Defectos Comunes en Fundición a Presión: Causas, Prevención y Mantenimiento

Heat Checking (Agotamiento Térmico)

Superficie de la matriz:

• Martensítica: Resistente al desgaste.
• Ciclo agresivo: Genera grietas que se rellenan con el metal líquido inyectado.
• Temperatura: El heat checking es un factor dominante en el fallo de los troqueles.
• Procesamiento secundario: Shot blasting (granallado), mecanizado.

Mantenimiento del Troquel

a) Componentes con requisitos más estrictos:

• Microfisuras en la superficie soldada: Daño permanente en la superficie y la matriz. El proceso de reparación a menudo transforma la martensita, y la superficie recocida suave es mucho más susceptible a la soldadura.

b) Soldadura (Soldering):

• Para evitar la soldadura: Incrementar el tiempo de ciclo (lo que implica más ciclos térmicos y, por tanto, pérdida de rentabilidad).
• Sprays externos: Problemas con el heat checking (solo en lugares necesarios).
• Modificación química / Repercusiones de la contención.
• Reemplazo de insertos: Para combatir el heat checking. Esto implica: Coste del material, coste del cambio y herramientas de calificación para precisión dimensional y funcionalidad.
• Spray: Combate la soldadura, pero implica: Coste del material, aumento del tiempo de ciclo, más contaminantes aerotransportados y exacerbación del heat checking (más variaciones térmicas en la superficie de la matriz).

Defectos Superficiales

• Porosidad superficial:
  • Cold Shuts (Cierres Fríos): Imperfecciones visibles en la superficie de la colada debido a la fusión insatisfactoria de metal parcialmente solidificado durante el llenado de la matriz. Se extiende en el metal a granel, creando un punto débil.
  • Laminaciones: Tipo de cierre en frío que ocurre en la superficie del componente. Durante la inyección de metal, una pequeña cantidad de metal que se congela rápidamente a la superficie de la matriz, forma una fina capa de piel que no se une con el relleno de metal subsiguiente, creando una laminación delgada, parcialmente unida.
• Contaminación superficial: Puede ocurrir en los procesos de fundición a presión. A menudo, esta tinción es causada por la fabricación de lubricantes. La modificación del tipo de lubricantes a menudo resuelve este problema.
• Grietas: Causadas por: cierres fríos, tensiones residuales formadas durante la solidificación y el enfriamiento, o malas técnicas de manipulación de materiales. Debido a las altas tasas de producción, los componentes son expulsados de la matriz cerca de su temperatura de solidificación. En este estado frágil, las grietas pueden ocurrir debido a la eyección desigual de la matriz o debido a un impacto si se caen inmediatamente después de la eyección.
• Drags (Arrastres): Interferencia mecánica entre el componente y la cavidad del troquel durante la expulsión. Puede causar distorsión.
• Flash (Rebaba): Formación indeseada de una sección delgada de metal, normalmente a lo largo de la línea de partición. Causas: altas temperaturas del metal, altas presiones de intensificación del metal durante la solidificación, variaciones dimensionales en el dado o desgaste general del troquel.
• Short shot (Disparo corto): Si el relleno incompleto de la cavidad de la matriz es causado por un volumen de metal insuficiente, la galleta al inicio del sistema del canal puede estar ausente.
• Sinks (Rechupes): Defectos de superficie causados por la contracción de solidificación localizada debajo de la superficie de la colada.
• Soldering(Soldadura): Adherencia del material fundido a la matriz.

Defectos Internos

• Contaminación: Mezcla del metal durante la inyección con fuentes comunes de contaminación.
• Porosidad por contracción: La alimentación inadecuada del metal a la cavidad de la matriz durante la solidificación dará como resultado la porosidad debido a la contracción.
• Porosidad por gas: El gas atrapado puede originarse de varias fuentes: Aire atrapado físicamente en el metal durante la inyección, gases solubles en la aleación líquida que pueden exceder su límite de solubilidad durante la solidificación y evolucionar como un gas, o descomposición de lubricantes y productos químicos.

Defectos Dimensionales

• Erosión: El flujo repetitivo de metal a través de la superficie de la boquilla resulta en erosión, que puede ser mecánica y química por naturaleza. La matriz de producción de alto volumen eventualmente mostrará signos de erosión.
• Warpage (Deformación)
• Blistering (Ampollas): Los defectos pueden surgir durante las operaciones secundarias. En algunos casos, un componente debe ser tratado térmicamente o soldado. En tales casos, pueden formarse ampollas sobre o cerca de la superficie de un componente. Cuando se inyecta metal en la matriz, los gases atrapados se comprimen a menudo en burbujas muy pequeñas. Cuando la temperatura del componente se eleva durante la soldadura o el tratamiento térmico, los gases comprimidos se expanden, formando ampollas. Por esta razón, la mayoría de las piezas moldeadas de alta presión convencionales no sufren procesos térmicos secundarios.