de materiais de fusão com alto teor de silício, o que permite a desgaseificação eficaz do alumínio líquido.
Tensão de fundição
A tensão de fundição inclui a tensão térmica, a tensão de transformação de fase e a tensão de contração. A tensão térmica é causada pela espessura irregular e pelo resfriamento desigual. A tensão de compressão se forma na parede fina, resultando em tensão residual na peça fundida. A tensão de transformação de fase deve-se à mudança de fase durante o processo de resfriamento após a solidificação e à consequente alteração no volume e no tamanho. A tensão de contração é causada pela tensão de tração resultante do bloqueio do molde e do núcleo quando a peça fundida de alumínio se contrai. Essa tensão é temporária e desaparece automaticamente ao retirar a peça do molde.
No entanto, um tempo inadequado de desmoldagem costuma causar fissuras térmicas; especialmente as ligas de alumínio fundidas em moldes metálicos são propensas a fissuras térmicas sob tal tensão. A tensão residual na liga de alumínio fundida reduz as propriedades mecânicas da liga e afeta a precisão de usinagem da peça fundida. A tensão residual das peças fundidas de alumínio pode ser eliminada por recozimento.
Inspiratório
As ligas de alumínio absorvem facilmente o gás hidrogênio, e essa absorção é a principal característica das ligas de alumínio fundidas. Quanto mais alta a temperatura da solução da liga de alumínio, maior a quantidade de hidrogênio absorvida. A 700 °C, a solubilidade do hidrogênio por 100 g de alumínio é de 0,5 a 0,9. Quando a temperatura é aumentada para 850 °C, a solubilidade do hidrogênio aumenta de 2 a 3 vezes. Quando há impurezas de metais alcalinos, a solubilidade do hidrogênio no alumínio líquido aumenta significativamente.
Além do processo de gettering durante a fusão, as ligas de alumínio fundidas também geram gettering ao serem vertidas no molde. Além do processo de gettering durante a fusão, as ligas de alumínio fundidas também geram gettering ao serem vertidas no molde. À medida que a temperatura do alumínio líquido diminui, a solubilidade do gás diminui, e o excesso de gás se precipita. Uma parte do gás inevitável permanece na peça fundida, formando bolhas de ar, comumente chamadas de “pinhole”. Às vezes, o gás se combina com a cavidade de contração, e o gás precipitado no alumínio líquido permanece nessa cavidade.
Se a pressão gerada pela bolha for muito grande, a superfície do poro fica lisa e há um anel de camada brilhante ao redor do orifício. Se a pressão gerada pela bolha for pequena, a superfície interna do poro fica enrugada.