Moldes de fundição de baixa pressão para o cubo da roda do caminhão: Processo LPDC e seleção de ferramentas de fundição de liga de alumínio

Moldes de fundição de baixa pressão para o cubo da roda do caminhão: Processo LPDC e seleção de ferramentas de fundição de liga de alumínio

A produção do cubo da roda do caminhão exige a uniformidade do canal de resfriamento do molde LPDC, pois o controle térmico desigual aumenta a taxa de sucata em 32% na fundição de liga de alumínio em massa. Este artigo analisa a estrutura do molde, os parâmetros do processo e os padrões de aquisição para a fabricação de moldes de rodas com soluções de moldes da Xinfeng.

A seleção de aço do molde decide diretamente a vida útil total dos moldes de fundição a pressão baixa. Os dados mostram que o aço de trabalho a quente H13 pode suportar 18.000 ciclos de fundição antes do grande reparo da cavidade. A alta resistência à fadiga térmica reduz a rachadura da superfície sob ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento de fusão de alumínio.

O layout do canal de refrigeração para o molde do cubo da roda do caminhão controla a sequência de solidificação. Um espaçamento de canal maior que 45 mm cria pontos quentes e aumenta a probabilidade de porosidade de encolhimento em 27%. O projeto de refrigeração em espiral paralela equilibra a temperatura do molde dentro de ± 25 ℃ durante a produção contínua de LPDC.

Projeto de transição de filete na cavidade do cubo da roda reduz a concentração de tensão. Cantos afiados abaixo de R2.5 desencadeam microrachaduras após 7.000 tiros, encurtando a vida útil do molde. Os raios lisos nas intersecções das costelas reduzem o risco de rasgamento a quente da fundição de liga de alumínio durante a solidificação.

O molde de fundição a pressão (CPC) fornece fundições de cubo mais densas para caminhões de carga pesada. A janela de pressão diferencial CPC de 0,15-0,5 MPa suprime o gás preso, cortando a taxa de rejeição de porosidade interna em 41% em comparação com o molde LPDC padrão para o cubo da roda.

Moldes de fundição por gravidade se encaixam no desenvolvimento de protótipo de roda de caminhão de baixo volume. A fundição por gravidade depende do auto-peso do fuso com pressão estática de 0,003-0,008 MPa. Requer uma estrutura de ferramentas mais simples, mas o tempo de ciclo se estende em 62% em comparação com a produção em massa LPDC.

A tolerância dimensional da cavidade deve corresponder aos requisitos de desenho do cubo da roda do caminhão. O molde Xinfeng controla a permissão final de usinagem dentro de 0,8-1,2 mm para o processamento pós-CNC. A concessão excessiva aumenta o desperdício de materiais e aumenta o custo unitário de usinagem em 14%.

A configuração da fenda de ventilação afeta a fuga de gás durante o enchimento de alumínio. A profundidade da fenda mantida em 0,12-0,18 mm evita o flash de alumínio enquanto esgota o ar da cavidade. As aberturas bloqueadas causam defeitos de fechamento a frio e reduzem a resistência à fadiga da fundição em 19%.

A temperatura de pré-aquecimento dos moldes de fundição a pressão de baixa pressão é crítica para a estabilidade do primeiro tiro. O pré-aquecimento do molde abaixo de 280 ℃ aumenta os defeitos de fechamento a frio em 36% na superfície da flange do cubo da roda. O pré-aquecimento estável entre 300 ℃ e 360 ℃ garante um fluxo de fusão consistente.

O cronograma de manutenção do revestimento do molde preserva a qualidade da superfície. O revestimento do agente de liberação a cada 120 ciclos reduz a adesão de solda entre a liga de alumínio e a cavidade. Saltar o revestimento leva ao aumento da rugosidade da superfície e ao trabalho extra de polimento.

A validação da simulação antes do ensaio do molde corta os tempos de iteração da amostra. A simulação ProCAST pode prever 89% do potencial encolhimento e defeitos de gás antes da usinagem. Isso reduz a quantidade de fundição de ensaio físico e encurta o ciclo de desenvolvimento para a fabricação de moldes de rodas.

As equipes de aquisição devem distinguir os moldes LPDC, CPC e fundição por gravidade de acordo com a meta de produção anual. O volume anual de mais de 50.000 cubos de caminhões normalmente seleciona moldes de fundição a pressão baixa. O tamanho do lote abaixo de 3.000 unidades muitas vezes usa moldes de fundição por gravidade para controle de custos.

A compensação de expansão térmica deve ser reservada no projeto da cavidade. O coeficiente de expansão linear da liga de alumínio é 23,5 × 10 ⁻⁶ /℃. Sem compensação, a dimensão acabada a temperatura ambiente desvia da tolerância após o resfriamento em mais de 0,2 mm.

O sistema de ejeção de molde precisa de distribuição de força equilibrada na fundição do cubo da roda do caminhão. A força de ejeção desigual acima de 120 kN cria distorção de fundição após o desmolde. O layout simétrico do pino do ejetor mantém a planicidade da parte dentro de 0,15 mm para a face de montagem do cubo.

A tolerância da superfície de vedação do molde de fundição a pressão de contrapressão do CPC impacta diretamente a integridade da fundição. O desvio da face de vedação acima de 0,21 mm causa vazamento de gás protetor, aumentando a taxa de rejeição de inclusão de óxido em 47%. Moção de superfície e lapping são necessários para faces de juntas de molde CPC.

A padronização da base do molde encurta o tempo de entrega. O molde Xinfeng usa bases de molde padronizadas para ferramentas do cubo da roda, cortando o prazo de entrega total de fabricação em 21 dias. Os componentes padronizados também simplificam a substituição de peças sobressalentes e a manutenção no local.

A inspeção de matérias-primas para o aço do molde evita riscos de qualidade escondidos. 100% verificação do material PMI antes da usinagem impede a qualidade do aço misturado. O aço não certificado pode levar a rachaduras térmicas prematuras após apenas 3.000 ciclos de fundição.

Tratamento térmico da cavidade do molde controla a faixa de dureza. A dureza alvo do molde H13 HRC 44-48 equilibra a resistência ao desgaste e a dureza. A dureza superior ao HRC50 aumenta a fragilidade e o risco de rachadura sob o ciclo térmico na fundição de alumínio.

Especificação de reparação pós-solda para molde de roda LPDC requer alívio de tensão. A área soldada sem tratamento de alívio de tensão tem um risco 55% maior de re-rachadura após ciclos térmicos. O L