1. Introduzione
Fusione di stampo di guscio di ferro duttile rappresenta una tecnica di fusione di precisione che unisce le proprietà meccaniche superiori della ghisa sferoidale con l'accuratezza dimensionale e la qualità superficiale della tecnologia shell moulding.
Poiché le industrie richiedono sempre più geometrie complesse, tolleranze più strette, e metodi di produzione economicamente vantaggiosi, questo processo ha acquisito importanza in settori come quello automobilistico, idraulica, macchinari, e apparecchiature elettriche.
2. Cos'è la ferro duttile?
Composizione e microstruttura
Ferro duttile è una lega di ferro, carbonio, e silicio, con un contenuto di carbonio tipicamente compreso tra 3.0% A 4.0% e silicio intorno 1.8% A 3.0%.
La caratteristica distintiva della ghisa duttile è la sua struttura di grafite sferoidale.
Durante il processo di fusione, una piccola quantità di magnesio (Generalmente 0.03% – 0.06%) oppure al ferro fuso viene aggiunto cerio.
Questi elementi trasformano le scaglie di grafite, caratteristico della ghisa grigia, in noduli sferici. Questo cambiamento nella morfologia della grafite ha un profondo impatto sulle proprietà del materiale.
Proprietà meccaniche chiave
- Alta resistenza: Il ferro duttile può raggiungere resistenze alla trazione che vanno da 400 MPa (per gradi come ASTM A536 60-40-18) a finire 800 MPa (come ASTM A536 120-90-02).
Questa resistenza lo rende adatto per applicazioni in cui l'integrità strutturale sotto carichi pesanti è fondamentale. - Duttilità: Presenta una duttilità significativa, con valori di allungamento che possono arrivare fino a 18% in alcuni gradi.
Ciò consente ai componenti in ghisa duttile di deformarsi sotto stress senza fratturarsi, migliorando la loro affidabilità in condizioni di carico dinamico. - Resistenza agli urti: La struttura nodulare della grafite agisce come minuscoli ammortizzatori all'interno della matrice. Di conseguenza, il ferro duttile ha una buona resistenza agli urti, di gran lunga superiore alla ghisa grigia.
Questa proprietà è vitale per le applicazioni in cui i componenti possono essere soggetti a urti o vibrazioni improvvisi.
Standard comuni
- ASTM A536: Ampiamente usato in Nord America, questa norma specifica i requisiti per i diversi gradi di ghisa sferoidale.
Per esempio, grado 60-40-18 indica una resistenza alla trazione minima di 60 ksi (414 MPa), un limite di snervamento minimo di 40 ksi (276 MPa), e un allungamento minimo di 18%. - IT-GJS: In Europa, la serie di norme EN-GJS definisce le proprietà e le caratteristiche della ghisa sferoidale.
Ciascun grado in questo standard è inoltre specificato dai relativi requisiti di proprietà meccanica, garantendo una qualità costante in tutto il settore. - ISO 1083 – Designazione globale per ghisa a grafite sferoidale
3. Cos'è la fusione in conchiglia?
Fondamenti di fusione in conchiglia
La fusione in conchiglia è un processo di fusione in stampi consumabili che utilizza sabbia ricoperta di resina per formare lo stampo. Il processo inizia con un modello metallico riscaldato, tipicamente realizzati in alluminio o ghisa.
Il modello viene riscaldato a una temperatura nell'intervallo di 200 – 300°C. Sabbia resinata, solitamente una miscela di sabbia silicea fine e resina fenolica termoindurente, viene quindi introdotto nel modello riscaldato.
Il calore del modello fa sì che la resina si sciolga e leghi insieme le particelle di sabbia, formando un duro, guscio sottile attorno al motivo. Una volta che il guscio si sarà indurito, viene rimosso dal modello.
Lo stampo è tipicamente composto da due metà, noto come il fronte e il trascinamento, che vengono assemblati per creare la cavità nella quale verrà colato il metallo fuso.
Flusso del processo passo-passo della fusione in conchiglia di ghisa duttile
Preparazione del modello:
Il modello in metallo è progettato con precisione per adattarsi alla forma desiderata della fusione finale.
Indennità di ritiro, tipicamente in giro 1.5% – 2.5% per ghisa sferoidale, sono incorporati nel disegno del modello per tenere conto della contrazione del metallo durante la solidificazione.
Angoli di sformo, solitamente nell'intervallo 0,5° – 1°, vengono aggiunti per garantire una facile rimozione del guscio dal modello.
