Qual è la differenza tra restringimento e porosità del gas?

Cavità di restringimento e porosità del gas Sono due tipi distinti di difetti di fusione che si verificano durante la solidificazione del metallo. Il ritiro crea vuoti frastagliati durante il raffreddamento del metallo, mentre la porosità da gas forma bolle lisce e rotonde dai gas intrappolati.

Cosa sono i difetti di restringimento

I difetti da ritiro sono cavità che si formano quando il metallo fuso si contrae durante il raffreddamento. Poiché il metallo liquido occupa più spazio del metallo solido, un'alimentazione insufficiente di materiale causa la formazione di vuoti.

Questi difetti presentano superfici frastagliate e spigolose che li distinguono dalla porosità da gas. Si presentano tipicamente in sezioni spesse dove il processo di fusione non riesce a fornire una quantità sufficiente di metallo fuso durante la solidificazione.

Tipi di difetti di restringimento

I difetti di restringimento rientrano in due categorie principali in base alla loro posizione:

• Ritiro superficiale crea depressioni o fori visibili sulla superficie del getto. I tubi si formano come fori profondi nella parte superiore dei getti. Le superfici incavate appaiono come depressioni poco profonde quando il raffreddamento non uniforme attira aria nello stampo.
• Interno restringimento Forma cavità nascoste all'interno del getto. I punti caldi creano sacche isolate in cui il metallo rimane liquido più a lungo. Questi vuoti interni possono essere grandi (macro) o microscopici (micro), a seconda delle condizioni di raffreddamento.

Cosa causa il restringimento

• Il ritiro da fusione si verifica quando il metallo fuso non riesce a fluire nelle aree di solidificazione. Le sezioni spesse, prive di montanti adeguati, non ricevono più liquido durante il raffreddamento.
• Una solidificazione direzionale inadeguata aggrava il problema. Quando le sezioni sottili congelano prima di quelle spesse, il metallo liquido rimane intrappolato e non riesce ad alimentare le aree in fase di restringimento.
• Le colate surriscaldate creano punti caldi che rimangono fusi più a lungo. Queste pozze di liquido isolate formano grandi cavità al centro quando infine si solidificano.

Come prevenire i difetti di restringimento

• Per prevenire efficacemente il restringimento è necessario un'alimentazione continua di metallo durante la solidificazione. Colonne e alimentatori forniscono metallo liquido per compensare la riduzione di volume.
• Progetta il tuo sistema di colata per la solidificazione direzionale. Le sezioni sottili dovrebbero congelare per prime, spingendo il metallo liquido verso le aree più spesse.
• Utilizzare raffreddatori o alette di raffreddamento nelle sezioni spesse per accelerare l'estrazione del calore. Ciò riduce le dimensioni della cavità favorendo un raffreddamento uniforme in tutta la fusione.
• Mantenere uno spessore di parete uniforme ove possibile. Aggiungere transizioni rastremate tra sezioni sottili e spesse per migliorare il flusso del metallo.
• Abbassare le temperature di colata per ridurre al minimo il ritiro totale. Includere le opportune tolleranze di ritiro nel progetto del modello.

Cosa sono i difetti di porosità del gas

La porosità dei gas è costituita da vuoti lisci e rotondi formati da bolle di gas nel metallo solidificato. Il metallo fuso dissolve più gas di quanto il metallo solido possa contenere.

Con il calo della temperatura, i gas disciolti fuoriescono e formano bolle. Queste bolle intrappolate creano vuoti che indeboliscono il getto.

Tipi di porosità del gas

La porosità del gas si manifesta in diverse forme distinte:

• Fori di spillo Misurano 0.5-2 mm e si raggruppano vicino alle superfici di fusione. Questi minuscoli pori spesso si concentrano nelle sezioni superiori dello stampo.
• Sfiatature formano cavità sotterranee più grandi, di dimensioni comprese tra 2 e 10 mm. L'ispezione a raggi X rivela questi difetti nascosti che indeboliscono l'integrità strutturale.
• Cicatrici superficiali si verificano quando si rompono dei fori interni. Queste cavità e bolle visibili rovinano la superficie della fusione.

Quali sono le cause della porosità del gas?

• La porosità dei gas si sviluppa quando i gas non riescono a fuoriuscire prima della solidificazione. La colata turbolenta intrappola le bolle d'aria nel flusso fuso.
• L'umidità rappresenta la sfida più grande. Il vapore acqueo proveniente da stampi o utensili umidi si decompone in idrogeno che si dissolve nella massa fusa.
• Leganti e rivestimenti volatili rilasciano gas a contatto con il metallo. Le leghe di alluminio, in particolare, hanno difficoltà ad assorbire l'idrogeno.
• Una scarsa ventilazione della muffa impedisce la fuoriuscita dei gas. I materiali sabbiosi a bassa permeabilità intrappolano i gas che dovrebbero fuoriuscire attraverso apposite aperture.

Come prevenire la porosità del gas

• Un efficace controllo dei gas inizia con la degassificazione della massa fusa. Il trattamento sotto vuoto o lo spurgo con gas inerte rimuovono i gas disciolti prima della colata.
• I trattamenti di flussaggio aiutano i gas a fuoriuscire dal metallo. Questi agenti di raffinazione legano le impurità e favoriscono la separazione dei gas.
• Mantenere tutti i materiali asciutti. Asciugare accuratamente stampi, anime e materiali di carica per eliminare qualsiasi fonte di umidità.
• Migliorare la ventilazione dello stampo dimensionando adeguatamente le aperture. La sabbia ad alta permeabilità consente ai gas intrappolati di fuoriuscire durante il riempimento.
• Versare delicatamente per ridurre al minimo la turbolenza. Versare più lentamente e in modo controllato riduce l'intrappolamento di aria e l'assorbimento di gas.

La differenza tra restringimento e porosità da gas