Cos'è la Fonderia? La tua guida completa alla definizione di fonderia

Cosa significa fonderia?

Cos'è una fonderia? Le fonderie sono fabbriche specializzate che forniscono servizi di fusione dei metalli. Svolgono un ruolo vitale nella nostra vita e nell'economia moderna, poiché molti componenti vengono prodotti in queste fonderie.

Per definire una fonderia, è una fabbrica manifatturiera che produce getti fondendo il metallo, mettendo il metallo fuso in uno stampo e quindi formando le parti finali.

Essendo uno dei metodi di produzione più antichi del mondo, la fusione dei metalli in fonderia ha una ricca storia secolare. Nonostante la sua età, il settore si è evoluto, adottando tecnologie e processi avanzati. Le fonderie moderne sfruttano la progettazione assistita da computer (CAD), la robotica e la simulazione digitale per migliorare la precisione e l'efficienza nei processi di fusione.

Negli Stati Uniti ci sono oltre 2,500 fonderie, soprattutto nei settori ad alta tecnologia. A livello globale, il numero arriva a decine di migliaia, a dimostrazione dell’importanza del settore. Nello specifico, l'industria della fusione cinese svolge un ruolo chiave a livello globale, con molte fonderie di alta qualità e una catena di fornitura completa.

La tecnologia ha rivoluzionato il settore della fonderia e l’enfasi sulla sicurezza e sulle procedure standardizzate ha trasformato il settore. Le fonderie oggi non sono più come quelle di 50 anni fa.

Allora, qual è la fusione di metalli in fonderia? Ecco una spiegazione esaustiva di tutto quello che c'è da sapere sulla fonderia.

Quali sono i diversi tipi di fonderie in base al metallo?

Poiché le fonderie fondono il metallo per produrre i componenti metallici finali utilizzati per i settori industriali, il tipo di metallo utilizzato è un elemento fondamentale di distinzione tra i diversi tipi di fonderie.

ghisa è uno dei metalli più comunemente trattati per le fonderie, ampiamente utilizzato nei macchinari edili, nei macchinari agricoli e nelle attrezzature minerarie.

La fonderia di colata di acciaio è un altro importante tipo di fonderia, che tipicamente produce parti in acciaio come acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, acciaio al manganese.

Oltre al ferro e all'acciaio, l'alluminio è un tipo di metallo in crescita per le fonderie di colata, da quando l'automobile si sta trasformando in veicoli elettrici. Le tradizionali fonderie di ferro e acciaio stanno subendo un duro colpo, perché i pezzi in ferro e acciaio sono troppo pesanti rispetto ai pezzi pressofusi in alluminio.

Infine, ci sono altre fonderie di leghe che lavorano getti di ottone, nichel e bronzo. La fonderia consente la libertà di progettare con forme, dimensioni e materiali desiderati.

Tipi di fonderia di fusione di metalli per processi

Diversi tipi di processi di fusione dei metalli definiscono la fonderia di fusione dei metalli, ciascuno con le sue caratteristiche e applicazioni. Ecco alcuni tipi comuni di processi di fonderia di fusione di metalli:

  1. Fonderia di colata in sabbia: La fusione in sabbia è uno dei metodi di fusione più diffusi. Implica l'utilizzo di una miscela di sabbia e legante per creare stampi. Questo metodo è flessibile e si adatta a vari metalli, rendendolo ideale per la produzione di parti grandi e complesse che non richiedono superfici precise.
  2. Fonderia di microfusione: Noto anche come fusione a cera persa, questo processo prevede la creazione di un modello in cera, il rivestimento con un guscio e quindi la fusione della cera per lasciare una cavità in cui versare il metallo. Viene utilizzato per parti complicate e dettagliate, spesso con un elevato grado di precisione e resistenza.
  3. Fonderia per stampaggio conchiglie: Lo stampaggio in conchiglia è il tipo più trendy al giorno d'oggi ed è una variante della fusione in sabbia che utilizza una sabbia rivestita di resina prerivestita con un sottile guscio di resina termoindurente. Questo processo fornisce finiture superficiali e precisione dimensionale migliorate rispetto al processo di fonderia con fusione in sabbia.
  4. Fonderia di pressofusione: Nella pressofusione, il metallo fuso viene spinto nella cavità dello stampo ad alta pressione. Questo processo è noto per la produzione di parti con elevata precisione e finiture superficiali lisce. È comune per la produzione di parti di automobili e di elettronica di consumo.
  5. Fonderia di colata centrifuga: Questo processo prevede la rotazione di uno stampo ad alta velocità mentre si versa al suo interno il metallo fuso. La forza centrifuga distribuisce il metallo in modo uniforme, creando parti con alta densità e pochi difetti. Viene utilizzato per la produzione di tubi, tubi e parti cilindriche.
  6. Fonderia di colata a schiuma persa: In questo processo, viene costruito un modello di schiuma e poi sepolto nella sabbia. Quando il metallo viene colato nello stampo, la schiuma evapora, lasciando una cavità per il metallo. È adatto per progetti complessi e monopezzo. Di solito è un'opzione più economica per le parti che non hanno uno standard elevato.

