Defectos comunes de fundición y discontinuidades

Profundice en los defectos de superficie, inclusión, moldeado, vertido y enfriamiento

La fundición de metales en las fundiciones es un proceso complejo. Existen métodos de prueba para ayudar a inspeccionar las piezas fundidas para garantizar la calidad. Estos métodos de inspección ayudan a identificar posibles defectos de fundición. Al igual que otros procesos de fabricación, la fundición es vulnerable a varios tipos de defectos, ya sea fundición en arena o fundición a la cera perdida. Los defectos en la fundición representan anomalías no deseadas en el proceso de fabricación de fundición de metales. Los diferentes tipos de defectos incluyen defectos superficiales, defectos de inclusión, defectos de moldeo y vertido, y defectos de enfriamiento.

Defectos superficiales

Los defectos de fundición de la superficie son visibles para un inspector. Estos incluyen superficies muy ásperas o irregulares; “venas” o “colas de rata” provocadas por el agrietamiento del molde a altas temperaturas; “piel de elefante”, que se arruga debido al rápido enfriamiento; arena quemada; y defectos de pelado. Los defectos de pelado son escamas de metal en la superficie causadas por el gas atrapado en el molde.

Defectos de inclusión

Inclusión de escoria

La inclusión de escoria es un defecto en el que los materiales no metálicos crean bolsillos o arrastres similares a cintas en la fundición. La escoria es una parte importante del proceso de fundición en el horno, necesaria para fundiciones de buena calidad, ya que los procesos químicos en las escorias a base de sílice y calcio cambian la viscosidad del metal. Sin embargo, durante el vertido, el trabajador de la fundición debe mantener la escoria fuera del molde mismo. Justo antes del vertido, la escoria a menudo se desnata, pero no toda la escoria se captura en esta etapa. También es necesario formar el bebedero o las puertas del molde para capturarlo. Las fallas en cualquier paso de este proceso pueden permitir que la escoria contamine el metal. Además, la oxidación del metal puede ser un problema para los metales que han permanecido a altas temperaturas durante mucho tiempo; puede formarse escoria dentro del molde. Los óxidos no son la única escoria:los carburos, sulfuros o nitruros también pueden ser los culpables.

Inclusión de arena

La inclusión de arena es muy común. Se espera en pequeñas cantidades en las profundidades de la superficie para todas las fundiciones de arena. Sin embargo, demasiada inclusión de arena puede arruinar una fundición. En este defecto, la arena del molde queda atrapada en el metal.

Si hay mucha inclusión de arena en la superficie, podría indicar la necesidad de un lavado de molde o un sistema de moldeo diferente. En la arena de fundición que ha sido horneada para darle estabilidad, quizás el molde pasó demasiado tiempo en el horno y se volvió frágil. Quizás una mejor opción sería el moldeo sin horneado o una fundición de inversión. Este defecto también puede sugerir que no había suficiente aglutinante, o que no era el tipo correcto de aglutinante, para crear una cubierta resistente. Otra posibilidad es que la arena no estuviera suficientemente compactada.

Defectos de moldeo y vertido

Defectos por aguacero o mal funcionamiento

Estos defectos de fundición ocurren cuando no se ha introducido suficiente metal fundido para llenar el molde. A veces, las mazarotas abiertas se utilizan para determinar cuándo un molde está lleno:si se colocan mal, es posible que el vaciado sea corto. A veces, los fallos de funcionamiento se deben a la congelación temprana durante el vertido. En fallas, alguna parte de la fundición está incompleta, generalmente con un borde redondeado donde el metal se congeló antes de llegar a la pared del molde.

Moho elevado o defecto de núcleo flotante

Este tipo de defecto hará que la fundición tenga las dimensiones incorrectas. El metal fundido ejerce presión y, si el núcleo no se estabiliza o el molde no se sujeta correctamente, pueden levantarse y deformar la fundición.

Defecto intermitente

El tapajuntas en las uniones es común en las piezas fundidas, pero debe eliminarse. El tapajuntas es una capa delgada que se crea cuando el metal líquido se filtra entre las juntas cerradas del molde. Si hay inestabilidad en el molde, el tapajuntas puede ser lo suficientemente malo como para deformar la fundición.

Desajuste del molde o defecto de desplazamiento del molde

Esto puede suceder si la tapa y el arrastre, o la parte superior e inferior del molde están desalineados cuando está cerrado. El vaciado resultante suele ser cómico, ya que las partes superior e inferior del molde están torcidas.

Defecto de inestabilidad de arena

La inestabilidad de la arena, el empaque insuficiente o los problemas con la mezcla de arena de fundición pueden causar una pérdida de detalles en una fundición. Este problema puede afectar a los detalles finos, como letras o decoraciones, o puede dar lugar a bordes ondulados en toda la fundición.