Formazione di shell:
Il modello preriscaldato viene inserito in una macchina dove viene applicata la sabbia resinata.
Questo può essere fatto attraverso metodi come l'immersione del modello in una tramoggia di sabbia o l'utilizzo di una tecnica di sabbiatura per spruzzare la sabbia sul modello..
Il calore del modello polimerizza la resina all'interno 10 – 30 secondi, formando un guscio con uno spessore tipicamente compreso tra 3 – 10 mm.
Gruppo stampo:
Le due metà del guscio (far fronte e trascinare) sono accuratamente allineati e uniti insieme. Ciò può essere ottenuto utilizzando adesivi, fissaggi meccanici, o mediante bloccaggio.
Per parti complesse, nello stampo vengono inserite ulteriori anime costituite dalla stessa sabbia resinata per creare cavità o particolari interni.
Versare in metallo:
Ferro duttile fuso, riscaldato ad una temperatura di circa 1320 – 1380°C, viene versato nello stampo assemblato.
La superficie interna liscia dello stampo a conchiglia consente un riempimento efficiente della cavità, minimizzando le turbolenze e la formazione di difetti quali porosità o inclusioni.
Raffreddamento e finitura:
Dopo aver versato, il getto viene lasciato raffreddare all'interno dello stampo.
L'elevata conduttività termica dello stampo a conchiglia (in giro 1 – 2 W/m·K) accelera il processo di raffreddamento, che può portare ovunque 5 – 15 minuti per piccole parti.
Una volta raffreddato, il guscio fragile viene rimosso, spesso mediante vibrazioni o getti d'aria. Il getto potrà poi subire un trattamento post-fusione.
Trattamento post colata:
Ciò può includere operazioni come il trattamento termico, lavorazione, e finitura superficiale.
Trattamento termico, come la ricottura a 600 – 650°C, può migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche della ghisa sferoidale.
Potrebbe essere necessaria la lavorazione per ottenere le dimensioni finali e la finitura superficiale, sebbene la necessità di lavorazione sia notevolmente ridotta rispetto ad altri metodi di fusione.
Caratteristiche della fusione in conchiglia
| Caratteristica | Valore / Allineare |
| Spessore del guscio | 3–10 mm |
| Tolleranza dimensionale | Da ±0,2 a ±0,5 mm |
| Finitura superficiale (Ra) | 3.2–6,3 µm |
| Temperatura della muffa | 200–300 ° C. (modello) |
| Temperatura di versamento | 1320–1380 ° C. (ferro duttile) |
| Tempo di raffreddamento | 5–15 minuti (A seconda della dimensione della parte) |
| Peso tipico massimo della parte | ≤30–50 kg (più grande possibile con configurazioni personalizzate) |
4. Perché utilizzare la fusione in conchiglia per la ghisa sferoidale?
La fusione in conchiglia offre vantaggi significativi nella produzione di componenti in ghisa sferoidale che richiedono un'elevata precisione dimensionale, ottima finitura superficiale, e integrità meccanica superiore.
Questo processo colma il divario tra la tradizionale fusione in sabbia e la fusione a cera persa, offrendo risultati quasi netti con maggiore efficienza e coerenza.
Accuratezza e precisione dimensionale
La fusione in conchiglia offre tolleranze dimensionali strette, tipicamente nell'intervallo di Da ±0,2 a ±0,5 mm, che è sostanzialmente migliore della tradizionale fusione in sabbia verde (± 1,0–2,0 mm).
Questo livello di precisione riduce la necessità di lavorazioni secondarie, soprattutto su caratteristiche critiche come i fori di montaggio, superfici sigillanti, e complesse geometrie di accoppiamento.
Finitura superficiale superiore
Gli stampi a conchiglia forniscono a superficie liscia della cavità che conferisce una finitura fine ai getti, tipicamente RA 3.2-6,3 μm.
Ciò riduce o elimina la necessità di levigare o lucidare la superficie, che può essere ad alta intensità di manodopera e costoso nella produzione di grandi volumi.
Geometria complessa e pareti sottili
A causa della rigidità e della granulometria della sabbia fine del guscio, il processo è adatto per la fusione forme complesse, pareti sottili (fino a 2,5–4 mm), e caratteristiche interne taglienti.
Stabilità dimensionale durante la solidificazione
Lo stampo a guscio rigido resiste alla deformazione durante la colata e la solidificazione del metallo, riducendo i difetti comuni come la deformazione, rigonfiamento, o spostamento dello stampo.
