¿La fundición de inversión deja impurezas?

Casting de inversión Solo deja trazas de impurezas. Las impurezas más comunes incluyen partículas cerámicas de la carcasa del molde, compuestos de cera residuales y diversos óxidos metálicos que se forman durante el proceso de fusión.
Estas impurezas suelen representar menos del 0.5 % de la pieza fundida final en procesos bien controlados.

Fuente de impurezas

Tipos de impurezas en la fundición de precisión

Inclusiones no metálicas

Las inclusiones no metálicas son partículas sólidas atrapadas en el metal durante la fundición. Estas partículas no se mezclan con el metal base y crean puntos débiles en la pieza final.

• Inclusiones cerámicas: Las inclusiones cerámicas provienen de la rotura de la carcasa del molde de revestimiento durante el vertido del metal. Estas partículas tienen un tamaño de entre 10 y 500 micrómetros y están compuestas principalmente de sílice, alúmina y zirconio.
• Inclusiones de escoria, escoria y óxido: Esta categoría incluye una gama de partículas no metálicas que son subproductos de reacciones químicas que ocurren dentro del metal fundido o en su interfaz con el entorno circundante.
• Inclusiones exógenas: Se trata de contaminantes que entran en la masa fundida desde una fuente externa. Algunos ejemplos son las partículas del revestimiento refractario del horno o la cuchara, o las impurezas presentes en el material de carga inicial.
• Inclusiones endógenas: Estas se forman por reacciones químicas dentro del propio metal fundido, más comúnmente entre el metal fundido y gases disueltos como oxígeno, azufre o nitrógeno.

Cera y ceniza residuales

Quedan restos de cera cuando el proceso de quemado no elimina completamente la cera. patrón de ceraLos ciclos de quemado estándar alcanzan los 1,800 °F, pero el calentamiento incompleto deja depósitos de carbón que contaminan el metal.

Estos residuos de carbono suelen representar menos del 0.1 % en peso en piezas correctamente procesadas. Sin embargo, los ciclos de quemado apresurados o las secciones de cera gruesa pueden dejar hasta un 0.5 % de contaminación de carbono.

La ceniza se forma por la combustión incompleta de la cera y contiene partículas de carbono mezcladas con aditivos de cera. Este residuo gris negruzco se adhiere a las superficies del molde y se mezcla con el metal vertido.

Contaminantes del metal en bruto

La pureza de la pieza fundida final no puede ser mejor que la del material de carga inicial. Los lingotes y la chatarra de metal en bruto introducen sus propias impurezas en las piezas fundidas a la cera perdida. Entre los contaminantes comunes se incluyen el azufre (0.01-0.05%), el fósforo (0.01-0.03%) y oligoelementos como el plomo o el bismuto.

Cómo minimizar las impurezas

• Controlar con precisión la temperatura de fusión – Mantenga las temperaturas dentro de los 50 °F de los rangos recomendados para evitar la absorción excesiva de gas y la formación de óxido.
• Utilice metales vírgenes de alta calidad – Limitar el contenido reciclado al 20-30% y verificar la composición del material entrante con análisis espectrográfico
• Optimizar la construcción de shell – Aplicar de 6 a 8 capas de cerámica con un secado adecuado entre capas para evitar la rotura de la carcasa.
• Implementar una eliminación de cera adecuada – Utilice desparafinado con fuego rápido a un mínimo de 1,800 °F con tiempos de retención de 2 horas para la eliminación completa del carbono.
• Diseñar sistemas de compuertas efectivos – Dimensionar los corredores y las compuertas para mantener un flujo laminar de 2 a 3 pies por segundo, evitando turbulencias.
• Desgasificar completamente el metal fundido – Burbujear gas inerte a través del aluminio durante 10-15 minutos o utilizar desgasificación rotatoria para reducir el hidrógeno por debajo de 0.15 ml/100 g
• Añadir refinadores y modificadores de grano – Utilice entre un 0.1 y un 0.2 % de titanio-boro en aluminio o entre un 0.02 y un 0.04 % de magnesio en hierro fundido para mejorar la estructura.
• Controlar la temperatura y la velocidad de vertido – Vierta a la temperatura más baja que permita el llenado completo, normalmente 100-150 °F por encima del líquido.
• Aplicar técnicas de alimentación adecuadas – Diseñar elevadores de 1.5 veces el espesor de la sección y posicionarlos para que se solidifiquen por última vez.
• Mantener condiciones de trabajo limpias – Filtrar el aire del taller de fundición a 5 micrones y mantener la humedad por debajo del 50 % para minimizar la contaminación.
• Inspeccionar y probar periódicamente – Realizar pruebas con líquidos penetrantes en el 10 % de la producción y radiografías de componentes críticos para detectar defectos de forma temprana.