Punti chiave
- La colata a pressione cola per pressione, non per ribaltamento. La pressione dell'azoto inerte spinge il bagno su per un sifone di scarico e fuori come getto pulito e dosato.
- Il bagno risiede in un crogiolo coreless sigillato. Una bobina a induzione ellittica mantiene in temperatura il bagno e i due sifoni, così nulla solidifica tra una colata e l'altra.
- La colata è senza scoria, il metallo non tocca mai l'aria in uscita e il mantenimento sotto azoto preserva il magnesio, così la ghisa sferoidale resta in specifica.
- Oltre il 90% del bagno viene scaricato per pressione e il forno si svuota al 100% ribaltando all'indietro, senza lasciare tallone di zavorra. CIME ha costruito il primo forno automatico di colata a pressione al mondo, in produzione dal 1976.
Come avviene la colata
Un forno di colata a pressione fa l'opposto di una siviera ribaltabile: invece di far rotolare il recipiente per versare il metallo oltre un bordo, tiene il metallo fermo e lo spinge fuori con il gas. Il metallo fuso viene alimentato in un crogiolo coreless sigillato. Una bobina a induzione ellittica avvolge quel crogiolo e mantiene in temperatura sia il sifone di carica sia il sifone di scarico, così nulla solidifica nei sifoni tra una colata e l'altra.
Per colare, un sistema elettro-pneumatico alza la pressione dell'azoto inerte all'interno del vaso sigillato. Quella pressione spinge il bagno su per il sifone di scarico, oltre un'astina otturatore che dosa il flusso, e fuori come getto preciso e continuo. Poiché il metallo non tocca mai l'aria in uscita e la scoria resta nel bagno, la colata è senza scoria. Il livello del metallo all'ugello è tenuto costante dalla regolazione della pressione a prescindere da quanto sia pieno il forno, così la prima forma e l'ultima forma di un lotto vengono riempite in modo identico.
Nota
Il principio è induzione coreless dall'inizio alla fine. La stessa fisica che permette a un forno coreless di fondere e mantenere una carica è ciò che gli permette di colare sotto pressione da un corpo sigillato. CIME costruisce forni di colata a pressione su questo principio dal 1976.
Mantenere il fuso come buffer sotto azoto lavora anche più freddo. Poiché il metallo non viene mai riscaldato di nuovo per compensare le perdite di stazionamento, l'intero processo può operare da 50 a 70 °C sotto un sistema non riscaldato, il che fa risparmiare energia e protegge la lega.
Colata a pressione vs sistema non riscaldato
Rispetto a un sistema di colata non riscaldato o alimentato a siviera, un forno di colata a pressione riscaldato è un buffer sempre pronto, sempre in temperatura e sempre sotto copertura inerte. La differenza si vede dove conta: tasso di scarto, chimica della lega e continuità della linea.
Il buffer di colata a pressione è il motivo per cui la linea non resta mai a secco e per cui un fermo linea non costa nulla: il bagno semplicemente si mantiene sotto azoto invece di essere ricolato in pani e rifuso. Per il motivo per cui questo funziona su un corpo coreless e non su uno a canale, vedi coreless vs induzione a canale.
Tieni il metallo fermo, tienilo sigillato e lascia che l'azoto esegua la colata. Il bagno non vede mai l'aria, e la scoria non lascia mai il forno.
Controllo e scarico
Il CAP procede per tre modalità di controllo. Joystick è manuale, per la messa a punto e le emergenze. Teach-In registra una buona colata una volta, poi la ripete forma dopo forma. HSV ottico legge il bacino di colata con una telecamera e regola l'astina otturatore in tempo reale per adattarsi a ogni forma, così ogni getto viene riempito allo stesso peso anche mentre la linea varia. Il risultato è una colata precisa e continua su qualsiasi linea di formatura automatica, verticale Disamatic o orizzontale che sia.
Anche lo svuotamento è altrettanto controllato. Oltre il 90% del bagno viene scaricato per sola pressione, e il forno si svuota al 100% ribaltando all'indietro, così non resta alcun tallone di zavorra di metallo intrappolato all'interno. Mantenere il bagno sotto azoto impedisce al magnesio di decadere, così la ghisa sferoidale cola praticamente senza perdita di nodularità.
Perché conta per una fonderia
Il vantaggio pratico è getti ripetibili con meno scarto e meno spreco. Un buffer riscaldato e sigillato tiene il metallo in specifica, riempie ogni forma allo stesso peso, lavora più freddo di un sistema non riscaldato e non impone mai una rifusione quando la linea si ferma. Costruisci sulla piattaforma coreless e aggiungi questa disciplina di colata a pressione, e arrivi al CAP, il primo forno automatico di colata a pressione al mondo.
Punto chiave
La colata a pressione non è una pompa avvitata su un forno. È un bagno coreless sigillato che fonde, mantiene e cola da un unico corpo, sotto copertura inerte, con il livello tenuto costante dalla prima forma all'ultima.
Domande frequenti
Cosa distingue un forno di colata a pressione da una siviera ribaltabile?
Una siviera ribaltabile fa rotolare il recipiente per versare il metallo oltre un bordo. Un forno di colata a pressione tiene il metallo fermo in un crogiolo coreless sigillato e alza la pressione dell'azoto inerte per spingere un getto dosato e senza scoria su per un sifone di scarico, con il livello del metallo tenuto costante dalla regolazione della pressione.
Perché la colata a pressione mantiene la ghisa sferoidale in specifica?
Il bagno è mantenuto sotto copertura di azoto inerte e tenuto in temperatura dalla bobina, così il magnesio non decade mentre il metallo attende. Il metallo non tocca mai l'aria in uscita, ed è per questo che la ghisa sferoidale cola praticamente senza perdita di nodularità.
Quanta parte del bagno può scaricare un CAP?
Oltre il 90% del bagno viene scaricato per sola pressione, e il forno si svuota al 100% ribaltando all'indietro, così non resta alcun tallone di zavorra di metallo intrappolato all'interno tra una colata e l'altra o al cambio di lega.
Riferimenti e fonti
- Foundry Trade Journal, articolo tecnico sulla colata a pressione automatica, 2006.
- Cast Metal Times, pratica di induzione coreless e colata, 2004.
- CIME S.r.l., documentazione interna di processo sulla colata a pressione CAP, Torino.