LA COLATA CENTRIFUGA

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1 LA COLATA CENTRIFUGA Rientra nella categoria dei processi fusori per colata sotto pressione: Colata centrifuga Pressofusione La colata avviene introducendo il metallo liquido nella forma con l ausilio di una pressione indotta dall esterno mediante vari sistemi

2 LA COLATA CENTRIFUGA Il metallo liquido colato nella forma è costretto a riempirla per effetto della forza centrifuga che nasce dalla rotazione della forma stessa Si ottengono in questo modo pezzi di forma assialsimmetrica senza dover impiegare anime per la realizzazione della cavità interna Le forme possono essere metalliche o in terra; le forme in terra devono essere in grado di resistere all azione erosiva esercitata dal metallo durante il riempimento

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4 Colata centrifuga ad asse verticale

5 Colata centrifuga ad asse orizzontale

6 Colata centrifuga L orientazione dell asse di rotazione della forma può essere orizzontale o verticale

7 Colata centrifuga La forza centrifuga ha 2 funzioni: riempire la forma in conchiglia o in terra determinare la superficie interna del pezzo Si possono realizzare tubi o corpi cavi di sezione esterna circolare, esagonale, ottagonale, ecc. senza fare uso di anime La sezione interna è sempre circolare

8 Colata centrifuga Nella colata centrifuga il metallo liquido viene versato all interno di una conchiglia metallica cilindrica rotante lungo il proprio asse (indicativamente n = giri/min).

9 Colata centrifuga VANTAGGI Compattezza del getto e assenza di soffiature Buona solidificazione direzionale (assenza di cavità di ritiro) Processo relativamente economico (non impiega materozze, canali di colata, ecc.) Flessibilità nella composizione del getto e flessibilità dimensionale IMPIEGO Produzione di tubi bi-metallici Produzione di grossi tubi in ghisa sferoidale per condotte di acqua e gas (tipicamente 6 m di lunghezza, diametro da 200 a 400 mm si può arrivare fino a 1500 mm)

10 Colata centrifuga

11 Colata centrifuga ad asse orizzontale F = mv R 2 m = massa (Kg) v = velocità (m/s) R = raggio int. Conchiglia (m) GF = 2 mv Rmg = 2 v Rg GF (G-Factor)

12 Colata centrifuga ad asse orizzontale GF = v 2 Rg = R 2 2 ( 2πn / 60) R(2πn / = Rg g 60) 2 v = 2πRn / 60 n = 30 π 2gGF D

13 Colata centrifuga ad asse Se GF è troppo basso: orizzontale il metallo non viene forzato contro la parete della conchiglia nella parte alta della traiettoria circolare caduta a pioggia del metallo slittamento relativo tra la parete del fuso e della forma Nei processi di colata centrifuga ad asse orizzontale GF = 60 80

14 Forme Le forme possono essere a perdere (sottili casse rivestite di sabbia) o permanenti FORME A PERDERE La forma a perdere viene realizzata attraverso dei rivestimenti in terre da fonderia Vernici per indurire le superfici e minimizzare l erosione FORME PERMANENTI Acciaio Rame Grafite

15 La colata Il metallo fuso può essere introdotto da una o due estremità oppure attraverso un canale di lunghezza variabile Se la velocità di colata è troppo lenta si possono avere formazione di pieghe o di porosità gassose Se la velocità di colata è troppo alta si possono generare cricche longitudinali

16 La velocità di rotazione La velocità deve generare una forza centrifuga tra 70g e 120g. La velocità viene variata durante la colata seguendo un preciso ciclo: Mentre si cola la forma è ruotata ad una velocità sufficiente da mantenere il fuso contro le pareti Quando il metallo raggiunge la parte opposta della forma la velocità aumenta Infine si tiene costante la velocità per un intervallo di tempo che è funzione della forma dello spessore e del tipo di metallo fuso La velocità ideale è quella che porta ad una rapida adesione del fuso alle pareti della forma con la minima vibrazione

17 Colata semicentrifuga (con forme in terra) Viene utilizzata con forme in terra e con conchiglie La forza centrifuga determina un ottimo riempimento della forma (anche se complicata)

18 Colata semicentrifuga (con forme in terra) L aria presente nella forma viene evacuata, sotto la spinta del metallo, attraverso la porosità della sabbia La densità del getto sarà maggiore all esterno che all interno

19 VANTAGGI Colata semicentrifuga (di getti singoli) Compattezza del getto Scarsa porosità IMPIEGO Pezzi di medie dimensioni in acciaio dolce e Al Getti nei quali la parte centrale deve essere asportata (ingranaggi, pulegge, ruote, ventole, ecc.)

20 Colata semicentrifuga (di getti multipli)

21 Colata semicentrifuga (di getti multipli) Si fa uso di forme in conchiglia, in terra o prodotte con il processo a cera persa, in cui sono ricavate le impronte di più getti alimentati da un canale verticale centrale, coincidente con l asse di rotazione

22 Colata semicentrifuga VANTAGGI Compattezza del getto Scarsa porosità Possibilità di ottenere vari getti da un unica colata IMPIEGO Pezzi di ridotte dimensioni in Al e sue leghe (la simmetria radiale non è un requisito stringente come negli altri casi)

23 Colata centrifuga ad asse verticale n 30 = π 2gL 2 2 R s R b L = lunghezza in direzione verticale R s = raggio alla sommità R b = raggio alla base

24 FORME A PERDERE Forme in sabbia a verde Forme Forme in sabbia a secco I requisiti della sabbia per colata centrifuga sono superiori a quelli per fusioni tradizionali E necessario iniziare a versare il metallo fuso quando la forma è in lenta rotazione Quando la forma è parzialmente o interamente riempita si può raggiungere la velocità di rotazione massima

25 Forme FORME PERMANENTI Ghisa Acciaio Carbonio Grafite Il metallo è generalmente colato a circa 40 C in più rispetto alla temperatura usata per lo stesso getto se colato staticamente in terra. Anche la velocità di colata è più elevata M < 45 Kg 9Kg/s 45 Kg < M < 450 Kg 9 23 Kg/s M > 450 Kg fino a 90 Kg/s