La fusione avviene riscaldando un metallo o una lega allo stato fuso, quindi versandolo in uno stampo di forma specifica. Dopo il raffreddamento e la solidificazione, si ottengono la forma e le proprietà desiderate del prodotto metallico (cioè una fusione). Questo processo sfrutta l'eccellente fluidità del metallo allo stato fuso, consentendogli di riempire cavità complesse e infine di formare pezzi grezzi o prodotti finiti dalla struttura complessa.
Il processo principale può essere riassunto nei seguenti passaggi chiave:
Preparazione dello stampo: in base ai requisiti di forma, dimensione e materiale della parte, viene creato uno stampo corrispondente. I materiali di stampaggio comunemente usati includono stampi in sabbia (come sabbia di quarzo, argilla, resina, ecc.), stampi in metallo e stampi in ceramica. La fusione in sabbia è la forma più semplice e ampiamente utilizzata e rappresenta oltre il 70% della produzione globale di colata.
Fusione di leghe: il materiale metallico selezionato (come ghisa, acciaio fuso, leghe di alluminio, ecc.) viene riscaldato in un forno fino a completa liquefazione e la sua composizione chimica e la temperatura di colata (solitamente tra 1100 gradi e 1600 gradi) vengono controllate per garantire una buona fluidità e qualità di stampaggio.
Colata e stampaggio: il metallo fuso viene versato nella cavità dello stampo attraverso il sistema di colata. A seconda del processo, è possibile utilizzare la fusione per gravità, la fusione a pressione o la fusione sotto vuoto. La temperatura e la velocità di colata devono essere strettamente controllate: temperature eccessivamente elevate possono facilmente provocare cavità da ritiro e porosità; temperature troppo basse possono portare ad un riempimento incompleto o a difetti di chiusura a freddo.
Solidazione e raffreddamento: il metallo liquido si raffredda e solidifica gradualmente nella cavità dello stampo. Durante questo processo, la distribuzione del campo di temperatura influisce sulla formazione di difetti come porosità da ritiro e fessurazioni. Una sequenza di solidificazione ragionevole (come la solidificazione sequenziale o la solidificazione simultanea) aiuta a migliorare la densità del getto.
Rimozione e pulizia della sabbia: dopo il raffreddamento, la fusione viene rimossa dallo stampo. La superficie viene pulita dalla sabbia di modellatura, dai cancelli, dai montanti e dalle sbavature. Le attrezzature comunemente utilizzate includono granigliatrici e macchine da taglio. La pulizia delle fusioni in sabbia è un processo-ad alta intensità di manodopera e uno dei passaggi più impegnativi dal punto di vista ambientale nella produzione delle fusioni.
Post-elaborazione: il trattamento termico (come ricottura, normalizzazione), modellatura, prevenzione della ruggine o lavorazione meccanica viene eseguito secondo necessità per migliorare le proprietà meccaniche e l'accuratezza dimensionale dei pezzi fusi.
