Fundición en arena versus fundición a presión para componentes de latón: ¿qué proceso debería elegir?

En Hansheng Automation, a menudo nos encontramos con clientes que tienen sus propios dibujos pero no están seguros de qué proceso de fundición utilizar. Para nosotros como fabricante, los diferentes procesos de fabricación implican variaciones en el coste, el plazo de entrega y la complejidad de la producción.

¿Qué proceso de fundición debería utilizar?

Tomemos como ejemplo los componentes de latón (o aleación de cobre). Para tales piezas, hay dos procesos de fundición relativamente maduros para elegir: fundición en arena y fundición a presión. Sin embargo, hacer la selección del proceso real requiere una consideración multi-dimensional.

Este artículo le proporcionará una descripción detallada de las diferencias específicas entre la fundición en arena y la fundición a presión cuando se aplican a aleaciones de latón, cubriendo aspectos como costos de herramientas, tolerancias dimensionales, plazos de entrega y más. Si ya está familiarizado con estos procesos, puede pasar directamente a la sección de comparación de procesos.

La fundición en arena es el método más antiguo y utilizado para producir componentes de latón. El proceso funciona empaquetando una mezcla de arena alrededor de un patrón de su pieza para formar una cavidad de molde y luego vierte latón fundido en esa cavidad para crear la forma final.

En Hansheng trabajamos con tres tipos de moldes de arena según la aplicación:

Moldes de arena verde- la opción más común y rentable-, que utiliza una mezcla de arena de sílice, arcilla y agua. Muy-adecuado para la mayoría de los componentes de latón estándar.

moldes de arena de resinaLas - ofrecen mejor estabilidad dimensional y acabado superficial que la arena verde. Recomendado para piezas con requisitos de geometría más estrictos.

Moldes de arena-vidrio de agua- un silicato de sodio-sistema unido que proporciona una excelente resistencia al calor, a menudo utilizado para geometrías más grandes o complejas.

Una vez que la aleación de latón se derrite y se vierte, el molde de arena se rompe después de enfriar. Luego, la fundición pasa por una serie de pasos de pos-procesamiento: extracción de la compuerta, rectificado, granallado y - según sus especificaciones, - tratamiento de superficie e inspección dimensional.

Ventaja del proceso

• La fundición en arena puede lograr estructuras complejas. Se pueden lograr socavados, secciones huecas, grandes variaciones en el espesor de la pared y formas no-uniformes.
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• El costo de las herramientas es relativamente bajo. Es adecuado para la creación de prototipos y la producción de componentes grandes.

La fundición a presión fuerza el latón fundido a alta presión hacia un molde de acero endurecido llamado matriz. La matriz se mecaniza con tolerancias estrictas y produce piezas con excelente consistencia dimensional y acabado superficial directamente desde el molde.

Sin embargo, este proceso implica mayores costos de herramientas y ciertas limitaciones en la complejidad geométrica. Una herramienta de fundición a presión para un componente de latón moderadamente complejo suele costar entre 3000 y 10 000 dólares, dependiendo de la complejidad de la pieza y el número de cavidades. Adecuado para necesidades de producción a gran-escala.

La fundición a presión también limita su geometría. Las piezas deben diseñarse con espesores de pared consistentes, ángulos de desmoldeo generosos y socavados limitados. Las cavidades y núcleos profundos (que crean secciones huecas) son difíciles o imposibles con la fundición a presión estándar.

Ventaja de la fundición a presión

• Producción de alto-volumen de piezas pequeñas-y-medianas con una geometría predecible y repetible. Conectores, accesorios, cuerpos de válvulas en configuraciones estándar y carcasas producidas por decenas de miles-particularmente para productos que requieren tales volúmenes anuales.

• El costo por unidad-en volumen es significativamente menor que el de la fundición en arena, y el acabado de la superficie-moldeado a menudo requiere un pos-procesamiento mínimo.

La siguiente tabla proporciona una comparación de varias dimensiones clave entre estos dos procesos para componentes de latón, que hemos recopilado para su referencia. Esperamos que le resulte útil.

Como ampliación de conocimientos, nos gustaría presentar dos aleaciones de latón comúnmente utilizadas en Hansheng: C86300 Bronce de Aluminio y Bronce de Estaño C93200. Ambas aleaciones exhiben características de rendimiento favorables en los procesos de fundición antes mencionados y son grados comunes dentro de la familia del latón.

C86300 - Bronce Aluminio

C86300 es un bronce de manganeso de alta-resistencia que contiene aluminio, hierro y manganeso. Su resistencia a la tracción alcanza aproximadamente 758 MPa con una dureza Brinell de HB 223–270 (ASTM B505/B505M). Las condiciones operativas comunes implican cargas mecánicas elevadas (p. ej., engranajes, ruedas helicoidales, seguidores de levas), alto desgaste y cargas de fatiga.

