Proceso tecnológico de la colada de presión de aleaciones de aluminio: desglose completo desde la materia prima hasta el producto terminado

Proceso tecnológico de la colada de presión de aleaciones de aluminio: desglose completo desde la materia prima hasta el producto terminado

La colada de presión de aleaciones de aluminio es un proceso industrial sistemático que requiere la coordinación de seis pasos clave para transformar la materia prima metálica en piezas de alta precisión. Para garantizar la calidad del producto, un control estricto de los parámetros en cada paso es indispensable.

La fusión de la materia prima constituye el paso inicial del proceso. Los lingotes de aluminio con una pureza superior al 99,5 % se mezclan en proporciones establecidas con elementos de aleación (como silicio, magnesio, cobre), se cargan en un horno de inducción de frecuencia media y se calientan a 650–720 °C. Durante la fusión, se añaden agentes de refinación para eliminar impurezas, y se inyecta nitrógeno o argón para prevenir la oxidación. El resultado final es un fundido de aleación de aluminio con composición homogénea y bajo contenido de gases — su pureza influye directamente en las propiedades mecánicas de las piezas fundidas subsequentes.

La preparación del molde es un requisito fundamental. Los moldes generalmente se fabrican con acero herramienta resistente al calor de grado H13 y constan de dos partes: el molde móvil y el molde fijo. En su interior, contienen una cavidad (adaptada a la forma de la pieza), un sistema de canales de suministro (tubos para el fundido) y un sistema de válvulas de ventilación (para la eliminación de gases). Antes de su uso, el molde debe precalentarse a 150–300 °C para evitar la formación de grietas por el contacto entre el molde frío y el fundido caliente de aleación de aluminio. Además, se rocía la superficie de la cavidad con un agente de desmolde — esto reduce la adherencia del aluminio y prolonga la vida útil del molde.

La formación por colada de presión es el paso clave, que se realiza en una máquina de colada de presión. Primero, el fundido de aleación de aluminio se inyecta desde la cámara de inyección (cámara de proyección) a alta velocidad (3–15 m/s) hacia la cavidad del molde, aplicándose generalmente una presión entre 50 y 150 MPa. Esto garantiza que el fundido llene rápidamente la cavidad compleja y expulse los gases atrapados. Posteriormente, se mantiene la presión (tiempo de mantenimiento de presión: 5–30 segundos) para garantizar la solidificación completa del fundido en la cavidad. El paso final consiste en abrir el molde y expulsar la pieza fundida con la ayuda de un mecanismo de eyección. Todo el ciclo de colada dura solo unas pocas decenas de segundos, lo que hace que el proceso sea adecuado para la producción en serie.

La eliminación de canales de suministro, lingotes de alimentación y la limpieza se realizan inmediatamente. Las piezas fundidas presentan elementos superfluos (canales de suministro, lingotes de alimentación) justo después de la formación, que se eliminan mediante corte mecánico (sierra, fresado, etc.) o chorro de agua a alta presión. Luego, la superficie se trata mediante proceso de chorro (método de chorro) o arenado para eliminar las capas de óxido y las rebabas. Debido a esto, la rugosidad superficial de la pieza fundida disminuye a Ra3,2–Ra6,3 μm, y al mismo tiempo se mejora la adherencia superficial — lo que sienta las bases para el tratamiento subsequente.

El aumento de resistencia por tratamiento térmico se realiza según sea necesario. Para las piezas fundidas que requieren un aumento de resistencia, se aplica un tratamiento térmico de tipo T6: primero, la pieza fundida se calienta a 520–540 °C para un calentamiento homogéneo (temperatura de solución), se enfría rápidamente con agua y luego se mantiene a una temperatura de 120–180 °C para el envejecimiento. Mediante este proceso, se forman precipitados homogéneos dentro de la aleación; finalmente, la resistencia a la tracción aumenta en un 30–50 %, lo que permite cumplir con los requisitos de las piezas estructurales.

El control de calidad es el punto de control final. Mediante inspección visual se detectan defectos superficiales, y la radiografía y la inspección por ultrasonidos revelan poros y grietas internas. Con ayuda de una máquina de medición 3D, se verifica la precisión dimensional (se garantiza el cumplimiento de la norma IT8–IT10). Solo las piezas fundidas conformes pasan al tratamiento superficial subsequente o a la montaje — esto garantiza la estabilidad de la calidad del producto en todos los pasos del proceso.