Efficienza dei processi e riduzione dei rifiuti
La fusione in conchiglia è altamente compatibile con automazione E produzione di massa, in particolare per la pesatura di pezzi ≤30–50 kg.
5. Limitazioni e sfide della fusione in stampi in conchiglia di ghisa duttile
Restrizioni di dimensioni e peso
Gli stampi a conchiglia sono generalmente limitati alla pesatura delle parti fino a 30–50 kg a causa della struttura del guscio relativamente sottile e della resistenza meccanica dello stampo stesso.
I componenti più grandi o più pesanti rischiano di danneggiare la muffa durante la movimentazione o il getto del metallo.
Costi iniziali di attrezzatura e modello più elevati
Rispetto alla tradizionale fusione in sabbia, la fusione in conchiglia richiede modelli metallici lavorati con precisione che devono resistere a cicli di riscaldamento ripetuti (200–300 ° C.).
Anche l’uso di sabbia rivestita di resina e di attrezzature automatizzate aumenta le spese in conto capitale iniziali.
Limitazioni termiche e formazione di punti caldi
Lo stampo a guscio sottile ha una massa termica limitata, che può portare a velocità di raffreddamento irregolari e punti caldi localizzati, soprattutto nelle sezioni spesse della fusione. Ciò potrebbe causare difetti come:
- Strappo caldo
- Solidificazione incompleta
- Aumento delle tensioni interne
- Impatto: Sfide nella fusione di parti complesse con spessore di parete variabile.
- Mitigazione: Progettazione avanzata dello stampo, raffreddamento controllato, e l'ottimizzazione del gating sono essenziali.
Controllo dello spessore del guscio
Troppo magro (≤3 mm) e il guscio potrebbe rompersi durante il versamento; troppo spesso (≥10 mm) e il raffreddamento rallenta, noduli grossolani.
Soluzione: Ottimizza il contenuto di resina (3-4%) e il tempo di riscaldamento del modello (60-90 secondi) per raggiungere l'uniformità 5-8 conchiglie da mm.
Riutilizzabilità limitata dello stampo
Gli stampi a conchiglia lo sono monouso e deve essere staccato dopo la fusione.
Sebbene la sabbia rivestita di resina possa spesso essere recuperata e riciclata, i componenti dello stampo non possono essere riutilizzati, aumento del consumo di materiali.
6. Comportamento dei materiali nella fusione in conchiglia
Considerazioni metallurgiche
- Conteggio dei noduli e controllo della forma: Il rapido raffreddamento nella fusione in conchiglia può influenzare il numero e la forma dei noduli nella ghisa duttile.
Per garantire un numero sufficiente di noduli ben formati (mirando a 15 – 25 noduli/mm²),
è necessario un attento controllo del processo di inoculazione. Inoculanti, come il ferrosilicio, vengono aggiunti al ferro fuso per favorire la formazione di noduli di grafite.
La quantità e i tempi dell'aggiunta dell'inoculante devono essere ottimizzati per tenere conto della velocità di raffreddamento più rapida nella fusione in conchiglia. - Evitando la formazione di carburi: In alcuni casi, le elevate velocità di raffreddamento possono causare la formazione di carburi nella matrice della ghisa sferoidale.
I carburi sono fasi dure e fragili che possono ridurre la duttilità del materiale. Per prevenire la formazione di carburi, al ferro fuso possono essere aggiunti elementi leganti come il nichel.
Il nichel aiuta a stabilizzare la fase austenite durante il raffreddamento, riducendo la probabilità di precipitazione del carburo. - Garantire un'adeguata inoculazione e un trattamento con magnesio: L'aggiunta di magnesio è fondamentale per nodularizzare la grafite nella ghisa duttile.
Colata in conchiglia, il trattamento del magnesio deve essere attentamente controllato per garantire che nel ferro fuso sia presente la corretta quantità di magnesio.
Troppo poco magnesio può provocare una nodularizzazione incompleta, mentre troppo può portare ad altri difetti.
Allo stesso modo, una corretta inoculazione è essenziale per favorire la formazione di una multa, distribuzione uniforme dei noduli di grafite.
Comportamento alla solidificazione in gusci sottili
Lo stampo a guscio sottile influenza il comportamento di solidificazione della ghisa duttile. L'elevata conduttività termica del guscio fa sì che il metallo fuso si solidifichi rapidamente dalla superficie verso il centro.
Ciò può portare ad una struttura a grana più fine vicino alla superficie del pezzo fuso. La velocità di solidificazione influisce anche sulla formazione della matrice ferrite-perlite nella ghisa duttile.
