Comprensión de los defectos de fundición:¿cuándo se puede devolver una fundición?

La fundición de metales es una industria de fabricación moderna, y los productos de fundición se utilizan en el 90 % de los bienes duraderos, desde postes de luz hasta transbordadores espaciales. Aún así, ningún casting es perfecto. Incluso con las innovaciones recientes en simulación y tecnología de procesos, casi todos los productos fundidos tendrán algún nivel de defecto. Una comprensión clara de los defectos de fundición es vital para cualquier cliente de fundición, ya que ayuda a guiar las expectativas realistas cuando se trabaja con una instalación de fundición.

Si bien las instalaciones de fundición experimentadas tienen la habilidad de encontrar un equilibrio entre costo y calidad, los compradores deben participar de cerca en la determinación de los niveles admisibles de defectos en los productos entregados.

Defectos comunes de fundición

Algunos de los tipos más comunes de defectos de fundición son porosidad e inclusiones . La porosidad puede ser causada por el gas en la aleación, en cuyo caso los defectos resultantes suelen ser pequeños defectos negativos que tienen forma elíptica. La porosidad también puede resultar de la contracción, que ocurre cuando no hay suficiente material de alimentación disponible en ciertas áreas. En algunos casos, la porosidad puede incluso ser causada por inclusiones u óxidos que se abren camino dentro del molde.

En la fundición de arena y la fundición de inversión, es relativamente común ver inclusiones de piezas del molde que se desprenden durante el vertido. , o que se queman en el costado de un yeso. En fundición de inversión, inclusiones de caparazón aparecen como pequeños trozos de cerámica adheridos a la parte solidificada. Las piezas fundidas moldeadas en concha a veces muestran quemado , donde la arena del molde se une a la aleación para que no se pueda quitar durante el desmoldeo. Las fundiciones a menudo reparan las inclusiones antes de enviarlas al cliente y, en muchos casos, se admiten niveles bajos de inclusiones en un producto final.

Los defectos que con mayor frecuencia son retornables incluyen desgarros calientes lapeado en frío , doblando , errores y agotamiento . Los desgarros calientes son grietas que se forman en una fundición debido a puntos sobrecalentados en el molde. El lapeado en frío puede ocurrir si la temperatura de vertido o la velocidad de vertido no están optimizadas, y aparece como una división en la fundición donde un lado se enfría demasiado antes de encontrarse con el otro lado. La flexión puede ocurrir en casi cualquier proceso de fundición, pero es más común con moldes reutilizables, como en el moldeo permanente. Los fallos de funcionamiento se producen cuando el metal fundido no llena la cavidad del molde. Esto puede deberse a un molde inclinado, un vertido insuficiente o una temperatura de vertido inadecuada. Particularmente en la fundición en arena, el descentramiento también puede ser un defecto común. El descentramiento ocurre cuando el metal se escapa del molde, ya sea debido a un molde dañado o a un sello inadecuado entre la cubierta y el arrastre.

Prevención o reparación de defectos de fundición

Si los defectos resultan en devoluciones o desechos internos, las instalaciones de fundición ajustarán los flujos de trabajo para reducir o eliminar su incidencia. Los procesos de fusión y las medidas de desgasificación se pueden ajustar para reducir la porosidad del gas. La porosidad por contracción se puede prevenir diseñando esquinas con radios más grandes u optimizando las temperaturas de moldeo y vertido. Las inclusiones se pueden reducir eliminando más a fondo la escoria durante la fusión o recubriendo los moldes para que permanezcan intactos hasta que se sacudan. Los fallos de ejecución a menudo son causados ​​por errores en el proceso de vertido y se pueden corregir mediante instrucciones.

Según el tipo, la gravedad y la frecuencia de los defectos de fundición, las instalaciones de fundición pueden optar por corregir los defectos mediante un procesamiento posterior como esmerilado. y soldadura . Los defectos positivos se pueden eliminar para formar una superficie lisa. La porosidad del gas o la contracción, e incluso fallas en algunos casos, se pueden reparar mediante soldadura. La soldadura (en la foto de arriba) es capaz de restaurar la pieza a las mismas especificaciones que habrían sido posibles sin el defecto. Especialmente después del tratamiento térmico, los materiales soldados tienen propiedades físicas casi idénticas a las de las piezas completamente fundidas.

Cuando una fundición es retornable

Determinar cuándo una pieza es retornable es un aspecto importante del proceso de desarrollo del producto. Los clientes y las instalaciones de fundición deben acordar de antemano los niveles aceptables de defectos. Por ejemplo, cualquier porcentaje de porosidad superior al nivel acordado será retornable, pero cualquier porcentaje menor pasará.

Las características específicas de una pieza a veces tienen diferentes requisitos. Por ejemplo, la porosidad del gas a menudo es invisible hasta que la superficie se maquina, lo que revela defectos negativos dentro de la fundición. El diseño del cliente puede requerir niveles muy bajos de porosidad en el área específica que se mecanizará para garantizar una superficie lisa después del mecanizado.

Otros defectos pueden parecer retornables, pero después de una inspección más cercana no lo son. Las pequeñas inclusiones o el encogimiento pueden producir imperfecciones estéticas que el control de calidad de los clientes señalará durante la inspección. Sin embargo, beneficia tanto al cliente como a la fundición llegar a un acuerdo que se adapte a un cierto nivel de variabilidad en las superficies no críticas. El costo de eliminar por completo los defectos estéticos puede ser demasiado alto para que la pieza sea rentable, ya sea para la fundición o el cliente final.

Varios grupos de la industria ofrecen pautas estándar y sistemas de calificación para ayudar a determinar los niveles admisibles de defectos, incluidos ASTM, ASME y SAE. Estos estándares proporcionan escalas para medir la incidencia de defectos, pero cada parte tiene requisitos diferentes. Los procesos de fabricación se pueden mejorar y ajustar para aumentar la escala de las piezas, pero una calidad más alta casi siempre significa un costo más alto.

Para garantizar un resultado satisfactorio para ambas partes, las instalaciones de fundición y los clientes deben trabajar juntos para determinar un equilibrio entre la calidad de la fundición, el nivel de defectos y el costo total.

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