Seu projeto de fabricação requer o uso de cobre ou ligas de cobre para produzir peças por meio do processo de fundição sob pressão? Este artigo explica como esse processo de fabricação de baixo custo funciona, as ligas de cobre comuns que você pode escolher e por quê, técnicas de fundição sob pressão disponíveis que você pode usar e áreas de aplicação da indústria.
O significado da fundição de cobre.
Isto é um processo de fundição sob pressão de alta pressão que envolve a injeção de cobre fundido ou sua liga em um molde reutilizável ou em uma cavidade de matriz para formar componentes ou peças para diferentes aplicações e condições.
É um processo econômico que permite produzir grandes quantidades de peças precisas muito mais rápido e pode ser integrado a outros processos de produção.
Equipamento/ferramentas para fundição sob pressão de liga de cobre
O processo de fundição sob pressão de alta pressão requer altas temperaturas para aquecer o cobre ou sua liga, e alta pressão para injetar o material fundido na cavidade da matriz.
Portanto, além do forno, você precisa de uma máquina de fundição sob pressão adequada, equipada com um conjunto de matrizes, forno de fusão, sistema de resfriamento, mecanismo de travamento, mecanismo de ejeção, mecanismo de corte, etc.
Dependendo da aplicação da sua peça, você também pode precisar de outras ferramentas de usinagem para processos de pós-produção, como perfuração, acabamento de superfície ou polimento, quando necessário.
Fundição sob pressão de cobre puro ou ligas de cobre?
Embora você possa usar fundição de cobre puro em circunstâncias especiais para a produção de algumas peças elétricas, ela é adequada para a maioria dos processos de fabricação. Por quê?
O cobre puro derrete em altas temperaturas, tornando o processo de fundição sob pressão mais exigente e caro.
Novamente, o cobre fundido atrai e reage prontamente com o oxigênio presente no ar para formar óxido de cobre.
Então, se você não controlar a exposição ao ar, a qualidade de suas peças será afetada pelo processo de oxidação. O ar dissolvido no cobre fundido também resultará na criação de peças porosas. Além disso, o estresse térmico durante o processo de resfriamento resulta em porosidade de contração, expondo suas peças a rachaduras e altos riscos de quebra.
Portanto, devido aos desafios acima, as ligas de Cu são sempre a melhor escolha para seus projetos de fundição sob pressão.
Os elementos adicionados garantem que o processo ocorra sem problemas, ao mesmo tempo em que asseguram que as peças fundidas tenham propriedades adequadas a diversas aplicações e condições.
Ligas comuns de Cu para fundição sob pressão
Ao contrário de alguns materiais fundíveis, como Ligas de Zamak que têm graus limitados, há mais de 400 variações de ligas de Cu! Vamos explorar algumas das 4 mais comuns:
Liga de cobre-alumínio (bronze-alumínio)
Alumínio-bronze é uma liga de Cu composta de até 12% de alumínio com porcentagens menores de outros elementos, como níquel, ferro ou manganês, para enriquecer suas propriedades.
Sua alta resistência e resistência à corrosão o tornam ideal para peças automotivas fundidas sob pressão de alta tensão ou componentes para ambientes marítimos.
Liga de cobre-zinco (latão)
Latão é uma liga de cobre e zinco, sendo o cobre o metal base.
A composição de cobre pode ser tão baixa quanto 60% ou tão alta quanto 90%, dependendo das propriedades desejadas.
Existem vários tipos de ligas de latão você pode escolher aquele que melhor se adapta às suas necessidades de fundição.
A liga de cobre e zinco apresenta boa usinabilidade, resistência à corrosão e brilho externo estético.
É o material ideal para a produção economicamente viável de grandes quantidades de peças fundidas complexas, como ornamentos, instrumentos musicais ou acessórios de ferragens.
Liga de cobre-estanho (bronze)
Alguns dos seus projetos de fundição sob pressão de liga de cobre podem exigir bronze como seu material de produção.
A liga ajuda na produção de peças fundidas que podem suportar condições de trabalho adversas.
Eles também têm alta resistência à tração, são resistentes à corrosão e podem suportar rasgos e desgaste.
Algumas das peças que você pode fundir em bronze são fechaduras, maçanetas, torneiras de pia, etc.
Liga de cobre-níquel (Cuproníquel)
A combinação de níquel com cobre forma a liga, cuproníquel, para ser forte e mais resistente à corrosão. As proporções dos dois metais variam para se adequar a diferentes aplicações e requisitos ambientais.
Por exemplo, para fundição sob pressão de cobre-níquel de peças automotivas, o cuproníquel com 90% de cobre e 10% de níquel é o material ideal.
Entretanto, se suas peças de cobre fundidas forem para ambientes marinhos, o cuproníquel com 70% de cobre e 30% de níquel será o ideal.
Observação: Além das ligas de cobre comuns que você pode usar para peças fundidas sob pressão, existem outras ligas patenteadas para requisitos específicos de peças.
