La fundición a presión, también conocida como fundición a presión, es un método de obtención de piezas fundidas llenando la cavidad de un molde de fundición con metal líquido o semilíquido a alta presión y solidificando rápidamente bajo presión. Es un tipo de tecnología de fundición de metales que tiene las ventajas de una alta eficiencia de producción, buena calidad del producto, alta precisión dimensional, menos cortes, protección ambiental ecológica y propiedades mecánicas confiables de productos de fundición a presión. La fundición a presión, como proceso industrial básico universal, surgió y se desarrolló gradualmente con la demanda de la industria de la impresión ya a principios del siglo XIX.

 

Desde la década de 1930, el aluminio, el zinc, el cobre, el magnesio y otras aleaciones se han utilizado gradualmente como materiales de fundición a presión. Desde mediados del siglo XX, las piezas de fundición a presión se han utilizado ampliamente en diversas industrias, como coches, equipo médico, comunicación, electrodomésticosy computadoras. Al mismo tiempo, con la creciente demanda de rendimiento del producto en diversas industrias, la tecnología de fundición a presión se ha desarrollado gradualmente hacia complejos procesos de fundición a presión tales como fundición a presión a alta presión y fundición a presión al vacío sobre la base de fundición a baja presión.

 

 

① El desarrollo de los campos de aplicación posteriores ha hecho que las características del mecanizado y la fabricación de precisión sean cada vez más evidentes

 

Con la evolución de los productos y equipos finales automotrices, aeroespaciales, eléctricos industriales y de otro tipo, los requisitos para el mecanizado de precisión de los productos componentes son cada vez más altos. Los productos de fundición a presión deben ensamblarse con otros componentes para formar componentes completos. Como productos intermedios, sus características de mecanizado de precisión se reflejan tanto en el rendimiento como en la apariencia del producto. El rendimiento interno de los productos de fundición a presión depende principalmente de si la estructura del producto, la calidad, etc. pueden satisfacer las necesidades de uso, y los requisitos de rendimiento generalmente están relacionados con los productos finales de la aplicación específica: las piezas fundidas de máquinas herramienta industriales generalmente deben tener alta resistencia , alta rigidez y bajo estrés; La industria automotriz generalmente requiere fundiciones con alta resistencia, alta plasticidad y alta resistencia a la fatiga; Las fundiciones a presión utilizadas en el campo aeroespacial requieren alta resistencia, buena tenacidad, buena tenacidad a la fractura y fuerte resistencia al crecimiento de grietas por fatiga. La precisión de la apariencia de los productos de fundición a presión se refleja en la tolerancia dimensional y la condición de defecto de la superficie del producto: cuanto menor sea la tolerancia dimensional, mayor será el rendimiento de coincidencia con la instalación y el uso de otros componentes; Los defectos de la superficie son causados ​​principalmente por la mala fluidez del líquido de aleación y el sistema de vertido irrazonable durante el proceso de fundición a presión, lo que resulta en una fundición insuficiente. Los defectos de la superficie no solo afectan la apariencia del producto, sino que también afectan en cierta medida su efectividad en el uso.

 

② La clave para la fabricación de productos de fundición a presión en el desarrollo de herramientas

 

Los eslabones importantes en el proceso de fabricación de productos de fundición a presión incluyen la formación de fundición a presión y el procesamiento de precisión posterior. Por lo tanto, la investigación, el desarrollo, el diseño y la fabricación de moldes y accesorios se han convertido en manifestaciones importantes del nivel técnico de las empresas de fundición a presión. El diseño del canal de flujo en el sistema de vertido del molde es la clave para afectar los cambios dimensionales y los defectos superficiales de los productos de fundición a presión; El tratamiento de endurecimiento superficial del molde puede mejorar la dureza, la resistencia al desgaste y al calor del molde, y extender la vida útil del molde. Al mismo tiempo, la condición de temperatura del molde también determina el grado de solidificación y la microestructura correspondiente de la fundición, que está estrechamente relacionada con el rendimiento del producto. El mecanizado de precisión final utiliza principalmente herramientas, accesorios y equipos CNC para procesar mecánicamente la pieza en bruto de fundición a presión, lo que mejora aún más la tolerancia y la precisión de la apariencia del producto. Los accesorios y las herramientas de corte especiales son componentes indispensables e importantes en el proceso de mecanizado de precisión, y su adaptabilidad es una garantía importante para mejorar la tolerancia dimensional del producto y la precisión de la apariencia. La racionalidad del diseño de herramientas y accesorios puede lograr un reemplazo rápido, autoposicionamiento, procesamiento síncrono de múltiples estaciones y otros efectos, al tiempo que mejora la precisión del producto y mejora aún más la eficiencia de la producción.