Vuelta fría o cierres fríos

Estos ocurren cuando la temperatura del molde o del material fundido es demasiado baja. En lugar de fluir rápidamente por todo el molde, parte del flujo de metal se ralentiza y comienza a endurecerse. Este bulto congelado se convierte en un obstáculo alrededor del cual se arremolina el resto del metal:como una roca en el río, a menudo hay una perturbación en el lado corriente abajo del obstáculo. El labio redondo visible de la vuelta fría crea una discontinuidad permanente en la superficie de la fundición. Este defecto es visible en la superficie y, a veces, es lo suficientemente pequeño como para rectificarlo o rellenarlo, pero un cierre o un traslape en frío pueden ser lo suficientemente profundos como para amenazar la integridad estructural de la fundición.

Tragos fríos

Los disparos en frío son causados ​​de manera similar por la congelación prematura de parte del metal. Parecen pequeñas bolas de hierro o lágrimas que están suspendidas en el material que las rodea.

Agujeros y espiráculos o porosidad de gas

Esto puede ser causado por el gas en el molde que empuja a través del metal fundido y deja vacíos o burbujas a medida que se enfría. El gas atrapado puede deberse a las condiciones del molde, si no es lo suficientemente poroso para permitir que escape el gas. Es más probable que las cargas de chatarra oxidadas y ricas en hidrógeno causen agujeros de alfiler, ya que traen consigo más hidrógeno. La porosidad de gas es diferente a la porosidad de contracción, aunque ambas dejan pequeños agujeros en la fundición y se pueden encontrar en la misma pieza de metal. La porosidad del gas tiende a dejar orificios regulares con forma de burbuja cerca de la parte superior del molde.

Defectos de refrigeración

Porosidad de contracción

La porosidad por contracción es causada por un volumen insuficiente de metal en el molde. A medida que el metal se enfría y se encoge, quedan pequeños orificios a lo largo de la fundición. Estos agujeros suelen ser irregulares, en comparación con los pequeños agujeros flotantes causados ​​por el gas.

Cavidades de contracción

Estos son como la porosidad de contracción en el sentido de que no hay suficiente metal para llenar el espacio a medida que la fundición se enfría y se contrae. Sin embargo, este defecto tiende a ser un problema estructural más serio. A menudo, estas cavidades de contracción aparecerán como grietas grandes e irregulares en el centro de un volumen de metal. Las piezas fundidas se enfrían de afuera hacia adentro, por lo que la cavidad puede formarse en el último lugar para enfriarse. Ese no es el caso universalmente:las depresiones de contracción visibles en el exterior de la pieza fundida pueden aparecer dependiendo de la infraestructura de compuertas, corredores y elevadores que soportan la pieza fundida. Estas depresiones normalmente no son irregulares ni abiertas, sino lugares donde el metal parece estar hundido en comparación con la forma prevista. Un objeto que sufre mucho encogimiento puede repararse cambiando el diseño de fundición, reduciendo las paredes y suavizando las esquinas, colocando contrahuellas adicionales en el patrón o cambiando el lugar donde emergen las compuertas.

Defectos de enfriamiento

Los defectos de fundición por enfriamiento pueden ocurrir si el molde está demasiado frío o si la fundición se retira demasiado rápido de la arena. La congelación rápida puede hacer que la superficie de las piezas fundidas se vuelva extremadamente quebradiza, como si se hubieran enfriado con aire. Cuando el defecto es mecánico pero no estructural, el recocido de la fundición puede salvarlo, eliminando la fragilidad a través del tratamiento térmico.

Rasgaduras o grietas calientes

También pueden surgir roturas o grietas calientes en un enfriamiento demasiado rápido. Estos son similares a las cavidades de contracción, pero son más vacíos en forma de cinta en el metal causados ​​por una contracción rápida. Las piezas fundidas con desgarros calientes o grietas tendrán un rendimiento mecánico inferior.

Deformación por enfriamiento

Este es un defecto común en fundiciones muy largas y delgadas, pero también puede ocurrir en otras formas. En este defecto, la fundición de metal se deforma y pierde su forma prevista durante el enfriamiento, lo que hace que quede fuera de las tolerancias especificadas.

Inspección

Los problemas de tolerancia dimensional o acabado superficial a menudo se pueden ver con inspección visual y medición. Las pruebas de propiedades mecánicas también se pueden realizar de forma sencilla. Algunos de los otros problemas, como la porosidad y las cavidades de contracción, son internos a la fundición. Los métodos de prueba están disponibles para detectar problemas internos para que una fundición no falle inesperadamente bajo carga.

Si tiene alguna pregunta o consulta relacionada con los servicios o proyectos de casting, comuníquese con nuestro personal de ventas capacitado.