Fundición de precisión: Claves sobre fundición, desgasificación y permeabilidad al aire del molde

La permeabilidad al aire es un índice de rendimiento importante de los moldes de fundición de precisión. La permeabilidad al aire del molde tiene una gran influencia en las fundiciones de precisión. Por ejemplo, a menudo se encuentra que el llenado insuficiente de fundiciones (incluyendo forma incompleta y esquinas redondeadas) puede ser causado por una mala permeabilidad al aire del molde. Además, la permeabilidad al aire del molde también es un factor importante que afecta su calidad de descerado.

Fuente de gas

Los gases que pueden disolverse en metales, principalmente hidrógeno y oxígeno. Durante el proceso de fundición, las principales fuentes de gas son:

• Gas de horno: durante la fundición sin vacío, el gas de horno es la principal fuente de gas en el metal. Además de oxígeno y nitrógeno, el gas de horno también contiene vapor de agua, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de azufre e hidrocarburos. La composición del gas de horno varía con el combustible usado y las condiciones de combustión; por ejemplo, el horno de reverbero o crisoles alimentado por fuel oil o gas a menudo contiene 5-10% de vapor de agua y más hidrógeno, monóxido de carbono, etc.
• Carga del horno: la mayoría de las superficies de metal electrolítico permanecen con electrolitos residuales, y la mayoría de los materiales devueltos del taller de procesamiento contienen aceite, agua, emulsión, etc. La mayoría de los desechos extranjeros vienen con agua corrosiva, óxido, etc. Especialmente en apilamiento al aire libre y temporadas húmedas, la humedad se adsorbe en la superficie de la carga. Estos harán que el metal absorba más hidrógeno durante el proceso de fundición.
• Refractario: la humedad contenida en el refractario también puede promover la inhalación de metal, especialmente cuando el nuevo horno comienza la producción.
• Fundente: Muchos fundentes contienen humedad, algunos de ellos (como carbón, salvado de arroz, etc.) contienen humedad adsorbida, y algunos fundentes (como bórax) contienen agua de cristalización. Para reducir la fuente de gas en el proceso de fundición, el fundente debe secarse o deshidratarse.
• Herramientas de operación: el precalentamiento incompleto de las herramientas de operación también aumentará el contenido de gas del metal.

Proceso de disolución y solubilidad del gas

Solubilidad del gas en metal: cuando el metal es sólido, la solubilidad del gas es muy pequeña. Con el aumento de la temperatura, la solubilidad aumenta lentamente, y la solubilidad aumenta bruscamente cuando alcanza la temperatura de punto de fusión. Continuar aumentando la temperatura del metal fundido, la solubilidad del gas continúa aumentando hasta que alcanza el límite. Luego comienza a disminuir, y cuando la temperatura alcanza el punto de ebullición del metal, la solubilidad del gas es casi igual a cero.

Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al

Diferentes elementos de aleación tienen diferentes efectos en la solubilidad del gas en la aleación. Algunos elementos como el níquel tienen una mayor capacidad de unión con el gas, lo que aumenta la solubilidad del gas en la aleación. Otros elementos como el aluminio y el estaño pueden reducir la solubilidad del gas en la aleación. Para aleación de cobre, los efectos de los elementos de aleación en la solubilidad del hidrógeno son los siguientes: Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al

Métodos de desgasificación

Método de desgasificación por gas: usar gas inerte (como N2) o gas activo (como Cl2). Cuanto más pequeñas sean las burbujas, mayor será el número, y más beneficioso para la desgasificación. Sin embargo, debido a la alta velocidad de flotación de las burbujas, el tiempo para pasar a través del fundido es corto, y las burbujas no pueden distribuirse uniformemente en todo el fundido, por lo que no es fácil desgasificar completamente por este método. Con la disminución del contenido de hidrógeno en el fundido, la capacidad de desgasificación disminuye significativamente.

Método de desgasificación por fundente: la desgasificación por fundente es el uso de descomposición térmica de sal fundida o reacción de reemplazo con el metal para generar burbujas volátiles insolubles en el fundido para eliminar hidrógeno. Por ejemplo, el fundente de criolita se usa comúnmente para desgasificar bronce de aluminio; fluorita, bórax, carbonato de calcio y otros fundentes se usan comúnmente para desgasificar cuproníquel y aleaciones de níquel. Para mejorar la desgasificación, se puede usar nitrógeno seco para soplar el fundente en polvo al baño fundido, el fundente puede eliminar la escoria mientras desgasifica.

Otros métodos de desgasificación: desgasificación por condensación, desgasificación por oscilación, desgasificación electrolítica DC.