C86300 moldes de arena muy bien. Su alto contenido de aleación significa que requiere un control cuidadoso de la temperatura durante el vertido, pero la fundición resultante es densa y mecánicamente confiable.

C93200 - Bronce al estaño (SAE 660)

C93200 es un bronce de estaño con plomo ampliamente utilizado para aplicaciones de cojinetes y bujes. Con una resistencia a la tracción de alrededor de 207 MPa y una dureza relativamente baja de aproximadamente 60–65 HBW (ASTM B505/B505M). El estaño proporciona resistencia a la corrosión en agua y productos químicos suaves.

Las aplicaciones comunes para C93200 incluyen:

• Cojinetes lisos y casquillos deslizantes en sistemas hidráulicos y neumáticos.
• Cuerpos y asientos de válvulas en servicios de agua, vapor y productos químicos suaves.
• Carcasas de bombas donde la resistencia a la corrosión y la maquinabilidad son importantes

Esta aleación se puede procesar mediante fundición en arena o fundición a presión; sin embargo, para requisitos personalizados o producción de bajo-volumen, la fundición en arena suele ser el método preferido.

selección rápida

Si su aplicación se encuentra entre estos dos perfiles,nuestro equipo de ingenieríaPuede revisar sus dibujos y condiciones de operación para hacer una recomendación específica antes de comprometerse con las herramientas.

Después de brindar una introducción detallada a ambos procesos, usaremos nuestras propias prácticas de control de calidad como ejemplo para ilustrar cómo evaluar las capacidades de gestión de calidad de un proveedor.

En Hansheng, cada pedido de fundición de latón pasa por la siguiente secuencia después del enfriamiento y el desmolde:

1. Detección de defectos por rayos X-

La porosidad interna, las cavidades de contracción y las inclusiones que son invisibles en la superficie se identifican mediante inspección industrial por rayos X-. Este paso es estándar en componentes estructurales y piezas de uso-crítico.

2. Tratamiento superficial

Dependiendo de su aplicación, las piezas pueden someterse a granallado, esmerilado, pulido o tratamiento superficial químico para lograr el acabado requerido y protegerlas contra la corrosión.

3. Inspección dimensional a CT8 – CT10

Todas las piezas fundidas se miden según el estándar de tolerancia de fundición ISO 8062. Nuestra producción estándar se sitúa entre CT8 y CT10, y se pueden lograr calidades más estrictas mediante el mecanizado post-molde. Si su dibujo indica dimensiones críticas específicas, estas se verifican individualmente antes del envío.

4. Certificación de materiales

Proporcionamos certificados de fábrica e informes de pruebas de materiales que confirman la composición de la aleación para pedidos donde se requiere trazabilidad.

Si su proyecto tiene requisitos de inspección específicos - inspección de terceros-inspección de terceros, pruebas testigo, documentación de PPAP - háganoslo saber en la etapa de solicitud de presupuesto y los incorporaremos al plan de producción.

Hansheng Automation ofrece servicios de fundición de latón, incluida la fundición en arena con arena verde, arena de resina y moldes de vidrio soluble-, así como fundición a presión y fundición a la cera perdida. Nuestras instalaciones están ubicadas en Dongguan.

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Si no está seguro de qué proceso se adapta a su proyecto, o si está trabajando con un dibujo que no fue diseñado específicamente para fundición, nuestro equipo en Hansheng está disponible para revisar sus requisitos y hacer una recomendación de proceso antes de comprometerse con los costos de herramientas.

¿Cuánto tiempo tarda un pedido de fundición de latón desde el dibujo hasta el envío?

Para la fundición en arena, el tiempo de entrega típico desde los planos aprobados hasta el envío es de 2 a 4 semanas para las piezas estándar. Las geometrías complejas que requieren fabricación de núcleos o moldes de varias-piezas pueden tardar entre 3 y 5 semanas. Las primeras-muestras de artículos a menudo se pueden acelerar. - contáctenos para analizar su cronograma.

¿Puedes crear formas personalizadas a partir de nuestros dibujos 2D o 3D?

Sí. Diseñamos moldes de arena personalizados según los dibujos proporcionados. Se aceptan archivos 2D DWG/DXF y 3D STEP/IGES.

¿Ofrecen mecanizado CNC post-fundición?

Sí. Como parte de nuestras capacidades de fabricación más amplias, podemos mecanizar piezas fundidas hasta alcanzar las tolerancias dimensionales finales después de la fundición. Esto es común para superficies de apoyo, elementos roscados, caras de sellado y otras características que requieren tolerancias más estrictas que las que puede ofrecer la fundición por sí sola.

¿Cómo obtengo una cotización para una fundición de latón personalizada?

Envíenos sus dibujos (2D o 3D), la aleación requerida (o la descripción de la aplicación si necesita orientación sobre la aleación), el volumen anual estimado y cualquier requisito específico de calidad o entrega. Le responderemos con una cotización detallada dentro de 2 días hábiles.