Hay muchas razones paradefectos de fundición en arenaen verdadproceso de fundición en arena. Pero podemos encontrar las razones exactas analizando los defectos internos y externos. Cualquier irregularidad en el proceso de moldeo provoca defectos en las piezas fundidas que en ocasiones pueden ser tolerados. Por lo general, los defectos de fundición en arena se pueden eliminar con métodos adecuados de fijación o reparación del molde, como soldadura y metalización. Aquí en este artículo intentamos dar algunas descripciones de los defectos comunes de la fundición en arena para encontrar las razones y las soluciones correspondientes.
Los siguientes son los principales tipos de defectos que probablemente ocurranpiezas fundidas en arena:
i) Defectos de gas
ii) Cavidades de contracción
iii) Defectos del material de moldeo
iv) Defectos de metal por vertido
v) Defectos metalúrgicos
1. Defectos del gas
Los defectos en esta categoría se pueden clasificar en golpes y golpes abiertos, inclusión de aire y porosidad por orificios. Todos estos defectos son causados en gran medida por la menor tendencia al paso de gases del molde, que puede deberse a una baja ventilación, una baja permeabilidad del molde y/o un diseño inadecuado de la pieza fundida. La menor permeabilidad del molde se debe, a su vez, a un tamaño de grano más fino de la arena, a una mayor cantidad de arcilla, a una mayor humedad o a un apisonamiento excesivo de los moldes.
Soplos y golpes abiertos
Son las cavidades esféricas, aplanadas o alargadas presentes en el interior de la pieza fundida o en la superficie. En la superficie se llaman golpes abiertos y en el interior se llaman soplos. Debido al calor del metal fundido, la humedad se convierte en vapor, parte del cual, al quedar atrapado en la pieza fundida, acaba como golpe o en forma de golpe abierto cuando llega a la superficie. Aparte de la presencia de humedad, se producen debido a la menor ventilación y menor permeabilidad del molde. Por tanto, en los moldes de arena verde es muy difícil eliminar los orificios de soplado, a menos que se proporcione una ventilación adecuada.
Inclusiones de aire
Los gases atmosféricos y otros gases absorbidos por el metal fundido en el horno, en la cuchara y durante el flujo en el molde, cuando no se les permitiera escapar, quedarían atrapados dentro de la pieza fundida y la debilitarían. Las razones principales de este defecto son las temperaturas de vertido más elevadas, que aumentan la cantidad de gas absorbido; diseño deficiente de la entrada, como bebederos rectos en la entrada sin presión, curvaturas bruscas y otras prácticas que causan turbulencias en la entrada, que aumentan la aspiración de aire y finalmente la baja permeabilidad del propio molde. Las soluciones serían elegir la temperatura de vertido adecuada y mejorar las prácticas de compuerta reduciendo la turbulencia.
Porosidad por orificios
Esto es causado por el hidrógeno en el metal fundido. Esto podría haberse detectado en el horno o mediante la disociación del agua dentro de la cavidad del molde. A medida que el metal fundido se solidifica, pierde temperatura, lo que disminuye la solubilidad de los gases, expulsando así los gases disueltos. El hidrógeno, al salir del metal solidificado, provocaría orificios de diámetro muy pequeño y largos que mostrarían el camino de escape. Esta serie de orificios provocan fugas de fluidos bajo altas presiones de funcionamiento. La razón principal de esto es la alta temperatura de vertido, que aumenta la absorción de gas.
Cavidades de contracción
Estos son causados por la contracción del líquido que se produce durante la solidificación de la pieza fundida. Para compensar esto, se requiere una alimentación adecuada de metal líquido y también un diseño de fundición adecuado.
2. Defectos del material de moldeo
Bajo esta categoría se encuentran aquellos defectos causados por las características de los materiales de moldeo. Los defectos que se pueden incluir en esta categoría son cortes y lavados, penetración del metal, fusión, descorrido, colas de rata y pandeo, hinchamiento y caída. Estos defectos ocurren esencialmente porque los materiales de moldeo no tienen las propiedades requeridas o debido a un apisonamiento inadecuado.
Cortes y Lavados
Estos aparecen como puntos ásperos y áreas de exceso de metal y son causados por la erosión de la arena de moldeo por el metal fundido que fluye. Esto puede deberse a que la arena de moldeo no tiene suficiente resistencia o a que el metal fundido fluye a alta velocidad. Lo primero se puede solucionar eligiendo la arena de moldeo adecuada y utilizando el método de moldeo adecuado. Esto último se puede solucionar modificando el diseño de las compuertas para reducir la turbulencia en el metal, aumentando el tamaño de las compuertas o utilizando múltiples compuertas de entrada.
Penetración de metales
Cuando el metal fundido entra en los espacios entre los granos de arena, el resultado sería una superficie de fundición rugosa. La razón principal de esto es que el tamaño del grano de arena es demasiado grueso o no se ha aplicado ningún lavado de molde a la cavidad del molde. Esto también puede deberse a temperaturas de vertido más altas. La elección del tamaño de grano adecuado, junto con un adecuado lavado del molde, deberían poder eliminar este defecto.