Velocità di raffreddamento più elevate tendono a promuovere la formazione di più perlite, che può aumentare la resistenza del materiale ma può ridurne leggermente la duttilità.
Dinamica del trasferimento del calore e impatto sulla struttura del grano
Il trasferimento di calore dalla ghisa duttile fusa allo stampo a conchiglia gioca un ruolo cruciale nel determinare la struttura dei grani del getto.
Il rapido trasferimento di calore nella fusione in conchiglia determina un forte gradiente di temperatura tra il metallo fuso e lo stampo.
Questo gradiente provoca la formazione di una struttura a grani colonnari in prossimità della superficie del getto, dove i grani crescono perpendicolarmente alla superficie dello stampo.
All'aumentare della distanza dalla superficie, la struttura del grano diventa più equiassica.
La struttura del grano ha un impatto significativo sulle proprietà meccaniche della ghisa duttile, con grani più fini generalmente portano a una migliore resistenza e tenacità.
7. Applicazioni di getti di stampo con guscio di ferro duttile
I getti in ghisa sferoidale in conchiglia combinano le proprietà meccaniche superiori della ghisa sferoidale con la precisione dimensionale e la finitura superficiale della tecnologia in conchiglia.
Questa sinergia li rende ideali per applicazioni che richiedono tolleranze strette, geometrie intricate,
e prestazioni elevate sotto stress meccanico o cicli termici.
Industria automobilistica
- Parentesi & Monti: Staffe di sospensione, Sterzo Knuckles, e i supporti dell'alternatore richiedono forza,
resistenza alla fatica, e precisione: qualità fornite dalle fusioni in conchiglia di ghisa duttile. - Trasmissione & Alloggiamenti della trasmissione: I getti con geometrie complesse e passaggi interni beneficiano dell'eccellente finitura superficiale e dell'accuratezza dimensionale degli stampi in conchiglia.
- Collettori di scarico (in ghisa sferoidale ad alto contenuto di nichel): Resiste ai cicli termici fino a 600°C nei sistemi motore turbocompressi.
Vantaggi: Leggerezza grazie al design a forma di rete, post-lavorazione ridotta, e una migliore efficienza del carburante grazie a tolleranze precise.
Sistemi idraulici e fluidi
- Corpi valvole & Alloggiamenti: Fondamentale per il controllo del flusso del fluido in ambienti ad alta pressione (per esempio., 3000+ sistemi idraulici PSI).
- Componenti della pompa: Giranti, pergamene, e gli alloggiamenti delle pompe a ingranaggi beneficiano di un'eccellente finitura superficiale interna e ripetibilità dimensionale.
Vantaggi: Montaggio a tenuta stagna, percorsi di flusso regolari, tolleranza alle alte pressioni, e porosità di fusione ridotta al minimo.
Macchinari industriali e agricoli
- Parti soggette ad usura & Rivestimenti: I getti in conchiglia con gradi di ghisa duttile resistenti all'usura vengono utilizzati in ambienti abrasivi come la lavorazione del terreno, mining, e costruzione.
- Grezzi per ingranaggi di precisione & Pulegge: Richiedono concentricità ed equilibrio per la stabilità rotazionale, ottenuti con tolleranze dello stampo a conchiglia (tipicamente ±0,3 mm o migliore).
Vantaggi: Durata di lunga durata, geometria coerente, e idoneità per carichi elevati, condizioni di elevata usura.
Apparecchiatura elettrica e di alimentazione
- Motore & Alloggiamenti del generatore: Richiedono entrambe la compatibilità elettromagnetica (Schermatura EMC) e robustezza meccanica.
- Telai di quadri & Supporti per sbarre: Componenti complessi fusi con necessità minima di lavorazione secondaria.
Vantaggi: Non-parking, termicamente stabile, e resistente alla corrosione (con rivestimenti appropriati o varianti di leghe).
8. Controllo e test di qualità della fusione di stampi con guscio di ferro duttile
Prove non distruttive (NDT)
- Test radiografici: Questo metodo utilizza raggi X o raggi gamma per penetrare nella fusione e rilevare difetti interni come la porosità, crepe, o inclusioni.
Analizzando la radiografia, eventuali difetti all'interno della fusione possono essere identificati e valutati. - Test ad ultrasuoni: Le onde ultrasoniche vengono trasmesse attraverso la fusione, e le riflessioni vengono analizzate per rilevare i difetti.