Il Processo Produttivo della Fonderia

Il primo passo è realizzare lo stampo di colata. Questo può cambiare a seconda del processo. Tuttavia, una volta realizzato lo stampo, il processo di produzione è simile:

  1. Preparare lo stampo e fissarlo
  2. Versare il metallo fuso nello stampo.
  3. Lascia raffreddare il metallo.
  4. Rimuovere la colata indurita dallo stampo.
  5. Rimuovere l'eventuale metallo in eccesso dalla colata finale.
  6. Il prodotto finale è lucidato e rifinito.

La realizzazione di uno stampo è la prima fase del processo di fusione del metallo. Il metallo da fondere verrà colato e raffreddato in questo stampo. La scelta del materiale per lo stampo dipende dal metallo e dalla forma desiderata del prodotto finale, la sabbia è una scelta comune. Tuttavia, i lavoratori possono anche utilizzare metalli, materiali di fusione a cera persa e altri materiali.

Metalli di vario tipo vengono utilizzati per fondere metalli di vario tipo. Cupole, archi elettrici, induzione, focolare o riverbero e crogiolo sono esempi di diversi tipi di forni. Poiché i metalli hanno proprietà diverse, richiedono input diversi. Ciascuna tipologia produce uno specifico rifiuto pericoloso.
Successivamente, quando il metallo si scioglie, viene versato nella colata precedentemente creata e lasciato raffreddare e fissare.

Per creare una cavità dello stampo, sabbia silicea, umidità, oli e sabbia verde si fondono insieme. La cavità viene quindi riempita di metallo. Il metallo si estrae facilmente dallo stampo una volta che si è raffreddato. Questo tipo di sabbia dovrebbe resistere a temperature e pressioni elevate, consentendo al contempo la fuoriuscita dei gas, mantenendo una piccola granulometria ed essendo non reattiva con i metalli.

Attrezzatura per progetti di fonderia

La meccanizzazione è prevalente nelle fonderie moderne. Gli apparecchi e le attrezzature necessarie per la produzione di modelli e anime, per la fusione e lo stampaggio possono essere facilmente reperiti nelle moderne fonderie. Enormi forni fusori, trasportatori, siviere, gru, carrelli elevatori e navi di trasferimento sono tra gli elementi dell'elenco. Tutte le attrezzature per la lavorazione della fonderia possono resistere agli elevati livelli di calore prodotti in un'acciaieria.
I metalli determinano il tipo di attrezzatura utilizzata da una fonderia;

  1.  I forni elettrici ad arco sono adatti per la lavorazione dell'acciaio
  2.  È più probabile che un forno a induzione venga utilizzato da una fonderia focalizzata sul rame.

Le dimensioni di un forno possono variare da una piccola unità da tavolo a una che pesa diverse tonnellate. La scala di produzione varia da un quarto di oncia a molte tonnellate. Le macchine per la modellistica e lo stampaggio e la maggior parte delle altre attrezzature per fonderia hanno lo stesso modello e variabilità di dimensioni.

fonderie di colata
sabbia metallica

Tipi di forni da fonderia

Prima di iniziare con i dettagli del processo di fonderia, esamina i diversi tipi di forni per fonderia utilizzati dall'industria della fonderia per modellare i metalli.

  1. Forni ad induzione; offrire alta qualità e facilità d'uso.
  2. Forni a crogiolo; resistere alle alte temperature
  3. Forni a cupola
  4. Forni elettrici ad arco

Perdite di processo di fonderia

I rifiuti di fonderia sono determinati dal tipo principale di metallo e dal processo di fonderia.

