El rendimiento de los canales de refrigeración influye directamente en el rendimiento de las piezas acabadas de los moldes de fundición por gravedad. La diferencia en el campo de temperaturas, el parámetro de caudal de agua y la extensión de los puntos calientes son índices cuantificables para la evaluación de la calidad de los moldes de piezas estructurales de vehículos eléctricos.
La diferencia de temperatura local máxima en el interior del molde de fundición por gravedad debe mantenerse por debajo de los 85 ℃ en condiciones de producción estable. Una diferencia de temperatura superior a 110 ℃ produce puntos calientes evidentes y aumenta en un 36 % la tasa de defectos de porosidad en la fundición relacionados con la contracción en los moldes de piezas estructurales de vehículos eléctricos.
El caudal de agua de cada circuito de refrigeración debe mantenerse en un valor ≥8 L/min en las zonas de paredes gruesas del molde de fundición por gravedad. Si el caudal desciende por debajo de 5 L/min, la eficiencia del intercambio térmico se reduce en un 47 %, lo que prolonga el tiempo de solidificación de las zonas locales con puntos calientes en la fundición de aleaciones de aluminio.
El mapa de nube de campo de temperatura de Procast CAE muestra el tamaño y la ubicación de los puntos calientes. Una zona de puntos calientes que supere los 35 mm de diámetro en la sección gruesa de la pieza fundida indica una capacidad de enfriamiento insuficiente; es necesario optimizar la estructura del molde antes de la producción en grandes lotes de piezas estructurales para vehículos eléctricos.
La distancia entre los canales de refrigeración y la superficie de la cavidad debe mantenerse entre 16 y 22 mm en los moldes de fundición por gravedad. Una distancia inferior a 14 mm aumenta el riesgo de agrietamiento térmico del acero para trabajo en caliente H13; por encima de 24 mm no se consigue una disipación eficaz del calor en las piezas de fundición de paredes gruesas.
La diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del agua de refrigeración suele situarse entre 8 y 14 ℃. Si ΔT se mantiene por debajo de 5 ℃ con un caudal nominal, ello implica que la transferencia de calor real es insuficiente para la zona correspondiente de la cavidad del molde de fundición LPDC.
En las zonas de transición de pared delgada a gruesa de los moldes de piezas estructurales para vehículos eléctricos, se requiere una disposición de refrigeración parcialmente densa. Sin una refrigeración mejorada, se forman fácilmente puntos calientes en las uniones; las estadísticas muestran que el 29 % de los defectos de contracción en la fundición por gravedad se localizan en las posiciones de transición del espesor de pared.
Es necesario evaluar periódicamente el riesgo de obstrucción de los canales de refrigeración. Tras 1000-1400 ciclos de fundición, la acumulación de incrustaciones puede reducir el diámetro interior efectivo; una caída del caudal superior al 25 % indica la necesidad de limpiar los circuitos de refrigeración del molde de fundición por gravedad.
El espesor de la pared del inserto de la cavidad debe coordinarse con la disposición de los canales de refrigeración. Un espesor de pared inferior a 15 mm conlleva riesgo de deformación térmica, incluso si los parámetros de los canales de refrigeración satisfacen los requisitos de caudal para la producción en serie de llantas de aluminio.
La diferencia en el tiempo de solidificación, prevista por simulación, entre zonas de fundición adyacentes no debe superar los 22 s. Una diferencia mayor en el tiempo de solidificación genera un déficit de alimentación, lo que da lugar a defectos de porosidad dispersos en el interior de las piezas estructurales EV fundidas en moldes de fundición por gravedad.
La desviación en la posición de los canales de enfriamiento, inspeccionada mediante una máquina de medición por coordenadas (CMM), no debe superar los ±1,5 mm. La desviación posicional provoca una deficiencia de enfriamiento local, incluso cuando el diámetro del canal, el caudal y la distancia a la cavidad se ajustan a las especificaciones del plano.
La evaluación exhaustiva combina los resultados del CAE de Procast, los datos de flujo y temperatura in situ y el análisis de secciones de fundición de pruebas piloto. El cumplimiento de un único índice no puede garantizar el rendimiento global de enfriamiento en proyectos complejos de moldes de fundición por gravedad.
(Número de palabras: 890)
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la diferencia de temperatura interna máxima permitida en un molde de fundición por gravedad?
R: Debe mantenerse por debajo de los 85 ℃; por encima de los 110 ℃, la tasa de porosidad por contracción aumenta en un 36 %.
P: ¿Cuál es el caudal mínimo de agua para los circuitos de enfriamiento de paredes gruesas de un molde de fundición por gravedad?
R: No debe ser inferior a 8 L/min; un caudal inferior a 5 L/min reduce el intercambio de calor en un 47 %.
P: ¿Qué diámetro de punto caliente indica una capacidad de enfriamiento insuficiente?
R: Un punto caliente de más de 35 mm de diámetro requiere la optimización de la estructura de enfriamiento del molde de fundición por gravedad.
P: ¿Cuál es el rango de diferencia de temperatura entre entrada y salida para un funcionamiento normal del circuito de refrigeración?
R: Entre 8 y 14 ℃; un ΔT inferior a 5 ℃ suele indicar una eliminación de calor real insuficiente.
P: ¿Cuál es el umbral de ciclos para evaluar la acumulación de incrustaciones en los canales de refrigeración de los moldes de fundición por gravedad?
R: Evalúa el riesgo de incrustaciones tras 1000-1400 ciclos de fundición de producción continua.
P: ¿Cuál es el umbral de diferencia en el tiempo de solidificación para zonas de fundición adyacentes?
R: No debe superar los 22 s para evitar la falta de alimentación y la porosidad por contracción.
P: ¿Puede un único parámetro verificar el rendimiento de los canales de refrigeración de los moldes de fundición por gravedad?
R: No; hay que combinar la simulación, los datos de caudal y temperatura y el análisis de secciones de pruebas experimentales.
