El proceso tradicional de fundición a presión-también conocido como fundición a presión de alta-presión-consta principalmente de cuatro pasos. Estos cuatro pasos incluyen la preparación, el llenado, la inyección y la sacudida del troquel; también sirven como base para varias versiones modificadas del proceso de fundición a presión. Durante la fase de preparación, se rocía un lubricante en la cavidad de la matriz; Además de ayudar a regular la temperatura del troquel, este lubricante facilita el desmolde de la pieza fundida. Luego se cierra la matriz y se inyecta metal fundido en la cavidad a alta presión-que normalmente oscila entre 10 y 175 MPa. Una vez que el metal fundido ha llenado completamente la cavidad, se mantiene la presión hasta que la pieza fundida se solidifica. Luego, los pasadores eyectores empujan hacia afuera la pieza fundida terminada; Dado que una única matriz puede contener múltiples cavidades, se pueden producir múltiples piezas fundidas durante un único ciclo de fundición. El proceso de sacudida implica separar el material residual, incluido el bebedero, los canales, las compuertas y el flash. Por lo general, esto se logra mediante el uso de un troquel de recorte especializado para cortar la pieza fundida. Otros métodos de sacudida incluyen aserrado y esmerilado. Si las puertas son lo suficientemente frágiles, las piezas fundidas se pueden romper simplemente a mano, ahorrando así mano de obra. El exceso de material del bebedero y del canal se puede refundir y reutilizar. Las tasas típicas de rendimiento del material rondan el 67%.
La inyección a alta-presión da como resultado un llenado extremadamente rápido del troquel, lo que garantiza que el metal fundido llene completamente toda la cavidad antes de que cualquier sección comience a solidificarse. Este enfoque evita discontinuidades en la superficie, incluso en secciones de paredes delgadas-que de otro modo serían difíciles de rellenar. Sin embargo, este llenado rápido también puede provocar que quede aire atrapado, ya que el aire lucha por escapar durante la rápida entrada de metal fundido. Si bien el uso de respiraderos colocados a lo largo de la línea de separación puede mitigar este problema, incluso los procesos más sofisticados pueden dejar porosidad residual dentro del núcleo de la pieza fundida. La mayoría de las-piezas fundidas a presión se someten a un procesamiento secundario-como perforación o pulido-para crear características o acabados que no se pueden lograr mediante el proceso de fundición únicamente.
Una vez que se completa el proceso de sacudida, las piezas fundidas se inspeccionan en busca de defectos; Los defectos más comunes incluyen errores de ejecución (llenado incompleto) y cierres en frío. Estos defectos pueden deberse a diversas causas, como temperaturas insuficientes del troquel o del metal fundido, impurezas en el metal, ventilación inadecuada o uso excesivo de lubricante. Otros defectos potenciales incluyen porosidad, cavidades por contracción, desgarros calientes y marcas de flujo. Las marcas de flujo son rastros que quedan en la superficie de una pieza fundida como resultado de defectos en la compuerta, esquinas afiladas o una cantidad excesiva de lubricante.
Los-lubricantes a base de agua-a menudo denominados emulsiones-son el tipo de lubricante más utilizado, principalmente debido a consideraciones de salud, medioambientales y de seguridad. A diferencia de los lubricantes-a base de solventes, los lubricantes-a base de agua no dejan subproductos dentro de la fundición, siempre que los minerales en el agua se eliminen mediante un procesamiento adecuado. Sin embargo, si el proceso de tratamiento del agua es inadecuado, los minerales presentes en el agua pueden provocar defectos superficiales y discontinuidades en la pieza fundida. Hay cuatro tipos principales de lubricantes-a base de agua: emulsiones de aceite-en-agua, emulsiones de agua-en-aceite, semi-sintéticos y totalmente sintéticos. Las emulsiones de aceite-en-agua se consideran las más efectivas porque, durante la aplicación, el agua se evapora para enfriar la superficie del molde y al mismo tiempo se deposita el aceite-un proceso que ayuda significativamente en el desmolde de la pieza fundida. Normalmente, la proporción de mezcla para este tipo de lubricante es 30 partes de agua por 1 parte de aceite; En condiciones extremas, esta relación puede alcanzar hasta 100:1.
Los aceites utilizados en estos lubricantes incluyen aceites pesados, grasas animales, grasas vegetales y aceites sintéticos. Los aceites residuales pesados exhiben una alta viscosidad a temperatura ambiente; sin embargo, bajo las condiciones de alta-temperatura del proceso de fundición-a presión, se transforman en una película delgada. Se pueden agregar varias otras sustancias al lubricante para controlar la viscosidad y las propiedades térmicas de la emulsión; estos aditivos incluyen grafito, aluminio y mica. También se pueden incorporar aditivos químicos adicionales para evitar la acumulación de polvo y la oxidación. Además, se pueden agregar emulsionantes-como jabones, alcoholes y óxidos de etileno-a los lubricantes a base de agua-para facilitar la dispersión y suspensión de los componentes a base de aceite-dentro del medio acuoso.
Históricamente, se utilizaban comúnmente lubricantes-a base de solventes-como combustible diesel y gasolina-. Si bien son eficaces para facilitar la expulsión de piezas fundidas, su uso normalmente da como resultado reacciones explosivas menores que ocurren dentro de la cavidad del molde durante cada ciclo de fundición, lo que lleva a la acumulación de depósitos de carbón en las paredes de la cavidad. Sin embargo, en términos de uniformidad, los lubricantes-a base de solvente generalmente exhiben una composición más consistente en comparación con sus contrapartes a base de agua-.
