La fusione, come una delle prime tecniche di formatura dei metalli padroneggiata dall'umanità, si è sviluppata nel corso di migliaia di anni di civiltà. Dalla primitiva creazione manuale di stampi-alla moderna fusione intelligente, ogni innovazione tecnologica è stata profondamente legata alle richieste sociali, al progresso dei materiali e all'innovazione degli strumenti, formando un sistema tecnologico ricco e diversificato.
1. Colata in sabbia
Colata in sabbia bagnata: Utilizza sabbia argillosa bagnata per creare lo stampo. Questo metodo è a basso-costo e altamente efficiente, adatto alla produzione su larga-scala di parti semplici, come blocchi cilindri di automobili e parti di macchine agricole.
Colata in sabbia a secco: Lo stampo in sabbia viene essiccato e indurito, garantendo un'elevata resistenza. È adatto per parti complesse di dimensioni medio-{1}}a-grandi.
Colata in sabbia di vetro d'acqua: utilizza il vetro solubile come legante, offrendo un'eccellente collassabilità e adatto a materiali difficili-da-lavorare a macchina come l'acciaio inossidabile e l'acciaio alto-legato.
Colata di sol di silice: Utilizza l'impasto liquido di sol di silice come legante, garantendo un'elevata precisione e una superficie liscia. Viene utilizzato per fusioni di precisione in automobili e macchine utensili.
2. Colata speciale
Fusione a cera persa (fusione a cera persa)
La forma della parte viene replicata utilizzando un modello in cera, quindi rivestita con più strati di materiale refrattario per formare il guscio dello stampo. Il modello in cera viene quindi fuso e viene colato il metallo. Questo metodo offre un'elevata precisione (CT4-7). È adatto per parti complesse e con pareti sottili.
Colata in stampi metallici (colata in stampi duri)
Gli stampi metallici riutilizzabili (H13, acciaio) producono getti densi e dimensionalmente stabili, rendendoli adatti alla produzione in serie di leghe di alluminio e rame, come pistoni e testate.
Colata a pressione (pressofusione)
Il metallo fuso riempie lo stampo ad alta pressione (30-150 MPa) e ad alta velocità, garantendo un'efficienza estremamente elevata. È adatto per parti metalliche complesse, piccole e non ferrose come le leghe di alluminio e zinco.
Colata a bassa-pressione
Il metallo fuso riempie uniformemente lo stampo a bassa pressione (0,02-0,06 MPa), determinando una porosità minima e un'elevata densità. È comunemente usato nei cerchi in lega di alluminio e nelle testate dei cilindri.
Colata centrifuga
Il metallo viene versato nello stampo mentre ruota. La forza centrifuga spinge il metallo fuso contro la cavità dello stampo, rendendolo adatto per parti tubolari e cilindriche, come tubi dell'acqua e camicie di cilindri. I getti offrono uno spessore di parete uniforme ed eccellenti proprietà meccaniche.
Colata continua
Il metallo fuso viene continuamente iniettato in uno stampo-raffreddato ad acqua. Dopo la solidificazione, i profili come barre, piastre e tubi vengono continuamente estratti. Questo metodo è adatto per la produzione su larga-scala di profili standardizzati.
Colata sottovuoto
Il versamento in un ambiente sotto vuoto riduce la porosità e le inclusioni, rendendolo adatto per parti di precisione, come le fusioni in lega di titanio per applicazioni aerospaziali.
Colata a compressione
Il metallo fuso viene iniettato nella cavità dello stampo e solidificato sotto pressione. Questo metodo combina le caratteristiche della fusione e della forgiatura, ottenendo fusioni prive di cavità da ritiro ed elevata resistenza. Viene utilizzato per parti strutturali-portanti, come ingranaggi e staffe.
3. Altri processi speciali
Colata in stampo ceramico: Per creare la cavità dello stampo viene utilizzata una sospensione ceramica, ottenendo una precisione simile a quella della microfusione. Questo metodo è adatto per fusioni di precisione in singoli-pezzi e in piccoli-lotti, come stampi e calibri.
Colata di gesso: Come materiale del guscio viene utilizzato il gesso, che ha scarsa permeabilità all'aria ma alta precisione. Viene utilizzato per opere d'arte in lega di alluminio e parti di strumenti di precisione.
Conclusione
Dopo la rivoluzione industriale, poiché industrie come quelle dei macchinari e delle automobili richiedevano maggiore precisione e volumi di produzione, la tradizionale fusione in sabbia ha continuato ad evolversi, generando processi come la sabbia di resina e la sabbia di vetro solubile. Allo stesso tempo, tecniche di fusione specializzate come la fusione a cera persa e la pressofusione, adattate alla produzione di massa di metalli leggeri all’inizio del XX secolo, sono emerse per soddisfare la domanda di parti complesse e di precisione.
Nei tempi moderni, la tecnologia informatica ha guidato la trasformazione della fusione verso precisione e intelligenza. La tecnologia CAD/CAM consente la progettazione digitale degli stampi, il software di simulazione può prevedere i difetti di fusione e le linee di produzione automatizzate migliorano l'efficienza della pressofusione e della fusione a bassa-pressione. Anche la stampa 3D può essere utilizzata per creare stampi in sabbia o cera, consentendo una maggiore flessibilità nella fusione di parti complesse. Questa evoluzione dall'esperienza manuale alla produzione guidata dalla tecnologia- ha fatto sì che la fusione rimanesse un processo fondamentale indispensabile nella produzione industriale.
