Requisiti di qualità per getti lavorati a CNC: una guida pratica

Requisiti di precisione dimensionale

Le dimensioni lavorate di una fusione devono rientrare nella tolleranza specificata sul disegno e la fascia di tolleranza dipende dall'applicazione. Nel settore aerospaziale, le fusioni critiche possono essere mantenute a circa più o meno 0,01 mm in modo che i componenti si adattino perfettamente agli assemblaggi complessi. Nei macchinari generali, le tolleranze dimensionali variano generalmente da più o meno 0,05 mm a più o meno 0,1 mm. La coerenza dei lotti è altrettanto importante: le parti dello stesso ciclo di produzione devono essere intercambiabili, motivo per cui la capacità del processo, la stabilità delle attrezzature e la-calibrazione in corso sono controllate anziché fare affidamento sullo smistamento finale.

Precisione della forma geometrica

Gli errori di forma sono controllati attraverso indicatori quali planarità, rotondità, cilindricità, rettilineità e parallelismo. Un getto che deve accettare un componente accoppiato su una faccia piana può richiedere una planarità entro 0,01 mm dopo la lavorazione per evitare concentrazione di sollecitazioni e perdite. Forme complesse come cavità di stampi, profili curvi e contorni irregolari richiedono programmazione e lavorazione CNC ad alta-precisione in modo che la geometria finita replichi il progetto. La verifica utilizza il rilevamento CMM delle caratteristiche e delle superfici dei riferimenti, oltre ad attrezzature dedicate laddove il volume di produzione li giustifica.

Requisiti di qualità della superficie

La rugosità superficiale dopo la lavorazione è un indicatore diretto della qualità. Le parti soggette a carico e attrito elevati, come le guide di macchine-utensili o gli alberi a gomiti, richiedono comunemente Ra 0,8-1,6 micrometri per limitare l'usura; l'aspetto e le superfici non-adatte possono accettare Ra 3,2-6,3 micrometri. Integrità superficiale significa che la superficie lavorata è priva di difetti di fusione che penetrano nella superficie: crepe, buchi di sabbia, pori e inclusioni. Per i getti contenenti pressione-, l'esame non distruttivo è obbligatorio per dimostrare che i difetti interni non raggiungono la superficie, perché un poro che rompe la superficie diventa un percorso di perdita e un sito di inizio della fatica.

Requisiti di prestazione meccanica

La resistenza e la durezza vengono verificate rispetto ai carichi di servizio. Gli stampi di forgiatura, ad esempio, sono generalmente lavorati con una durezza di circa 40-50 HRC in modo da resistere alla deformazione e all'usura durante i colpi ripetuti. Per le parti sottoposte a carichi alternati, come i componenti delle sospensioni automobilistiche e le pale dei motori aerospaziali, prevalgono la tenacità e le prestazioni alla fatica: la selezione dei materiali, il trattamento termico e i processi di lavorazione devono preservare una microstruttura tollerante ai difetti. I trattamenti di invecchiamento sui getti di alluminio e il trattamento termico completo sui getti di acciaio e titanio sono specificati per aumentare la resistenza e i limiti di fatica mantenendo la duttilità.

Requisiti di qualità dei materiali

Il materiale fuso deve corrispondere al grado specificato. Nelle fusioni di acciaio inossidabile, il contenuto di cromo e nichel deve soddisfare lo standard di qualità, mentre lo zolfo e il fosforo sono mantenuti bassi per proteggere la resistenza alla corrosione e la duttilità. L'uniformità del materiale nel getto viene verificata poiché la segregazione durante la solidificazione può creare differenze locali di durezza o resistenza. La pratica di fusione e versamento, come il controllo del surriscaldamento e l'utilizzo di materiali a carica pulita, riduce la segregazione e le inclusioni e la consistenza del calore-a-calore è confermata dall'analisi chimica per calore.

Ispezione e accettazione

L'accettazione combina misurazione dimensionale, esame visivo e test non-distruttivi. I test radiografici rilevano porosità interne e inclusioni, i test ultrasonici rilevano discontinuità interne e i test penetranti rivelano crepe superficiali. I test meccanici conformi a ASTM E8 confermano le proprietà di trazione sui provini dello stesso calore e la durezza controlla l'uniformità della mappa. Ogni risultato dell'ispezione deve essere registrato con l'identità della parte in modo che i prodotti non{5}}conformi possano essere messi in quarantena, la causa del difetto analizzata e l'azione correttiva applicata al processo.

Domande frequenti

1. Quale tolleranza può mantenere la lavorazione CNC sui getti?

Dipende dal materiale e dalle dimensioni delle caratteristiche. La lavorazione generale mantiene più o meno 0,05-0,1 mm, mentre le caratteristiche di precisione nei materiali stabili possono raggiungere più o meno 0,01 mm. La distorsione della fusione e lo stress residuo devono essere controllati prima della lavorazione per mantenere tolleranze strette.

2. Perché i getti necessitano di distensione prima della lavorazione finale?

Lo stress residuo derivante dalla solidificazione e dal raffreddamento si allenta durante la rimozione del metallo, causando la distorsione della parte. La riduzione dello stress o l'invecchiamento prima della lavorazione di finitura stabilizza la parte in modo che le dimensioni finali rimangano entro la tolleranza.

3. Che rugosità superficiale richiedono le parti in movimento?

Le superfici di scorrimento e di appoggio richiedono tipicamente Ra 0,8-1,6 micrometri. Superfici più lisce possono ridurre l'attrito ma aumentare i costi di lavorazione, quindi il disegno dovrebbe specificare la rugosità minima che soddisfa le esigenze funzionali.

4. Quale test non-distruttivo rileva difetti interni di fusione?

Il test radiografico è il metodo classico per la porosità e le inclusioni, mentre il test ultrasonico rileva le discontinuità interne nelle sezioni più spesse. Il test con liquidi penetranti viene utilizzato per individuare i difetti-che rompono la superficie.

5. Come viene verificata l'uniformità del materiale?

Mediante analisi chimica per calore, mappatura della durezza attraverso la fusione ed esame microstrutturale. La consistenza da calore a calore è controllata attraverso materiali di carica certificati e pratiche di fusione documentate.

6. È possibile saldare i pezzi fusi lavorati per ripararli?

Sì, entro i limiti della norma applicabile. La saldatura di riparazione deve essere qualificata per il materiale e le condizioni di trattamento termico-, seguita da una nuova-ispezione, poiché una riparazione impropria può introdurre crepe o alterare le proprietà locali.