Los defectos más comunes en fundición de inversión Incluyen contracción, porosidad, defectos de funcionamiento, obturaciones en frío e inclusiones. La contracción se debe a una solidificación inadecuada; la porosidad, al gas atrapado; los defectos de funcionamiento y las obturaciones en frío, a las bajas temperaturas del metal; y las inclusiones se producen por la rotura o contaminación de la carcasa cerámica.
porosidad de gas Crea pequeños agujeros o vacíos en las piezas fundidas cuando los gases quedan atrapados durante la solidificación. Estos defectos se producen en la fundición a la cera perdida cuando la humedad en la carcasa cerámica libera vapor, cuando los metales reaccionan con los materiales del molde o cuando los gases disueltos en el metal fundido no pueden escapar con la suficiente rapidez. El gas atrapado forma cavidades esféricas o alargadas que debilitan la estructura de la pieza fundida.
Para evitar la porosidad del gas, las fundiciones secan completamente las carcasas de cerámica antes de verter el metal. También desgasifican los metales fundidos mediante tratamientos de vacío o purgas con gas inerte.
Porosidad de contracción Forma cavidades irregulares y dentadas cuando el metal se contrae durante el enfriamiento y la solidificación. Este defecto aparece en secciones gruesas de piezas fundidas, donde el metal se solidifica al final y no puede extraer metal líquido de otras áreas. Los huecos resultantes tienen superficies rugosas y dendríticas que los distinguen de la porosidad lisa del gas.
Las fundiciones eliminan la porosidad por contracción mediante el diseño de sistemas de alimentación adecuados con canales de subida y bajadas. Estos canales suministran metal líquido para compensar la contracción volumétrica.
Los desgarros por calor se desarrollan cuando las secciones de fundición experimentan tensión de tracción durante la solidificación a temperaturas justo por debajo del punto de solidificación. Estos desgarros irregulares grietas se forman a lo largo de los límites de grano donde el metal tiene baja resistencia pero alta tensión debido a las tasas de enfriamiento diferenciales.
La prevención requiere una cuidadosa selección de la aleación y un diseño de molde que minimice la concentración de tensiones. Aumentar la colapsabilidad del molde reduce la restricción del metal al contraerse. Añadir refinadores de grano a la aleación mejora la resistencia al desgarro en caliente al crear estructuras de grano más finas y uniformes.
Las grietas en frío aparecen tras la solidificación completa cuando las tensiones residuales superan la resistencia del material a temperatura ambiente. Estas grietas tienen trayectorias más rectas que los desgarros en caliente y suelen propagarse a través de los granos en lugar de a lo largo de los límites.
Los tratamientos térmicos de alivio de tensiones previenen eficazmente las grietas en frío al reducir las tensiones residuales. El control de las velocidades de enfriamiento y los procedimientos de manipulación adecuados durante el desmoldeo también minimizan la formación de grietas. Las modificaciones de diseño que reducen las esquinas agudas y la concentración de tensiones ayudan a prevenir estos defectos.
Los cierres en frío se producen cuando dos corrientes de metal se encuentran, pero no se fusionan completamente debido a una solidificación prematura. Esto crea una costura o pliegue visible en la superficie de la pieza fundida. Las bajas temperaturas de vertido, las velocidades de llenado lentas o las interrupciones del vertido causan estos defectos. Las áreas no fusionadas crean puntos débiles que comprometen las propiedades mecánicas.
Mantener temperaturas de vertido adecuadas, por encima de 50-100 °C (XNUMX-XNUMX °F) de la temperatura del líquido, previene el cierre en frío. El vertido continuo y rápido garantiza la fusión de los flujos de metal antes de que se produzca la oxidación superficial.
Las inclusiones son partículas extrañas atrapadas dentro de la pieza fundida solidificada que crean defectos internos y manchas en la superficie.
Un manejo cuidadoso previene daños en la carcasa que causan inclusiones cerámicas. El uso de filtros cerámicos en el sistema de compuertas atrapa las partículas antes de que entren en la cavidad del molde. El desnatado regular de las superficies metálicas fundidas elimina la escoria y la escoria antes del vertido.
Los fallos de funcionamiento ocurren cuando el metal fundido se solidifica antes de llenar completamente la cavidad del molde. Esto crea piezas fundidas incompletas, con falta de características o secciones enteras. La baja temperatura del metal, una presión metalostática inadecuada o vías de flujo restringidas causan fallos de funcionamiento. Las secciones delgadas presentan un mayor riesgo de fallos de funcionamiento debido a la rápida pérdida de calor.
Aumentar la temperatura de vertido entre 50 y 150 °C por encima de lo normal mejora la fluidez y la capacidad de llenado. Rediseñar los sistemas de colada con secciones transversales más grandes reduce la resistencia al flujo. Precalentar los moldes a entre 200 y 400 °C ralentiza la solidificación en secciones delgadas.
Estos defectos son resultado de reacciones químicas o físicas entre el metal fundido y la capa de cerámica.
El uso de materiales refractarios más finos y recubrimientos adicionales de la carcasa previene la penetración del metal. La aplicación de lavados de molde adecuados crea capas de barrera entre el metal y la cerámica. La selección de sistemas de carcasa químicamente compatibles para aleaciones específicas previene defectos de fusión.
La falla física de la carcasa cerámica durante la fundición crea varios defectos geométricos.
Una correcta construcción de la estructura con 6-8 capas proporciona la resistencia necesaria para resistir el agrietamiento. Controlar el secado entre capas previene la acumulación de tensiones que causan fallas en la estructura. Reforzar las áreas críticas con capas adicionales de estuco previene la deformación localizada.
Estos defectos afectan la precisión geométrica y dimensional. tolerancia de las piezas fundidas.
Los soportes de los accesorios durante el enfriamiento mantienen una geometría adecuada y evitan deformaciones. Los diseños simétricos de las compuertas promueven velocidades de enfriamiento uniformes. Los controles de calidad durante el ensamblaje de los patrones y la construcción de la carcasa previenen defectos de desajuste antes del vertido del metal.
