¿Qué significan exactamente los defectos de las fundiciones de inversión? Bueno, el defecto de fundición de inversión se refiere a las irregularidades observadas en la superficie de fundición después del proceso de fundición. Este artículo tiene como objetivo explicarlo de una manera amigable para los principiantes y, al mismo tiempo, brindar información sobre el futuro de la industria del casting de inversión.
1.Grieta: el principal defecto en el casting de inversión
El defecto más significativo que afecta la calidad del producto en la fundición de inversión es la formación de grietas en las piezas fundidas. Estas grietas suelen aparecer como caminos irregulares y dentados en la superficie. Según sus características, se pueden clasificar como grietas en caliente o grietas en frío.
Grietas en caliente: Durante o poco después de la solidificación de un molde de cáscara de cerámica, cuando la fundición aún se encuentra en la etapa de alta temperatura, con temperaturas que oscilan entre 1250 y 1450 grados centígrados, la resistencia y la ductilidad de la fundición son bajas, lo que la hace susceptible al agrietamiento. causada por la contracción por solidificación.
Agrietamiento en frío: El proceso de enfriamiento continuo de la fundición desde la solidificación hasta la temperatura ambiente. Además, la tensión de tracción generada durante la fundición supera la resistencia a la fractura de la fundición, lo que da como resultado una concentración de tensión en los puntos donde cambia la forma y el tamaño de la fundición.
Causas
- Diseño deficiente del sistema de la estructura de fundición, espesor desigual de la pared de la fundición, lo que provoca tensión de contracción causada por los cambios de temperatura.
- Diseño inadecuado de la columna de vertido, lo que dificulta directamente la contracción de la fundición.
- Enfriamiento no uniforme de la fundición.
- Composición química insatisfactoria del acero, altos niveles de elementos nocivos como el fósforo. Esto aumenta la fragilidad en frío del acero, haciéndolo propenso al agrietamiento en frío.
Solución:
Modifique el diseño de fundición de inversión para reducir los cambios transversales significativos y evitar el agrietamiento en caliente.
2. Agujero de gas
Los agujeros de gas se forman durante el proceso de enfriamiento cuando la mayoría de los materiales líquidos pueden acomodar una cantidad significativa de gas disuelto. Cuando el metal se solidifica, el gas se libera, creando potencialmente burbujas en la superficie o dentro de las regiones internas de la fundición. Estas burbujas forman huecos circulares o cavidades en la fundición sólida. En general, hay tres tipos de poros de fundición: orificios pequeños, poros subterráneos y orificios nasales.
Agujeros: Como sugiere el nombre, estos son pequeños poros similares a agujeros que son visibles a simple vista y generalmente aparecen sobre o debajo de la superficie del yeso.
poros del subsuelo: Estos son vacíos más grandes que los agujeros de alfiler, ubicados internamente dentro de la fundición y que no se detectan fácilmente hasta que la fundición se somete a un procesamiento adicional. Se requieren técnicas de análisis como pruebas ultrasónicas, inspección de partículas magnéticas o examen de rayos X para identificarlos.
espiráculos: Estos son poros que aparecen en la superficie del yeso y son fácilmente perceptibles.
Causas
- Escape deficiente en el molde y el núcleo.
- Mala calidad del material de recubrimiento del molde, lo que resulta en un escape deficiente.
- Óxido en la superficie de la cavidad del molde, limpieza inadecuada.
- Secado insuficiente del molde y del macho.
- La temperatura de precalentamiento insuficiente del molde de fundición, provocando un enfriamiento rápido del metal fundido a través del sistema de inyección.
Soluciones
- El precalentamiento adecuado del molde antes del colado asegura una buena transpirabilidad del recubrimiento.
- Almacene las materias primas en un área ventilada y seca y precaliéntelas antes de usarlas.
- Aumenta la permeabilidad de la arena: cuanto más gruesa es la arena, mayor es la permeabilidad.
- Guarde el molde y el núcleo en un lugar seco para evitar la oxidación.
- Evite temperaturas de vertido excesivamente altas.
3.Inclusión
La inclusión es un defecto perjudicial ya que aumenta la tensión y reduce la resistencia de las piezas fundidas. Las inclusiones pueden ser el resultado de la presencia de partículas extrañas en la fundición, generalmente materiales no metálicos como escoria de horno, escoria fundente o escoria de óxido de metal. Estas inclusiones se manifiestan como depresiones pequeñas, redondas, angulares o irregulares que pueden ser clara o indistintamente visibles en las fundiciones.
Causas
- Procesos de fundición y vaciado de aleaciones.
- Grietas en los moldes de cera durante las primeras etapas de la fundición, lo que permite que fragmentos de cerámica entren en la cavidad del molde.
- En la fundición en arena, el metal entra en el molde de arena.
Soluciones
- Implemente un proceso de fundición de aleación y una técnica de fundición bien diseñados para evitar problemas posteriores.
- Antes de la fundición, inspeccione los moldes de cera en busca de objetos extraños y elimine las partículas de escoria del metal fundido.
- Seleccione los agentes fundentes apropiados.
- Limpiar los moldes o utilizar diferentes sistemas de moldeo.
4. Bulto
La protuberancia es uno de los defectos de fundición más comunes y se caracteriza por protuberancias no deseadas, como protuberancias y superficies ásperas. Cuando el espesor de la superficie de fundición excede las dimensiones requeridas, puede causar cambios dimensionales en el producto final. Esto se puede identificar aumentando gradualmente el espesor de la pared de fundición.