 

③ Los atributos de productos personalizados imponen altas exigencias a las capacidades de diseño, investigación, desarrollo y fabricación de las empresas.

 

Los productos de fundición a presión que se pueden aplicar en diferentes campos son generalmente productos no estándar personalizados por los clientes. Los clientes proponen soluciones de diseño de productos basadas en el entorno de aplicación específico de los productos, y proporcionar productos personalizados que cumplan con los requisitos sobre la base de los equipos de producción y la tecnología de procesamiento existentes requiere que las empresas de fundición tengan sólidas capacidades de investigación y desarrollo y buena experiencia en fabricación. El equipo de I+D de la empresa primero debe tener una comprensión y un análisis precisos de las necesidades del cliente, y también debe tener la capacidad de convertir los recursos de producción, como la fundición a presión y los procesos de mecanizado de precisión, las herramientas adecuadas y el equipo de producción, en producción por lotes de materiales calificados. productos

 

④ Ciclo largo de I+D para productos personalizados

 

Los productos de fundición a presión tienen atributos personalizados, y el desarrollo de productos debe considerar de manera integral factores como las especificaciones del producto, la estructura, el uso y las rutas del proceso de producción y procesamiento. Además, los campos de aplicación de los entornos automotriz, aeroespacial, eléctrico industrial y otros también imponen estrictos requisitos de calidad a los productos, lo que da como resultado un ciclo más largo desde el desarrollo del producto, la producción de prueba hasta la producción en masa.

 

⑤ La industria de la fundición a presión es una industria intensiva en capital y tecnología

 

La industria de la fundición a presión pertenece a una industria intensiva en capital y tecnología. La demanda de productos de fundición a presión personalizados es alta, por lo tanto, las empresas necesitan configurar equipos de fabricación, investigación y desarrollo y pruebas que cumplan con los requisitos relevantes y necesitan modificar o actualizar el equipo de acuerdo con los cambios en el tamaño de la apariencia y los requisitos de precisión del Producto final. Las empresas de fundición a presión necesitan invertir una gran cantidad de fondos para comprar equipos avanzados de fundición a presión, equipos de procesamiento de precisión, equipos de investigación y desarrollo y equipos de prueba tanto a nivel nacional como internacional para mejorar la solidez de su hardware. Por otro lado, las empresas también necesitan equipar al personal de I+D con ricas reservas de conocimientos profesionales y experiencia en la industria para demostrar la solidez de su software en la aplicación de materiales, el desarrollo de moldes, el diseño de productos y la innovación de procesos.

 

 

 

El rango de aplicación de las piezas de fundición a presión es muy amplio y se utilizan ampliamente en automóviles, maquinaria, aparatos electrónicos y equipos de comunicación, entre los cuales la industria automotriz utiliza la mayor cantidad de piezas de fundición a presión. En la actualidad, las materias primas metálicas utilizadas en el proceso de fundición a presión incluyen principalmente aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio, aleaciones de zinc, aleaciones de cobre, etc. Entre ellas, la aleación de aluminio representa la mayor proporción en el uso de aleaciones de fundición a presión debido a su amplia aplicación en la industria del automóvil. En el futuro, con el mayor desarrollo del nivel tecnológico en la industria de la fundición a presión, el ámbito de aplicación de las piezas de fundición a presión en industrias como la nueva energía, la aviación, la industria aeroespacial y la robótica también se ampliará.