  • I maggiori inquinatori sono soprattutto i rifiuti gassosi. Sono tutti presenti metalli, molecole organiche semivolatili e composti organici volatili. Questi gas possono essere catturati utilizzando sistemi di controllo delle emissioni.
  • L'acqua utilizzata per congelare i metalli può provocare rifiuti liquidi nelle fonderie. Inoltre, anche l’acqua per la pulizia dei pavimenti e altre operazioni di manutenzione può creare rifiuti liquidi. È possibile costruire un impianto di trattamento dell'acqua per prevenire gli sprechi d'acqua.
  • Scorie, sabbia, materiali refrattari di scarto e polveri per la riduzione delle emissioni sono tutte fonti di rifiuti solidi. A questo scopo vengono utilizzati il ​​recupero della sabbia, il recupero della sabbia secca, il recupero della sabbia bagnata, il recupero della sabbia di attrito e altri processi. La sabbia può essere riutilizzata anche per altri scopi.
  • Una fonderia produce anche scorie ed emissioni come rifiuti. Questi possono essere riciclati direttamente nel forno per raccogliere il metallo recuperabile. La zincatura termica e la nichelatura chimica sono altri due metodi di fonderia unici.

Tipi di sabbia da fonderia

Di seguito sono elencate le sabbie da fonderia più comunemente utilizzate:

colata in sabbia

1. Sabbia verde

Queste varietà di sabbia da fonderia dovrebbero soddisfare i seguenti requisiti:

  • Dovrebbe avere un eccellente legame verde, il che significa che deve mantenere la forma modellata mentre è ancora bagnato.
  • Altamente refrattari, cioè resistenti al calore, e
  • Non possono contenere contaminanti che potrebbero indurre croste sulle superfici dell'involucro.

L'esistenza di una qualche forma di sostanza argillosa determinerà la qualità di legame di tale sabbia, che conterrà un'elevata quantità di silice. Le sabbie naturali per stampaggio sono quelle che sono accettabili come trovate.

Sabbia di resina

2. Di fronte alla sabbia

Sono necessari vari materiali per proteggere le superfici degli stampi dal metallo fuso e agevolare la produzione di facce di fusione lisce. La sabbia da stampaggio è intrinsecamente resistente al fuoco. Tuttavia, gli operatori possono modificarlo in diversi modi per evitare che il metallo penetri nella fusione. Possiamo aggiungere piccole quantità di coke, bitume o polvere di carbone alla sabbia di rivestimento che entra in contatto con il metallo.

Spolverando la faccia dello stampo con talco (gesso francese) o spruzzando o spazzolando plumbago o zircone in una soluzione liquida dopo che il disegno è stato rimosso.

acciaio al carbonio2

3. Sabbia centrale

La sabbia per anime è un tipo di sabbia utilizzata per realizzare tutti i tipi di anime utilizzate all'interno degli stampi per generare fori o fessure nelle fusioni. Le seguenti caratteristiche devono essere presenti nelle sabbie del nucleo:

  • Il legame verde
  • Le qualità di un legame secco sono che mantiene la sua forma dopo che si è asciugato completamente.
  • Deve avere permeabilità, il che significa che deve consentire ai gas di fuoriuscire rapidamente.
  • Deve collassare rapidamente dopo la colata in modo che l'anima possa essere rimossa.
parte della valvola per microfusione

4. Sabbia silicea

Per risolvere la mancanza di un legame organico nella sabbia silicea, creano un nucleo di sabbia bituminosa, mescolandolo con destrina e acqua per formare un legame verde. L'olio di semi di lino è un'altra opzione, ma dopo la cottura forma un legame secco anziché verde. Questo processo rende la sabbia più porosa, garantendo che non sia troppo solida per rilasciare un po' di pressione mentre la fusione si raffredda, ma non così dura da rendere difficile la rimozione.

Vantaggi del design del centro di fonderia

I vantaggi più evidenti e comuni dei design dei centri di fonderia sono:

  • Disegni complessi sono possibili con applicazioni di colata
  • La fusione moderna della fonderia è efficiente
  • Prodotti di alta qualità da fonderia Casting
  • Un buon fornitore di servizi attenua i difetti
  • La fonderia fornisce risultati più dettagliati rispetto a qualsiasi altro settore, inclusa la tornitura

Dai un'occhiata alle applicazioni di seguito in cui il processo di fonderia sta facendo miracoli.

Le fonderie forniscono articoli in metallo per l'industria ferroviaria, inclusi tubi, parti di motori, componenti di motori e altri macchinari pesanti. La fusione viene utilizzata per realizzare quasi tutti gli oggetti di metallo.

Le fonderie sono luoghi in cui i metalli possono fondersi in particolari forni e poi colare negli stampi per creare un prodotto. Le fonderie sono generalmente classificate in base al tipo di metallo con cui lavorano, come una fonderia di ferro, una fonderia di ottone, una fonderia di bronzo e così via.

Nella fusione vengono utilizzati rame, alluminio, acciaio, ferro, bronzo e altre leghe. Tipicamente, le fonderie sono specializzate in uno o più tipi di metallo. La pressofusione per gravità è un metodo per produrre getti versando metallo fuso in stampi di sabbia.

