¿Cuál es la diferencia entre extrusión de aluminio y fundición a presión de aluminio?

ComoaluminioComo ingeniero en el campo del moldeo desde hace más de 20 años, a menudo me preguntanextrusión de aluminioDiferencias fundamentales con la fundición a presión de aluminio. Este artículo combinará alta presión/baja presión/fundición gravitacionalExperiencia práctica en comparaciones sistemáticas de la ciencia de los materiales y los principios de los procesos con las decisiones empresariales.

¿Qué es la extrusión de aluminio?

La extrusión de aluminio es un proceso de extrusión en estado sólido a través de una matriz y pertenece alMoldeo de plásticos en estado sólidoLa extrusión de aluminio se utiliza habitualmente en la producción de perfiles de aluminio para líneas de montaje, piezas de aluminio para disipación térmica, etc. En su núcleo, las varillas de aluminio calentadas hasta alcanzar un estado plástico (400-500°C) se introducen en una extrusora y se fuerzan a través de una matriz con una forma transversal específica para formar un perfil continuo, que puede utilizarse para fabricar productos de gran tamaño, como marcos de puertas y ventanas, carriles guía y otros productos (hasta una longitud longitudinal de más de 10 metros).

Ventajas de la extrusión de aluminio​
Los productos de extrusión de aluminio tienen características de ligereza, resistencia a la corrosión, bajos costes de inversión en herramientas (unos 30.000-200.000 yuanes), la superficie del tratamiento de oxidación anódica del espesor de la película de óxido de hasta 0,012 mm, presentando una textura brillante, y sin chapado para cumplir los requisitos básicos de corrosión. Es posible producir estructura unibody ultralarga, como el carril de soporte fotovoltaico (longitud 12 metros, presión del viento > 3,5kPa).

Desventajas de la extrusión de aluminio​
El proceso es propenso al alabeo y la deformación, líneas negras, protuberancias y otros defectos superficiales, el aluminio no oxidado sigue siendo un riesgo de oxidación, la resistencia longitudinal es sólo 60%-70% la de los productos de hierro. la resistencia a la abrasión de la capa de oxidación anódica es más débil que la del proceso de galvanoplastia, y el coste global del proceso es 3-4 veces mayor que el de los productos de hierro, por ejemplo, el coste de procesamiento de los perfiles de muros cortina arquitectónicos es de unos 25 yuanes/kg, mientras que el acero galvanizado sólo requiere 8 yuanes/kg.

¿Qué es la fundición de aluminio a presión?

La fundición de aluminio a presión pertenece aFundición líquida a alta presiónLa aleación ADC12 fundida a 680-720°C se utiliza a continuación para50-120MPaSe inyecta presión en el molde de acero, y todo el proceso de llenado-solidificación-desmoldeo se completa en 20-60 segundos. Su esencia es el proceso de solidificación sin equilibrio del metal bajo enfriamiento superrápido (>100℃/s). Es adecuado para la producción de piezas complejas de paredes finas, como componentes de automoción y carcasas 3C, y el tiempo de ciclo de una sola pieza puede reducirse a menos de 30 segundos.

Ventajas de la fundición de aluminio a presión​
La alta dureza de la fundición a presión (la aleación A380 tiene una resistencia a la tracción de 320MPa) permite el moldeo integral de características complejas como orificios roscados y barras de refuerzo, eliminando la necesidad de procesos de corte posteriores. La fundición a presión híbrida de aleaciones de zinc y aluminio también puede mejorar la resistencia al desgaste; por ejemplo, la carcasa de la caja de cambios de un automóvil puede reducirse en piezas de ensamblaje 60% mediante este proceso.

Desventajas de la fundición de aluminio a presión​
El coste de desarrollo de moldes es elevado (entre 200.000 y 2 millones de yuanes), y la dificultad de modificación tras los errores de diseño obliga a recurrir a pedidos de 10.000 piezas para compartir el coste. Por ejemplo, el molde de fundición a presión de la carcasa de la cerradura de la puerta de un vehículo de nueva energía puede costar hasta 850.000 yuanes, mientras que el molde de inyección sólo 150.000 yuanes.

Cuadro comparativo de las diferencias fundamentales​

​dimensión de comparación​	extrusión de aluminio	fundición de aluminio a presión
Principio de moldeo	Deformación plástica en estado sólido	Fundición líquida a alta presión
Espesor mínimo de pared	≥1,0 mm	0,5 mm
Coste del molde (típico)	50.000 yenes (perfiles de construcción)	800.000 yenes (piezas de automóvil)
Lotes adecuados	500-50.000 piezas	>10.000 piezas
tratamiento superficial	Anodizado (coste +15%)	Recubrimiento en polvo (coste +20%)

Preguntas más frecuentes (FAQ)​

1. ¿Cuándo debe elegirse la extrusión de aluminio?

• ​Escenarios de requisitosPiezas estructurales de gran tamaño (>5 metros), piezas anodizadas, pedidos personalizados de tamaño pequeño y mediano.
• ​caso típicoQuilla de vagón de ferrocarril de alta velocidad (resistencia a la tracción > 310 MPa), marco de valla publicitaria exterior (vida útil de 10 años o más, resistente a la intemperie).

2. ¿Por qué es mejor la fundición a presión para las piezas de automoción?

• ​adaptabilidad tecnológica: 30% de reducción de peso en moldeo unibody (370 piezas menos en la fundición a presión del chasis trasero de Tesla), con tiempos de producción en serie de 90 segundos por pieza.
• ​umbral de costeCuando la cantidad del pedido es superior a 50.000 piezas, el coste unitario de la fundición a presión es 40% inferior al de la extrusión (Fuente: Sociedad China de Ingeniería de Automoción).

3. ¿Cuál es la diferencia esencial entre el tratamiento superficial de los dos procesos?

• ​extrusión de aluminioAnodizado: Se basa en el anodizado para formar una capa densa de óxido de aluminio (espesor de la película 0,01-0,03 mm), pero la resistencia al desgaste es sólo 1/3 de la del anodizado duro.
• ​fundición de aluminio a presión: Debido a los defectos de porosidad de la superficie, se utiliza sobre todo el recubrimiento electroforético (espesor de película de 20-30μm) o el recubrimiento nanocerámico (aumento del coste de 25%).

4. ¿Cómo resolver el problema de la porosidad en las piezas moldeadas a presión?

• ​Mejora de los procesos: Adoptando la tecnología de fundición a presión en vacío (grado de vacío ≤ 50mbar), la porosidad se reduce de 5% a 0,5%.
• ​Optimización de materialesLos lingotes de aluminio de alta pureza (contenido de Fe <0,15%) se utilizan junto con modificadores de tierras raras para mejorar la fluidez de la masa fundida.

5. ¿Cuáles son las tendencias futuras de la convergencia tecnológica?

• ​Proceso compuesto de extrusión y moldeoLa extrusión se utiliza para crear la estructura principal de los cojinetes y, a continuación, los elementos complejos se funden a presión localmente (la nueva bandeja de la batería de Toyota cuesta 18% menos).
• ​Moldeo semisólidoPasta de aluminio : La pasta de aluminio se forma en un estado de coexistencia sólido-líquido, combinando la resistencia de las piezas extruidas (tracción 380 MPa) con la complejidad de las piezas moldeadas a presión.