La temperatura de precalentamiento del molde influye considerablemente en la fatiga térmica de los insertos de acero para trabajo en caliente H13. Un precalentamiento demasiado alto o demasiado bajo acorta la vida útil de los moldes de fundición LPDC y altera la tasa de defectos de porosidad en la producción en serie de llantas de aluminio.
El intervalo de precalentamiento constante recomendado para la producción de llantas de aluminio con moldes de fundición LPDC se sitúa entre 220 y 280 ℃. Mantener el precalentamiento por debajo de 180 ℃ provoca un fuerte choque térmico; la probabilidad de que se produzcan grietas térmicas en los insertos aumenta un 38 % bajo el impacto repetido del aluminio fundido en las fundiciones de aleaciones de aluminio.
Cuando la temperatura de precalentamiento supera los 320 ℃, la capacidad general de enfriamiento del molde disminuye. Las estadísticas del taller muestran que la tasa de defectos de porosidad en las piezas fundidas aumenta un 21 % en las zonas de radios delgados de las piezas en bruto de las llantas de aluminio, debido a la ralentización de la velocidad de solidificación del metal fundido.
El molde de fundición por gravedad adopta un precalentamiento relativamente bajo, de 180 a 240 ℃. En comparación con los moldes de fundición LPDC, la velocidad de llenado es más lenta; un precalentamiento excesivo por encima de los 290 ℃ provoca defectos de contracción concentrados en las secciones de pared gruesa de la pieza fundida.
Los moldes de fundición por contrapresión (CPC) para piezas estructurales de vehículos eléctricos requieren un precalentamiento uniforme en toda la cavidad. Una diferencia de temperatura superior a 60 ℃ entre las zonas de los insertos genera tensiones térmicas desiguales y reduce la vida útil del acero para trabajo en caliente H13 en un 34 %.
La simulación CAE de Procast debe adoptar el valor real estabilizado de precalentamiento como condición inicial. Introducir una temperatura 120 ℃ inferior a la real del taller subestima la tensión térmica máxima y evalúa erróneamente el riesgo de fisuración térmica de los insertos del molde de fundición LPDC.
La velocidad de aumento de la temperatura durante el precalentamiento debe controlarse a ≤45 ℃/h. El calentamiento rápido provoca un gradiente de temperatura entre el interior y el exterior de los insertos H13 de gran tamaño; la tensión térmica residual se acumula y acelera la aparición precoz de grietas tras 1000-1400 ciclos de fundición.
La irregularidad en el precalentamiento del molde suele deberse a defectos en la disposición de los calentadores. El 27 % de los fallos prematuros localizados en los insertos se deben a zonas frías parciales, incluso si la lectura media global del precalentamiento se encuentra dentro de las especificaciones nominales para la producción de llantas de aluminio.
El precalentamiento del molde debe alcanzar el equilibrio térmico antes de iniciar la producción en serie. El mero hecho de esperar a la lectura del termómetro de superficie no garantiza la temperatura interna del inserto; se recomiendan un mínimo de 8 a 12 ciclos de precalentamiento en vacío para los moldes de fundición LPDC.
Tras una parada prolongada de más de 8 horas, no se puede omitir el procedimiento de precalentamiento. La temperatura del núcleo del inserto desciende considerablemente; iniciar directamente la fundición provoca un daño por choque térmico equivalente al de un arranque a baja temperatura en un molde de fundición por gravedad.
Los insertos de acero para trabajo en caliente H13 nitrurado son sensibles a las fluctuaciones bruscas de temperatura. Los ciclos repetidos de arranque en frío (más de 6 veces) aceleran el desprendimiento de la capa de nitruración, lo que aumenta el riesgo de adherencia superficial y la probabilidad de defectos de porosidad indirecta en la fundición de moldes para piezas estructurales de vehículos eléctricos.
El registro de la temperatura de precalentamiento debe formar parte del registro diario de operaciones de la fundición de aleaciones de aluminio. Una desviación continua fuera del intervalo de 220-280 ℃ requiere una inspección del equipo para solucionar el mal funcionamiento del sistema de calentamiento de los moldes de fundición LPDC.
(Número de palabras: 895)
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el intervalo de temperatura de precalentamiento estable para los moldes de fundición LPDC de llantas de aluminio?
R: 220-280 ℃; evita un fuerte choque térmico y una capacidad de enfriamiento insuficiente.
P: ¿Qué riesgo existe si el precalentamiento del molde LPDC se mantiene por debajo de los 180 ℃?
R: La probabilidad de fisuración térmica de los insertos de H13 aumenta aproximadamente un 38 %.
P: ¿Qué rango de precalentamiento es adecuado para la producción de moldes de fundición por gravedad?
R: 180-240 ℃; un precalentamiento elevado induce fácilmente defectos de contracción en las paredes gruesas.
P: ¿Cuál es la velocidad de calentamiento máxima permitida para los insertos de molde de H13 de gran tamaño?
R: La velocidad de calentamiento debe controlarse a ≤45 ℃/h para reducir la tensión térmica interna.
P: ¿Cuántos ciclos de precalentamiento en vacío son necesarios antes de iniciar la producción en serie mediante LPDC?
R: Entre 8 y 12 ciclos en vacío para alcanzar el estado de equilibrio térmico completo de los insertos.
P: ¿Qué daños puede causar un arranque en frío repetido a los insertos de H13 nitrurados?
R: Más de 6 arranques en frío aceleran el desprendimiento de la capa de nitruración y aumentan el riesgo de adherencia superficial.
P: ¿Cuál es la diferencia de temperatura máxima permitida en el precalentamiento de la cavidad del molde CPC?
R: La diferencia de temperatura local no debe superar los 60 ℃ entre los distintos insertos del molde.