Causas
- Núcleo inestable o sujeción inadecuada del molde que conduce a la deformación de la fundición.
- Velocidades de solidificación diferenciales en diferentes secciones.
Soluciones
- Las fundiciones de aluminio se pueden enderezar entre los procesos de enfriamiento y envejecimiento.
- El tratamiento térmico puede eliminar la tensión residual en los componentes de hierro fundido.
5. Contracción
El metal se contrae durante la solidificación, pero la contracción desigual puede provocar formas distorsionadas o vacíos internos en las piezas fundidas.
Hay tres tipos:
- Contracción abierta: Ocurre en la superficie de la fundición. Cuando el metal se contrae de manera desigual, las depresiones o cavidades en la superficie del metal pueden aspirar aire del molde.
- Contracción cerrada: Esto aparece como vacíos internos en la fundición. Cuando algún metal líquido se enfría más rápido que otros materiales, sufre una contracción, también conocida como porosidad por contracción. Algunos vacíos angulares solo se pueden observar bajo un microscopio.
- Pandeo: Cambios en el tamaño y la forma de la fundición durante o después de la solidificación, lo que genera tensión en el metal y provoca la flexión.
Soluciones
- Proporcionar metal fundido adecuado para evitar la formación de vacíos debido a la contracción. Alternativamente, use materiales con alta conductividad térmica para que el molde aumente la tasa de enfriamiento del metal fundido.
- Use sistemas de compuerta y vertido con elevadores para suministrar el metal fundido de manera uniforme al molde.
- Amplíe las secciones estrechas del grosor del molde para garantizar que llegue suficiente metal líquido a las partes más gruesas.
Técnicas de inspección y control de calidad para fundiciones de inversión
El control de alta calidad del proceso de fundición y las técnicas de inspección calificadas son dos factores clave para garantizar la producción de piezas fundidas de alta calidad. Hay múltiples pasos involucrados, cada uno de los cuales es crítico.
Aquí hay algunas técnicas comúnmente empleadas en la industria:
- Inspección de patrón de cera: El paso inicial consiste en inspeccionar los patrones de cera utilizados para crear los moldes para la fundición por inversión. Los patrones se verifican en busca de defectos, como grietas, huecos o imprecisiones dimensionales.
- Inspección de moldes de carcasa: Después de recubrir los patrones de cera con material cerámico de la cubierta, se inspeccionan los moldes en busca de defectos como grietas, variaciones en el grosor de la cubierta o cualquier otra irregularidad que pueda afectar la calidad de la fundición.
- Verificación de precalentamiento: Antes de verter el metal fundido en el molde, la carcasa se precalienta para eliminar cualquier resto de humedad o cera. El proceso de precalentamiento se supervisa cuidadosamente para garantizar que se cumplan los parámetros adecuados de temperatura y tiempo.
- Monitoreo de Vertido y Solidificación: Durante el proceso de fundición, se controla el vertido de metal fundido en el molde para mantener la temperatura y la velocidad de vertido adecuadas. Además, se observa el proceso de solidificación para identificar posibles defectos como contracción, porosidad o inclusiones.
- Inspección dimensional: Una vez que la fundición se ha enfriado y se ha quitado la coraza, se realiza una inspección dimensional para verificar que el producto final cumpla con las tolerancias y dimensiones especificadas. Se pueden utilizar técnicas como máquinas de medición por coordenadas (CMM), escaneo láser o calibres para obtener mediciones precisas.
- Inspección visual: La inspección visual se realiza para identificar los defectos de la superficie, como grietas, picaduras, problemas con el acabado de la superficie o cualquier otra imperfección visual que pueda afectar la estética o la integridad estructural de la fundición.
- Ensayos no destructivos (NDT): Las técnicas NDT se emplean para detectar defectos internos sin dañar la fundición. Los métodos comunes de NDT incluyen pruebas radiográficas (rayos X o rayos gamma), pruebas ultrasónicas, inspección de partículas magnéticas o inspección de líquidos penetrantes.
- Pruebas mecánicas: Se realizan varios ensayos mecánicos para evaluar las propiedades mecánicas de las piezas fundidas, como la resistencia a la tracción, la dureza, la resistencia al impacto o las propiedades de fatiga. Estas pruebas ayudan a garantizar la idoneidad de la fundición para la aplicación prevista.
- Análisis químico: Se realizan análisis químicos para verificar la composición del metal utilizado en la fundición. Esto asegura que se mantengan las propiedades químicas y de aleación correctas según las especificaciones.
- Documentación y Trazabilidad: A lo largo del proceso de inspección, se mantienen registros detallados para documentar cada paso y garantizar la trazabilidad. Esto incluye el registro de los resultados de la inspección, las certificaciones, la trazabilidad de los materiales y cualquier acción correctiva que se haya tomado.
Vale la pena señalar que las técnicas específicas de control de calidad pueden variar según la industria, la aplicación y los requisitos del cliente. Es fundamental seguir las normas y pautas establecidas por la industria, como las establecidas por ASTM International u otras organizaciones relevantes, para garantizar la calidad y la integridad de las fundiciones de inversión.
Conclusión
El casting de inversión implica un proceso complejo en el que inevitablemente se producirán errores. Mientras se fortalezca el control técnico de cada eslabón, definitivamente se reducirá la aparición de defectos de fundición. Tome activamente las soluciones correspondientes después de que ocurra el defecto.
At Easiahome, brindamos garantía de calidad a todos nuestros clientes. Nuestro proceso de fundición utiliza estrictos métodos de inspección para garantizar que las piezas mantengan altos estándares de calidad en cada etapa.
