Un sistema de alimentación adecuado elimina la porosidad por contracción en los puntos calientes en las zonas de unión entre paredes delgadas y gruesas. La secuencia de solidificación, la fase de mantenimiento de la contrapresión, la retención térmica del canal de entrada y el enfriamiento del molde deben coordinarse en el diseño de moldes para fundición por LPDC, por gravedad y por contrapresión (CPC).
Principio básico de alimentación: solidificación direccional. La sección de pared delgada se solidifica antes; el punto caliente de la unión gruesa se solidifica más tarde y mantiene la conexión con el canal de subida antes de la solidificación completa, lo que es fundamental para el control de calidad de la fundición de piezas estructurales mediante el proceso EV.
La duración de la presión de mantenimiento en la fundición por contrapresión (CPC) es un parámetro crítico. La presión de mantenimiento debe mantenerse hasta que el canal de alimentación se haya solidificado por completo. Una liberación prematura de la presión corta el canal de alimentación; la zona del punto caliente pierde el suministro de metal fundido y genera porosidad por contracción en el molde de fundición por contrapresión (CPC).
El análisis del gradiente de tiempo de solidificación de Procast evalúa la continuidad de la trayectoria de alimentación. Cuando el gradiente de tiempo de solidificación se invierte, el canal de alimentación se solidifica antes que el punto caliente de la pieza; ni siquiera una contrapresión elevada puede suministrar material fundido de alimentación para el desarrollo de moldes de fundición por gravedad.
Diseño de la retención térmica del canal de alimentación: mantener la sección transversal del canal de alimentación mayor que la sección del punto caliente de la pieza. El canal de alimentación debe solidificarse más tarde que el punto caliente de la pieza; un canal de alimentación de dimensiones insuficientes se solidifica rápidamente y pierde capacidad de alimentación en el diseño de moldes de aluminio para llantas mediante fundición LPDC.
La optimización del enfriamiento local se adapta a la disposición de la alimentación: reforzar el enfriamiento en las zonas de paredes delgadas para acelerar su solidificación; evitar enfriar en exceso directamente el punto caliente de las uniones gruesas. Una disposición incorrecta del enfriamiento interrumpe la secuencia de solidificación direccional en los moldes de piezas estructurales para vehículos eléctricos.
Control de la distancia de los canales de refrigeración internos en la zona de unión gruesa: distancia entre el canal y la superficie de la cavidad de 20-24 mm. Una distancia demasiado corta provoca un enfriamiento excesivo y bloquea la vía de alimentación; una distancia demasiado grande no logra suprimir el pico de temperatura del punto caliente en los moldes de fundición por contrapresión (CPC).
Diseño de la sección transversal del cuello de desbordamiento del canal de alimentación: el espesor del cuello no debe ser inferior a 1/3 de la dimensión de la unión gruesa adyacente de la pieza fundida. Un cuello demasiado estrecho se solidifica prematuramente y aísla la función de alimentación del canal de alimentación para la optimización del sistema de entrada y canal de alimentación en moldes de fundición por gravedad.
Selección de la magnitud de la presión de mantenimiento de contrapresión: una presión de mantenimiento excesiva no puede compensar una vía de alimentación interrumpida. Si el canal de alimentación ya se ha solidificado, una presión más alta solo aumenta la carga sobre el inserto sin eliminar la porosidad por contracción en la producción en serie de moldes de fundición LPDC.
Error de diseño habitual: colocar la ranura de ventilación directamente en el punto caliente de la unión gruesa. La ranura de ventilación acelera la disipación local del calor, la solidificación prematura de la capa superficial del punto caliente, sella la cavidad interna de contracción y agrava el defecto de contracción en los moldes de fundición de aluminio.
Flujo de trabajo de validación: simular primero la secuencia de solidificación, a continuación ajustar la disposición de refrigeración del molde y, por último, confirmar el tiempo mínimo de mantenimiento de CPC requerido mediante el análisis de muestras de ensayo. Los resultados de la simulación deben verificarse mediante la inspección de secciones reales de la pieza fundida para los lotes de piezas estructurales de vehículos eléctricos (EV).
Nota sobre las especificaciones de proyectos transfronterizos: el rendimiento del sistema de alimentación no puede evaluarse únicamente por su aspecto. La prueba de aceptación debe incluir el corte de la pieza fundida o una inspección no destructiva mediante tomografía computarizada (XCT) para verificar la ausencia de contracción interna, de acuerdo con la norma de aceptación previa a la entrega del molde.
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Preguntas frecuentes
P: ¿Qué principio de solidificación del núcleo sustenta el diseño eficaz del sistema de alimentación por canal de alimentación?
R: Establecer una solidificación direccional; el punto caliente se solidifica más tarde que el canal de alimentación.
P: ¿Qué riesgo se produce si la contrapresión de mantenimiento del CPC se libera demasiado pronto?
R: El canal de alimentación se solidifica y corta el suministro de metal fundido, lo que provoca porosidad por contracción en el punto caliente.
P: ¿Qué requisito básico de la sección del canal de alimentación garantiza una capacidad de alimentación continua?
R: La sección transversal del canal de alimentación debe ser mayor que la dimensión de la sección transversal del punto caliente de la pieza fundida.
P: ¿Qué rango de distancia entre el canal de enfriamiento y la cavidad se aplica a la zona del punto caliente de una unión gruesa?
R: Mantener entre 20 y 24 mm; evitar el enfriamiento excesivo o un efecto de control térmico insuficiente.
P: ¿Cuál es el requisito mínimo de espesor del cuello para la estructura del cuello de desbordamiento del canal de subida?
R: El espesor del cuello no debe ser inferior a 1/3 del espesor de la unión gruesa de la pieza fundida adyacente.
P: ¿Puede el aumento de la presión de mantenimiento del CPC eliminar la porosidad por contracción cuando la vía de alimentación está bloqueada?
R: No; una presión más alta solo aumenta la carga sobre el molde sin solucionar el problema del canal de alimentación solidificado.
P: ¿Por qué debe evitarse colocar la ranura de ventilación directamente en el punto caliente de la unión gruesa de la pieza fundida?
R: La ventilación acelera el enfriamiento local de la superficie, sellando la cavidad de contracción interna y agravando el defecto.