2 principais métodos de fundição de cobre
Abaixo estão as duas técnicas ou métodos que você pode usar para fundir peças a partir de materiais de liga de cobre.
Fundição sob pressão em câmara fria de cobre
A fundição sob pressão de cobre em câmara fria requer que você derreta seu cobre ou material de liga de cobre em um forno especial. Ter um local de aquecimento separado é necessário porque o cobre tem uma alta ponto de fusão.
Nota: Se o sistema de aquecimento estiver dentro da sua máquina de fundição sob pressão, como em fundição sob pressão de câmara quente, a temperatura extremamente alta que o cobre requer para derreter certamente o danificará.
Então, quando a alta temperatura correta é atingida, o material fundido é transferido para uma câmara fria da máquina, de onde é injetado na cavidade da matriz em alta pressão. O processo de resfriamento segue imediatamente para formar uma peça fundida.
Benefícios:
- Adequado para fundição de cobre devido à alta temperatura de fusão do metal.
- Ele permite que você produza peças complexas de fundição de cobre com alta precisão.
- Ele forma peças com propriedades mecânicas desejáveis e acabamento externo de alta qualidade.
Limitações:
- Você precisa de mais energia para o processo de aquecimento.
- O processo de derretimento demora mais, o que diminui a taxa de produção.
- Como o cobre esfria muito rápido, defeitos como porosidade de contração são comuns.
Fundição sob pressão de Cu a vácuo
A fundição a vácuo de cobre envolve o uso de um sistema de vácuo que remove gases e ar da cavidade da matriz antes da injeção de alta pressão do cobre fundido.
Benefícios:
- O método produz pastas de alta qualidade, livres de porosidade ou outros defeitos de fundição
- Permite a fundição sob pressão de peças complexas de liga de Cu com acabamentos superficiais superiores
Limitações:
- O sistema de vácuo torna o seu processo de fundição de cobre mais complexo
- O custo do investimento inicial é alto porque a máquina é cara
Aplicações industriais de fundição sob pressão de cobre
Com a fabricação de fundição sob pressão de liga de cobre, você pode produzir uma ampla gama de peças visando diferentes indústrias. Vamos apreciar como várias indústrias fazem uso desse processo de fabricação.
Indústria automobilística
A resistência e a alta condutividade térmica do cobre o tornam adequado para a produção de certas peças automotivas fundidas.
Alguns fabricantes de automóveis contam com fundição sob pressão de liga de cobre para produzir peças de trocadores de calor, como radiadores.
Veículos elétricos (VEs) usam motores, conectores de bateria e barramentos feitos por fundição de cobre.
Fundição de cobre para a indústria aeroespacial
Na indústria aeroespacial, a fundição sob pressão de liga de cobre é adotada na produção de algumas peças de alto desempenho que podem suportar altas temperaturas, como buchas e suportes.
Em peças onde alta condutividade elétrica é desejável, como a rede elétrica aeroespacial ou sistemas de controle de motores, conectores de cobre fundido são usados.
Indústria Elétrica e Eletrônica
A alta condutividade elétrica do cobre o torna ideal para a fabricação de certas peças elétricas.
Eles podem estar na forma de barras de proteção elétricas, soquetes, conectores, peças de disjuntores, dissipadores de calor e terminais de bateria de alta resistência.
Outras peças elétricas que você pode produzir por meio da fundição sob pressão de liga de Cu são componentes de comutação, como invólucros e porta-contatos.
Em equipamentos onde o gerenciamento de calor é necessário, são utilizadas carcaças ou invólucros de liga de cobre fundido.
Indústria de encanamento
No setor de encanamento, ligas de cobre, como latão e cuproníquel, são utilizadas em peças fundidas sob pressão, como válvulas de água, acoplamentos e conexões de tubos de água.
Aplicações Marinhas
Peças fundidas em liga de cobre também encontram aplicação em condições marítimas onde resistência à corrosão, resistência ao desgaste e durabilidade são desejáveis. Algumas das peças fundidas em cobre que encontram uso em tais ambientes severos incluem dobradiças, bombas, válvulas e conexões de trilhos.
Eletrodomésticos de consumo e ferragens para móveis
Eletrodomésticos de consumo, como geladeiras, fornos elétricos e fogões, têm peças fundidas que fornecem alta condutividade térmica. Elas estão na forma de conectores, invólucros elétricos ou acessórios para móveis.
Conclusão
A fundição de cobre exige uma compreensão abrangente do Cu e suas ligas.
Para produzir peças fundidas sob pressão de alta qualidade, com alta resistência, resistência à corrosão e acabamento externo atraente, você deve escolher a liga que atenda às especificações das peças.
Trabalhar com um especialista é fundamental para garantir que sua produção atenda às demandas do projeto.
HM é o seu balcão único para peças de fundição sob pressão personalizadas e muito mais!
Para perguntas sobre como podemos ajudá-lo a entregar peças que atendam às necessidades do seu projeto, contate-nos.