Fusión
Esto es causado por la fusión de los granos de arena con el metal fundido, dando una apariencia vidriosa y quebradiza en la superficie de la pieza fundida. La razón principal de este defecto es que la arcilla en la arena de moldeo es de menor refractariedad o que la temperatura de vertido es demasiado alta. La elección de un tipo y cantidad adecuados de bentonita solucionaría este defecto.
Sin
Un descentramiento se produce cuando el metal fundido se escapa del molde. Esto puede deberse a una fabricación defectuosa del molde o a una mufla de moldeo defectuosa.
Colas de rata y hebillas
La cola de rata es causada por la falla por compresión de la piel de la cavidad del molde debido al calor excesivo en el metal fundido. Bajo la influencia del calor, la arena se expande, moviendo así la pared del molde hacia atrás y en el proceso, cuando la pared cede, la superficie de fundición puede tener esto marcado como una pequeña línea, como se muestra en la figura. Con varias fallas de este tipo , la superficie de fundición puede tener varias pequeñas líneas entrecruzadas. Las hebillas son las colas de rata que son severas. La causa principal de estos defectos es que la arena de moldeo tiene malas propiedades de expansión y resistencia al calor o que el calor en el metal de vertido es demasiado alto. Además, la arena de revestimiento aplicada no tiene suficiente material carbonoso para proporcionar el efecto de amortiguación necesario. La elección adecuada de los ingredientes de la arena de revestimiento y la temperatura de vertido son las medidas para reducir la incidencia de estos defectos.
Hinchar
Bajo la influencia de las fuerzas metalostáticas, la pared del molde puede retroceder provocando un aumento en las dimensiones de la pieza fundida. Como resultado del hinchamiento, aumentan las necesidades de alimentación de las piezas fundidas, lo que debe ser atendido mediante la elección adecuada del tubo ascendente. La causa principal de esto es el procedimiento defectuoso de fabricación de moldes adoptado. Un apisonamiento adecuado del molde debería corregir este defecto.
Gota
La caída de arena de moldeo suelta o grumos normalmente desde la superficie de la superficie hacia la cavidad del molde es responsable de este defecto. Esto se debe esencialmente a una embestida inadecuada de la mufla.
3. Defectos de metal por vertido
Errores de marcha y cierres en frío
El error de ejecución se produce cuando el metal no puede llenar completamente la cavidad del molde y, por lo tanto, deja cavidades sin llenar. Un cierre en frío se produce cuando dos corrientes de metal, mientras se encuentran en la cavidad del molde, no se fusionan correctamente, provocando así una discontinuidad o un punto débil en la pieza fundida. Algunas veces se puede observar una condición que conduce a cierres fríos cuando no hay esquinas afiladas en una pieza fundida. Estos defectos se deben esencialmente a la menor fluidez del metal fundido o a que el espesor de la sección de la pieza fundida es demasiado pequeño. Esto último puede rectificarse mediante un diseño de fundición adecuado. El remedio disponible es aumentar la fluidez del metal cambiando la composición o elevando la temperatura de vertido. Este defecto también puede producirse cuando se aumenta la capacidad de eliminación de calor, como en el caso de los moldes de arena verde. Las piezas fundidas con una gran relación superficie-volumen tienen más probabilidades de ser propensas a estos defectos. Este defecto también se produce en moldes que no están adecuadamente ventilados debido a la contrapresión de los gases. Los remedios consisten básicamente en mejorar el diseño del molde.
Inclusiones de escoria
Durante el proceso de fusión, se agrega fundente para eliminar los óxidos e impurezas indeseables presentes en el metal. En el momento del roscado, se debe retirar adecuadamente la escoria de la cuchara, antes de verter el metal en el molde. De lo contrario, cualquier escoria que entre en la cavidad del molde debilitará la pieza fundida y también estropeará su superficie. Esto se puede eliminar mediante algunos de los métodos de captura de escoria, como el vertido de rejillas de lavabo o extensiones de canal.
4. Defectos metalúrgicos.
lágrimas calientes
Dado que el metal tiene poca resistencia a temperaturas más altas, cualquier estrés de enfriamiento no deseado puede causar la ruptura de la pieza fundida. La principal causa de esto es el mal diseño de la fundición.
Puntos calientes
Estos son causados por el enfriamiento de la pieza fundida. Por ejemplo, en el caso de una fundición gris que tiene pequeñas cantidades de silicio, puede producirse una fundición blanca muy dura en la superficie enfriada. Este punto caliente interferirá con el mecanizado posterior de esta región. Las prácticas adecuadas de control metalúrgico y enfriamiento son esenciales para eliminar los puntos calientes.
Como se vio en párrafos anteriores, las soluciones de algunos defectos son también las causas de otros. Por lo tanto, el ingeniero de fundición debe analizar la pieza fundida desde el punto de vista de su aplicación final y así llegar a un procedimiento de moldeo adecuado para eliminar o minimizar los defectos de fundición más indeseables.
Hora de publicación: 26 de abril de 2021