Questa tecnica è particolarmente utile per rilevare difetti interni in sezioni spesse della fusione. - Test del penetrante colorante: Sulla superficie della fusione viene applicato un colorante colorato. Se sono presenti difetti superficiali, la tintura penetrerà nelle fessure.
Dopo aver rimosso il colorante in eccesso, la presenza di difetti è rivelata dal colorante rimasto nelle fessure.
Ispezione dimensionale
- Macchine di misura a coordinate (CMM): Le CMM vengono utilizzate per misurare con precisione le dimensioni della fusione.
Confrontando le dimensioni misurate con le specifiche di progettazione, eventuali deviazioni possono essere identificate.
Le CMM possono raggiungere una precisione nell'ordine di ±0,01 mm, garantendo che i getti soddisfino le strette tolleranze richieste in molte applicazioni. - Scansione ottica: Questa tecnica utilizza laser o luce strutturata per creare un modello 3D della fusione.
Il modello 3D può poi essere confrontato con il modello CAD del pezzo per rilevare eventuali variazioni dimensionali. La scansione ottica è un modo rapido ed efficiente per ispezionare geometrie complesse.
Analisi metallurgica
- Esame della microstruttura: I campioni della fusione vengono lucidati e incisi per rivelare la microstruttura.
Esaminando la microstruttura al microscopio, il conteggio dei noduli, forma nodulare, ed è possibile determinare la proporzione di ferrite e perlite nella matrice.
Queste informazioni aiutano a valutare la qualità della ghisa sferoidale e la sua conformità agli standard richiesti. - Test di durezza: Prove di durezza, come il Brinell, Rockwell, o test Vickers, vengono utilizzati per misurare la durezza della fusione.
La durezza è legata alle proprietà meccaniche del materiale, e le deviazioni dai valori di durezza attesi possono indicare problemi come un trattamento termico errato o una composizione inadeguata della lega. - Prove di trazione: I provini di trazione vengono ricavati dalla fusione e testati per determinare la resistenza alla trazione, forza di snervamento, e allungamento del materiale.
Queste proprietà meccaniche sono cruciali per garantire che il getto possa sopportare i carichi previsti nella sua applicazione.
Strategie di prevenzione e risoluzione dei difetti di lancio
Per evitare difetti di fusione, è essenziale un controllo rigoroso dei parametri di processo. Ciò include un attento monitoraggio della temperatura durante la formazione del guscio, versando, e raffreddamento.
Anche la qualità della sabbia rivestita di resina e del metallo utilizzato nella fusione deve essere attentamente controllata.
Se vengono rilevati difetti, strategie come la rifusione e la rifusione, o eseguire riparazioni localizzate utilizzando tecniche come la saldatura, possono essere impiegati.
Tuttavia, la prevenzione è sempre preferibile alla riparazione per garantire la massima qualità dei getti.
9. Stampo a conchiglia vs. Altri metodi di fusione (per ferro duttile)
| Aspetto | Casting per stampo a conchiglia | Casting di sabbia verde | Colata di investimento |
| Precisione dimensionale | ★★★★ ☆ (± 0,3-0,5 mm) | ★★ ☆☆☆ (±1,0–2,5 mm) | ★★★★ ☆ (± 0,3-0,8 mm) |
| Finitura superficiale (Raμm) | 3.2 – 6.3 | 6.3 – 25 | 1.6 – 6.3 |
| Complessità del casting | ★★★★☆ – Supporta funzionalità complesse, pareti sottili | ★★☆☆☆ – Limitato dalla resistenza dello stampo | ★★★★☆ – Sono possibili parti molto complesse |
| Costo degli utensili | Medio | Basso | Alto |
| Volume di produzione idoneità | Da medio ad alto | Da basso ad alto | Da basso a medio |
| Intervallo di peso | 0.1 – 30 kg | 0.1 – >5000 kg | < 10 kg |
| Efficienza dei materiali | Buono – Meno sprechi, sezioni più sottili ottenibili | Moderato: sono necessari sistemi di cancelli/alzate più grandi | Discreto – Perdita di cera e maggiore utilizzo di materiale |
| Proprietà meccaniche (as-cast) | Eccellente – Microstruttura fine, bassa porosità | Buono: struttura più grossolana, qualità variabile | Molto buono – Può essere personalizzato con le leghe |
| Tasso di raffreddamento / Microstruttura | Veloce – Grani più fini, migliore controllo della forma del nodulo | Lento – Grani più grossi, nodularità meno uniforme | Moderato – Solidificazione controllata |
| Esigenze di post-lavorazione | Minimo – Tolleranze strette riducono la lavorazione | Esteso: sono necessarie grandi indennità | Moderato – Spesso richiede la rifinitura |
| Applicazioni comuni | Custodie di precisione, corpi di pompa, parti idrauliche | Blocchi motore, cornici di grandi dimensioni, casting comunali | Aerospaziale, medico, parti di precisione dettagliate |
