Una struttura ragionevole della parte può prevenire molti difetti di fusione. Per garantire fusioni di alta-qualità, è necessario considerare i seguenti aspetti relativi ai requisiti per la struttura delle parti:
**1. Spessore minimo delle pareti dei getti**
In specifiche condizioni di colata, lo spessore minimo al quale la lega di colata può riempire completamente lo stampo viene definito spessore minimo della parete del getto. Per garantire la capacità della lega di riempire lo stampo ed evitare difetti quali corse errate o chiusure a freddo, lo spessore della parete del getto non deve essere inferiore allo spessore minimo. Lo spessore minimo della parete dipende da fattori quali il metodo di colata, la lega di colata, la struttura della parte, la temperatura di colata e le proprietà dello stampo.
**2. Spessore critico delle pareti dei getti**
Sebbene l'aumento dello spessore della parete di un getto favorisca la capacità della lega di riempire lo stampo, può anche portare a difetti come cavità da ritiro, porosità, microstrutture grossolane e segregazione, che riducono le proprietà meccaniche del getto. Per varie leghe da colata esiste uno spessore di parete critico. Al di là di questo spessore critico della parete, le proprietà meccaniche del getto non aumentano proporzionalmente con lo spessore ma diminuiscono significativamente. Per le fusioni in ghisa malleabile, lo spessore delle pareti non deve essere eccessivamente elevato per garantire la produzione di preforme in ghisa bianca. Per i getti in ghisa sferoidale, sezioni eccessivamente spesse possono portare alla flottazione della grafite e alla degenerazione della nodularità, con conseguente scarsa nodularità e un significativo deterioramento delle proprietà meccaniche. Pertanto, anche lo spessore delle pareti dei getti di ghisa sferoidale dovrebbe essere mantenuto entro limiti ragionevoli.
La progettazione strutturale dei getti dovrebbe determinare scientificamente lo spessore delle pareti in base a fattori quali la lega e il metodo di fusione, evitando sezioni eccessivamente spesse. Selezionando forme di sezione trasversale- appropriate e utilizzando nervature di rinforzo per ridurre lo spessore della parete, è possibile mantenere lo spessore della parete tra i valori minimo e critico, risparmiando così materiale e riducendo il peso del pezzo fuso. Lo spessore critico della parete è strettamente correlato alla lega e al metodo di colata. Per la fusione in sabbia, lo spessore critico della parete per varie leghe da colata può generalmente essere considerato pari a tre volte lo spessore minimo della parete.
**3. Spessore delle pareti interne dei getti**
Le condizioni di dissipazione del calore per le pareti interne dei getti sono più scarse, con conseguente velocità di raffreddamento e solidificazione più lenta. Nei punti di giunzione tra pareti interne ed esterne si possono facilmente formare tensioni termiche che portano a fessurazioni nel getto. Per le leghe con ritiro significativo da solidificazione, anche le pareti interne sono soggette a cavità da ritiro e porosità. Pertanto, le pareti interne dei getti dovrebbero essere più sottili di quelle esterne per garantire un raffreddamento uniforme e ridurre al minimo le sollecitazioni termiche, evitando così difetti come cricche.
**4. Transizioni e connessioni dei muri di getto**
Lo spessore delle pareti del getto deve essere il più uniforme possibile per evitare sezioni spesse e prevenire la formazione di punti caldi. La struttura del getto non deve creare significative resistenze al ritiro. È necessario prestare attenzione alle transizioni e ai raccordi dello spessore delle pareti, utilizzando transizioni graduali e raggi di raccordo maggiori per collegare le sezioni e prevenire crepe causate dalla concentrazione delle tensioni.
I tipi di collegamenti murali nei getti possono generalmente essere classificati in cinque forme: a forma di K-, a forma di X-, a forma di H-, a forma di Y- e a forma di croce-. In corrispondenza delle giunzioni delle pareti, l'aumento dello spessore crea punti caldi, portando a una solidificazione più lenta e a difetti come concentrazione di tensioni, crepe, deformazioni, cavità da ritiro e porosità. Pertanto, le connessioni a L- dovrebbero essere preferite per ridurre al minimo e disperdere i punti caldi ed evitare connessioni incrociate.
Per i getti realizzati con leghe con ritiro volumetrico significativo, come i getti di acciaio, che sono soggetti a difetti da ritiro, la struttura della parte deve essere attentamente rivista per garantire la possibilità di solidificazione direzionale.
**5. Prevenire la deformazione e la deformazione delle fusioni**
I pezzi fusi allungati-con pareti sottili, i pezzi fusi piatti di grandi dimensioni e le parti a forma di scatola-allungata con spessore delle pareti irregolare, come i basamenti delle macchine utensili, sono soggetti a deformazioni e deformazioni. Per i primi due tipi, la deformazione si verifica a causa di un'insufficiente rigidità strutturale e di tensioni interne causate da differenze nella velocità di raffreddamento su varie superfici, portando a una deformazione significativa. Per quest'ultimo, la deformazione deriva da grandi differenze nello spessore delle pareti, che causano notevoli tensioni interne durante il raffreddamento. La deformazione e la deformazione dei getti possono essere risolte migliorando la struttura del getto o utilizzando modelli di deformazione inversa.
**6. Evitare grandi superfici orizzontali**
Durante la colata, se nella cavità dello stampo appare un'ampia superficie orizzontale, la velocità di salita del metallo fuso diminuisce notevolmente quando raggiunge quest'area a causa dell'improvvisa espansione della sezione trasversale. L'esposizione prolungata della superficie superiore dello stampo al calore può facilmente portare a difetti come inclusioni di sabbia, bruciature-, buchi di sabbia ed errori di esecuzione. Per mitigare questo problema, le pareti orizzontali possono essere ridisegnate come pareti inclinate. Se le modifiche strutturali non sono possibili, dovrebbero essere adottate tecniche di getto inclinato.