Utilizzano anche altri metodi di fusione, come la pressofusione per gravità e compressione e la pressofusione centrifuga. Nella pressofusione, il metallo stampato opera nella fabbricazione di tubi e altri prodotti correlati. Uno stampo rotante in cui viene versato il metallo liquido costringe il metallo a diffondersi verso l'esterno e attraverso i contorni dello stampo.

le tendenze
le tendenze

I dati di cui sopra provengono da Google Trends – 2019-2022

Tendenze del settore della fonderia

Il settore della fonderia sta subendo alcuni cambiamenti epocali che avranno un impatto sulla qualità e sui prezzi per gli utenti finali. La tecnologia della fonderia è progredita nel tempo e le attività fondamentali della fonderia sono variate e cambiate. Nel complesso, la scala, la meccanizzazione e il perfezionamento in loco sono i temi più importanti.

I nuovi forni sono più significativi, più robusti e più efficienti rispetto alle generazioni precedenti. Nonostante abbiano meno fonderie di India e Giappone, gli Stati Uniti producono la seconda più grande quantità di metallo fuso a livello globale, con 12,250,000 tonnellate.

La Cina supera notevolmente la concorrenza con una produzione annua di circa 44,500,000 di tonnellate. Per un elenco dei migliori produttori di getti, dai un'occhiata a questo guida sulle migliori fonderie di fusione di acciaio in Cina.

Sebbene il costo delle materie prime sia diminuito, principalmente rottami metallici riciclati, l'azienda continua a lottare con i profitti a causa del costo del lavoro in rapido aumento. L'aumento del costo del lavoro è uno stimolo primario per l'automazione, che è particolarmente importante in fonderia perché pericolosa e spiacevole per l'uomo. Parti di automobili, ruote ferroviarie e altre parti di colata producibili in serie potrebbero trarre vantaggio da una svolta nell'automazione delle fonderie.

Domande Frequenti

Cosa riserva il futuro di Foundry?

L'alluminio è in aumento nel futuro della fonderia. I sistemi specifici per l’alluminio devono combinarsi armoniosamente per soddisfare le richieste del mercato globale in via di sviluppo per le fusioni di alluminio complesse. Le auto e le motociclette ad energia rinnovabile utilizzano la fusione di alluminio. L'acciaio inossidabile rimarrà la scelta migliore per le fusioni che richiedono alta qualità e elevate proprietà meccaniche.

Qual è la differenza tra un progetto di fonderia e una società di fusione?

Nella maggior parte dei casi, sono sinonimi, a meno che l'azienda di fusione non fornisca solo servizi di commercio di parti di fusione senza capacità di produzione. I servizi di fusione dell'acciaio sono forniti dalle fonderie, che sono fabbriche. Le fonderie producono getti come risultato finale.

In un progetto di fonderia, cosa succede?

I progetti di fonderia sono solitamente progetti di fusione personalizzati tra gli acquirenti di parti fuse e le fonderie di fusione, costituiti da sviluppo di nuovi prodotti, campionamento e test di parti metalliche e produzione di massa.

Quali sono i componenti di una fonderia?

Tra le voci dell'elenco figurano grandi forni fusori, carrelli elevatori, gru, siviere, nastri trasportatori e navi di trasferimento.

Come si chiama un operaio di fonderia?

I dipendenti più qualificati della fonderia sono modellisti, modellatori manuali e creatori di anime manuali. Spesso apprendono le loro abilità attraverso programmi ufficiali di apprendistato che durano circa quattro anni.

Di cosa è fatta la sabbia da fonderia?

La sabbia da fonderia è in genere composta da sabbia silicea o sabbia di lago pulita, di dimensioni costanti e di alta qualità, legata per creare stampi per getti di metallo (ferro e acciaio) e non ferrosi (rame, alluminio e ottone).

Sommario

Tradizionalmente gli ambienti delle fonderie sono caldi e sudati. Avrai bisogno di elmetti protettivi, protezioni per gli occhi, visiere, indumenti spessi placcati in alluminio e altri indumenti protettivi. Le fonderie utilizzano tetti alti per consentire la circolazione dell'aria fresca. Le moderne fonderie hanno adottato nuove attrezzature e nuovi design di fabbrica per rendere le condizioni di lavoro più amichevoli. Dawang Gruppo di casting ha costantemente investito risorse per migliorare le strutture e la tecnologia di fusione, diventando leader nel settore dei servizi di fusione

Oggi il processo di fonderia è un processo metallurgico cruciale. Con questo si conclude la nostra discussione sulla definizione di processo di fonderia, applicazioni, tipi, attrezzature, sabbia e procedure.

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