10. Qual è la dimensione della parte massima per la fusione di stampo di guscio di ferro duttile?
IL dimensione massima della parte per fusione in conchiglia di ghisa sferoidale in genere dipende da capacità della fonderia, ma in generale:
- Intervallo di peso: Fino a 20–30 chilogrammi (44–66 libbre) è comune per lo stampaggio a conchiglia.
- Dimensioni: Le parti sono generalmente limitate a dimensioni medio-piccole, tipicamente con dimensioni massime intorno 500 mm (20 pollici) per lato, sebbene alcune fonderie possano gestire parti leggermente più grandi.
- Spessore della parete: Lo stampaggio a conchiglia eccelle nella produzione di parti con pareti sottili e dettagli raffinati, tipicamente 2.5 mm a 6 mm spesso.
Perché questa limitazione?
Usi della fusione in conchiglia stampi in sabbia rivestiti in resina che vengono cotti su modelli metallici riscaldati.
Questo processo offre elevata precisione dimensionale e finitura superficiale, ma presenta limitazioni nella gestione di grandi volumi di ghisa duttile fusa a causa di:
- Resistenza allo stampo: Gli stampi a guscio sottile possono rompersi o deformarsi sotto il peso di getti molto grandi.
- Stress termico: Le parti più grandi generano più calore, aumentando il rischio di difetti come rotture calde o inclusioni.
- Gestione & logistica del versamento: L'attrezzatura per stampi a conchiglia è ottimizzata per componenti più piccoli.
11. Conclusione
La fusione in stampi in conchiglia di ferro duttile colma il divario tra precisione e resistenza.
È ideale per la produzione di volumi medio-alti di componenti geometricamente complessi che richiedono elevata precisione e qualità costante.
Mentre i costi degli utensili sono più alti, il risparmio a lungo termine nella lavorazione, uso materiale, e la garanzia della qualità ne fanno una soluzione economicamente vantaggiosa nei giusti contesti.
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Domande frequenti
In che modo la fusione dello stampo a conchiglia influisce sul costo dei componenti del ferro duttile?
La fusione in conchiglia comporta costi iniziali di attrezzaggio più elevati ($5,000–20.000) rispetto alla fusione in sabbia ma riduce i costi di lavorazione del 50–70% grazie alla migliore finitura superficiale e alle tolleranze.
Per i volumi >10,000 parti, il costo totale del ciclo di vita è in genere inferiore del 10-15% rispetto alla fusione in sabbia.
Può essere trattato il calore in guscio di guscio?
SÌ. I trattamenti termici comuni includono la ricottura (600–650°C) per una migliore duttilità e austempering (320–380°C) per produrre ADI ad alta resistenza (ferro duttile austemmerato) con resistenze a trazione fino a 1,200 MPa.
Ciò che causa il freddo si chiude in getti di muffa a conchiglia, e come vengono prevenuti?
Gli arresti a freddo si verificano quando il metallo fuso scorre in flussi separati e non riesce a fondersi, spesso a causa delle basse temperature di versamento o di sistemi di colata inadeguati.
La prevenzione prevede il mantenimento di una temperatura di colata compresa tra 1.320 e 1.380 °C e la progettazione di sistemi di colata con turbolenza minima (velocità <1.5 SM).
È la fusione di stampo a conchiglia adatto a parti di ferro duttile resistenti alla corrosione?
SÌ, ma la resistenza alla corrosione dipende dalla lega, non il metodo di fusione.
L'aggiunta dell'1–3% di nichel alla ghisa duttile migliora la resistenza alla corrosione nell'acqua dolce, durante il rivestimento (per esempio., epossidico) è richiesto per gli ambienti marini.
In che modo la fusione della muffa a guscio influisce sulla vita a fatica dei componenti del ferro duttile?
Il raffreddamento rapido negli stampi a conchiglia affina i noduli di grafite (5–10 μm) e riduce la porosità, aumentando la resistenza alla fatica del 10-15% rispetto alla fusione in sabbia.
Le parti colate in stampo a conchiglia raggiungono generalmente una resistenza alla fatica di 250–350 MPa a 10⁷ cicli, adatto per applicazioni dinamiche come gli ingranaggi.
