O processo de fundição sob pressão tradicional-também conhecido como fundição sob pressão-de alta-consiste principalmente em quatro etapas. Essas quatro etapas incluem preparação da matriz, enchimento, injeção e agitação; eles também servem como base para várias versões modificadas do processo de fundição sob pressão. Durante a fase de preparação, um lubrificante é pulverizado na cavidade da matriz; além de ajudar a regular a temperatura da matriz, esse lubrificante facilita a liberação da peça fundida do molde. A matriz é então fechada e o metal fundido é injetado na cavidade sob alta pressão-normalmente variando entre 10 e 175 MPa. Uma vez que o metal fundido tenha preenchido completamente a cavidade, a pressão é mantida até que a peça fundida solidifique. Os pinos ejetores empurram a peça fundida acabada; uma vez que uma única matriz pode conter múltiplas cavidades, múltiplas peças fundidas podem ser produzidas durante um único ciclo de fundição. O processo de agitação envolve a separação do material residual, incluindo o canal de entrada, canais, comportas e rebarba. Isso normalmente é conseguido usando uma matriz de acabamento especializada para cisalhar a peça fundida. Outros métodos de agitação incluem serrar e retificar. Se os portões forem suficientemente frágeis, as peças fundidas podem ser simplesmente quebradas à mão, poupando assim mão-de-obra. O excesso de material do canal e do canal pode ser fundido novamente e reutilizado. As taxas típicas de rendimento do material giram em torno de 67%.
A injeção de alta-pressão resulta em um enchimento extremamente rápido da matriz, garantindo que o metal fundido preencha completamente toda a cavidade antes que qualquer seção comece a solidificar. Essa abordagem evita descontinuidades superficiais, mesmo em seções-de paredes finas que, de outra forma, seriam difíceis de preencher. No entanto, este enchimento rápido também pode levar ao aprisionamento de ar, uma vez que o ar luta para escapar durante o rápido influxo de metal fundido. Embora o uso de aberturas de ventilação colocadas ao longo da linha de partição possa mitigar esse problema, mesmo os processos mais sofisticados ainda podem deixar porosidade residual no núcleo da peça fundida. A maioria das-peças fundidas sob pressão passam por processamento secundário-como perfuração ou polimento-para criar recursos ou acabamentos que não podem ser obtidos apenas pelo processo de fundição.
Assim que o processo de agitação for concluído, as peças fundidas são inspecionadas quanto a defeitos; os defeitos mais comuns incluem erros de funcionamento (enchimento incompleto) e fechamentos a frio. Esses defeitos podem ter origem em diversas causas, como temperaturas insuficientes da matriz ou do metal fundido, impurezas no metal, ventilação inadequada ou uso excessivo de lubrificante. Outros defeitos potenciais incluem porosidade, cavidades de contração, rasgos quentes e marcas de fluxo. Marcas de fluxo são traços deixados na superfície de uma peça fundida resultantes de defeitos de canal, cantos afiados ou quantidade excessiva de lubrificante.
Lubrificantes-à base de água-frequentemente chamados de emulsões-são o tipo de lubrificante mais amplamente usado, principalmente devido a considerações de saúde, ambientais e de segurança. Ao contrário dos lubrificantes-à base de solvente, os lubrificantes-à base de água não deixam subprodutos na peça fundida, desde que os minerais da água sejam removidos por meio de processamento adequado. Se o processo de tratamento da água for inadequado, entretanto, os minerais presentes na água podem levar a defeitos superficiais e descontinuidades na peça fundida. Existem quatro tipos principais de lubrificantes-à base de água: emulsões de óleo-em-água, emulsões de-água em-óleo, semi-sintéticos e totalmente sintéticos. As emulsões de óleo-em{16}}água são consideradas as mais eficazes porque, durante a aplicação, a água evapora para resfriar a superfície do molde enquanto deposita simultaneamente o óleo-um processo que auxilia significativamente na desmoldagem da peça fundida. Normalmente, a proporção de mistura para este tipo de lubrificante é de 30 partes de água para 1 parte de óleo; sob condições extremas, esta proporção pode chegar a 100:1.
Os óleos utilizados nesses lubrificantes incluem óleos pesados, gorduras animais, gorduras vegetais e óleos sintéticos. Os óleos residuais pesados apresentam alta viscosidade à temperatura ambiente; entretanto, sob as condições de alta-temperatura do processo-de fundição sob pressão, eles se transformam em um filme fino. Várias outras substâncias podem ser adicionadas ao lubrificante para controlar a viscosidade e as propriedades térmicas da emulsão; esses aditivos incluem grafite, alumínio e mica. Aditivos químicos adicionais também podem ser incorporados para evitar acúmulo de poeira e oxidação. Além disso, emulsificantes-como sabões, álcoois e óxidos de etileno-podem ser adicionados a lubrificantes-à base de água para facilitar a dispersão e suspensão de componentes-à base de óleo no meio aquático.
Historicamente, lubrificantes-à base de solventes-como óleo diesel e gasolina-eram comumente empregados. Embora seja eficaz para facilitar a ejeção de peças fundidas, seu uso normalmente resulta em pequenas reações explosivas que ocorrem dentro da cavidade do molde durante cada ciclo de fundição, levando ao acúmulo de depósitos de carbono nas paredes da cavidade. Em termos de uniformidade, no entanto, os lubrificantes-à base de solvente geralmente exibem uma composição mais consistente em comparação com seus equivalentes-à base de água.
