Casting de inversión Produce piezas con acabados superficiales de entre 63 y 125 micropulgadas Ra (1.6 a 3.2 micrómetros). Este acabado liso se obtiene directamente del proceso de fundición, sin mecanizado adicional. El molde cerámico crea una textura superficial fina que reproduce con precisión los detalles del patrón de cera.
| Proceso de lanzamiento | Typica Ra (μm) | Typica Ra (μin) | Características y limitaciones |
|---|---|---|---|
| Moldeo en arena | 12.5 – 25 | 500 – 1000 | Acabado rugoso, ideal para piezas grandes, bajo coste de herramientas. Requiere mecanizado considerable para obtener superficies lisas. |
| Fundición de inversiones | 1.6 – 3.2 | 63 – 125 | Excelente acabado, alta complejidad, forma casi neta. Compatible con prácticamente todas las aleaciones, incluidas las superaleaciones de alta temperatura. |
| Die Casting | 0.8 – 1.6 | 32 – 64 | Acabado superior, alta productividad, excelente para paredes delgadas. Limitado a aleaciones no ferrosas con bajo punto de fusión. |
La superficie de la fundición de metal refleja directamente la patrón de cera y cavidad del molde. Un acabado liso y de alta calidad. patrón de cera (A menudo se fabrica inyectando cera en una matriz de aluminio pulido) para obtener una pieza fundida más lisa. Cualquier textura o imperfección en la cera se reproducirá en el metal.
La primera capa de la carcasa de cerámica, llamada capa de imprimación, crea la estructura de la pieza fundida. acabado de la superficieEsta capa utiliza partículas refractarias finas de tamaño de malla entre 200 y 325.
El estuco grueso o los granos grandes en las capas de refuerzo de la carcasa pueden imprimir una ligera textura (efecto lija) en la pieza fundida. Normalmente, la fundición a la cera perdida utiliza sílice muy fina o harina de circón en la capa primaria para minimizar la rugosidad.
El espesor de la carcasa suele oscilar entre 0.25 y 0.5 pulgadas, y se acumula mediante de 5 a 12 capas de recubrimiento. Las carcasas más delgadas producen mejores acabados superficiales, pero presentan riesgo de agrietamiento durante el vertido del metal.
Un desparafinado controlado (a menudo mediante autoclave o cocción instantánea) previene el agrietamiento o las asperezas de la cáscara. El desparafinado elimina el patrón de cera mediante autoclaves de vapor a una temperatura de entre 250 °C y 350 °C o cocción instantánea a una temperatura de entre 1,400 °C y 1,800 °C.
La cocción de la carcasa para sinterizarla (por ejemplo, ~800–1100 °C) endurece y alisa la superficie interior antes del vertido, lo que mejora la calidad de la superficie de la cavidad de fundición.
Verter metal en una carcasa suficientemente calentada ayuda a que el metal rellene las características finas sin congelarse prematuramente.
Una temperatura de vertido demasiado baja o un precalentamiento inadecuado del molde pueden provocar un llenado incompleto o ondulaciones. Por el contrario, un sobrecalentamiento excesivo o temperaturas de vertido muy altas para ciertas aleaciones pueden erosionar la superficie del molde o provocar reacciones que aumenten la rugosidad.
La velocidad de vertido controlada (para evitar turbulencias) y una ventilación adecuada también previenen defectos como inclusiones o bolsas de aire que podrían dañar la superficie.
Algunos metales reaccionan con la cerámica más que otros.
Por ejemplo, los aceros forman óxidos (p. ej., una película de óxido de cromo en el acero inoxidable) durante el vertido que pueden dejar una ligera huella en la superficie. Las aleaciones altamente reactivas o de alta temperatura (superaleaciones de níquel, aleaciones de cobalto) pueden requerir materiales especiales de recubrimiento (circón, alúmina, etc.) para evitar el ataque químico al molde que podría causar aspereza en la pieza fundida.
En general, las aleaciones que solidifican con una microestructura más fina (y menos defectos de contracción) tendrán superficies más lisas.
Si bien los valores analizados corresponden a superficies "en estado bruto de fundición", las piezas de fundición a la cera perdida suelen someterse a pequeños acabados, como el decapado de la carcasa, el granallado o el decapado. Estos pasos pueden alterar ligeramente la rugosidad de la superficie.
El granallado ligero con abrasivos finos puede reducir el Ra al eliminar las incrustaciones de cerámica u óxido adheridas (lo que suele reducir la rugosidad a un rango de ~Ra de 0.8 a 1.2 μm). Los tratamientos químicos (decapado ácido, etc.) también pueden mejorar ligeramente el Ra al eliminar los óxidos; por ejemplo, el decapado puede mejorar una superficie de ~1.5 μm a un Ra de ~1.0 μm.
| Aleación Tipo | Grados comunes | Acabado superficial típico (Ra) | Características de la superficie | Opciones de posprocesamiento |
|---|---|---|---|---|
| Acero al Carbón | 1020, 1045, 4140 | 3.2-6.3 µm (125-250 µpulgadas) | Suavidad moderada, propensa a la oxidación. | Mecanizado, granallado, pintura |
| Acero Inoxidable | 304, 316, 17-4PH, CF8M | 1.6-3.2 µm (63-125 µpulgadas) | Excelente suavidad, resistente a la corrosión. | Pasivación, electropulido, mecanizado |
| Aleaciones de aluminio | A356, 6061, 7075 | 2.5-5.0 µm (100-200 µpulgadas) | Buena calidad de superficie, peso ligero. | Anodizado, mecanizado, conversión química. |
| Aleaciones de titanio | Ti-6AI-4V, titanio CP | 3.2-5.0 µm (125-200 µpulgadas) | Buena superficie, metal reactivo. | Fresado químico, mecanizado, anodizado |
| Superaleaciones a base de níquel | Inconel 718, Hastelloy X | 2.5-5.0 µm (100-200 µpulgadas) | Muy buena superficie, resistente al calor. | Mecanizado, electropulido |
| Cobalto-Cromo | CoCrMo, estelita | 1.6-3.2 µm (63-125 µpulgadas) | Excelente superficie, biocompatible. | Pulido, pasivación |
| Aleaciones de cobre | C93200 (Bronce), C86300 (Latón) | 2.5-4.0 µm (100-160 µpulgadas) | Buena superficie, potencial decorativo. | Patinado, pulido, enchapado |
| Herramienta de acero | H13, D2, M2 | 3.2-6.3 µm (125-250 µpulgadas) | Superficie moderada, muy dura. | Rectificado, electroerosión, pulido |
| Hierro dúctil | 65-45-12, 80-55-06 | 5.0-10.0 µm (200-400 µpulgadas) | Superficie más rugosa, buena resistencia. | Mecanizado, granallado, recubrimiento |
| Aleaciones de magnesio | AZ91D, AM60B | 3.2-6.3 µm (125-250 µpulgadas) | Superficie justa, muy ligera. | Conversión química, anodizado |