 

Tipos de aleaciones de fundición a presión.	Ventajas	área de aplicación
Aleación de aluminio fundido a presión	Baja densidad, alta resistencia específica, buena resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste, conductividad térmica Buena conductividad y conductividad; Buen rendimiento de corte.	Automotriz, aeroespacial, construcción de ingeniería, sistema electrónico de energía y otros campos
Aleación de zinc de fundición a presión	Bajo punto de fusión, puede extender la vida útil de los moldes de fundición a presión, menos propensos a pegarse Módulo, Buena tecnología de fundición, capaz de fundir a presión varias fundiciones complejas y de paredes delgadas, Buen rendimiento de galvanoplastia; Tiene un buen rendimiento a temperatura ambiente.	Automoción, instrumentación, electricidad industrial, electricidad doméstica Campos como maquinaria y máquinas herramienta
Aleación de magnesio fundido a presión	Baja densidad, alta resistencia específica, tiene buena rigidez y absorción de impactos, fundición antiadherente Tamaño de componente estable, pequeña capacidad de calor, tipo antiadherente, buen rendimiento de corte.	Productos 3C, vehículos ferroviarios de alta velocidad y otros campos de transporte, aviación Aeroespacial, decoración arquitectónica y otros campos
Aleación de cobre fundido a presión	Buenas propiedades mecánicas, excelente conductividad y conductividad térmica, bajo coeficiente de fricción, Buena resistencia al desgaste, Buena resistencia a la corrosión.	Engranajes, accesorios de tubería que resisten la acción del agua de mar, válvulas Cuerpo, partes de barcos y piezas de fundición varias con formas complejas

 

Debido a su bajo costo de producción, proceso maduro y amplia gama de aplicaciones, la aleación de aluminio es actualmente el metal más importante en la fundición a presión. Según un informe de investigación de Huafu Securities, más del 80 % del material utilizado en las fundiciones a presión es aleación de aluminio.

 

De acuerdo con los resultados de la investigación de GrandView Research, el tamaño del mercado global de fundición a presión de aluminio en 2021 es de $ 69.4 mil millones, y el tamaño del mercado alcanzará los $ 112.3 mil millones para 2030. Además, la demanda del mercado global de fundición a presión de aleación de aluminio también aumentará de 8932.3 mil toneladas en 2021 a 11376.9 mil toneladas en 2028, con una tasa de crecimiento anual compuesta de 3.53%. El tamaño del mercado de las piezas fundidas a presión de aleación de aluminio se seguirá expandiendo constantemente.

 

China es actualmente el mayor productor y consumidor de piezas fundidas del mundo. Según la revista Modern Casting de la American Foundry Association, la producción de fundición de China representó el 49.24 % del total mundial en 2020. En los últimos años, la producción de China ha mantenido una tendencia de crecimiento constante, con una tasa de crecimiento promedio del 3.12 % entre 2010 y 2020.

 

Proporción de la producción mundial de fundición en 2020 Producción de fundición de China de 2010 a 2020 (10000 toneladas)

 

 

Fuente de datos: ModernCasting Fuente de datos: Asociación de fundición de China

 

Desde la perspectiva de los campos de aplicación, la industria automotriz es la industria con el mayor uso y variedad de productos de fundición a presión. Según un informe de investigación de Mordor Intelligence, el mercado de fundición a presión automotriz alcanzó los $61.05 mil millones en 2021; Se espera que el tamaño del mercado global aumente a casi $ 87.54 mil millones para 2027. Según los cálculos de Guosheng Securities, el tamaño del mercado de la industria de fundición a presión de aluminio automotriz de China alcanzó los 89 mil millones de yuanes en 2020, y alcanzará los 128.5 mil millones de yuanes para 2025. Por lo tanto, el desarrollo de la industria automotriz tiene un impacto directo en el desarrollo de la industria de fundición a presión en gran medida.

 

Desde la década de 1970, los países de todo el mundo han abogado por la conservación de energía, la reducción de emisiones y la protección del medio ambiente verde. En este contexto, reducir el consumo de energía de los automóviles y mejorar la eficiencia energética se ha convertido en una dirección importante para el desarrollo de la industria automotriz. El peso ligero de los automóviles es una de las formas importantes de lograr el objetivo de conservación de energía y reducción de emisiones, y la mejora del diseño y la fabricación de componentes automotrices se ha convertido en un medio importante de primera consideración. El diseño y la fabricación de componentes consideran principalmente dos aspectos, a saber, el uso de materiales livianos y la aplicación de procesos de fabricación avanzados, de modo que los componentes producidos no solo satisfagan las necesidades de ligereza sino también las necesidades de las aplicaciones prácticas. El proceso de fundición a presión tiene grandes ventajas en ambos aspectos, lo que determina que la industria de fundición a presión se integrará con la tendencia de desarrollo de conservación de energía, reducción de emisiones y protección ambiental ecológica en automóviles.