Prevenção de Defeitos de Fundição

O que posso fazer para encontrar a causa de erros de vazamentos incompletos e juntas frias e corrigi-la? Em nosso processo de produção de uma peça fundida, há sempre o problema de os moldes não serem preenchidos corretamente (fundição incompleta) ou de ocorrerem defeitos de juntas frias. O que posso fazer para encontrar a causa da fusão incompleta da peça e remediá-la?

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O que posso fazer para encontrar a causa de erros de vazamentos incompletos e juntas frias e corrigi-la?
Em nosso processo de produção de uma peça fundida, há sempre o problema de os moldes não serem preenchidos corretamente (fundição incompleta) ou de ocorrerem defeitos de juntas frias. O que posso fazer para encontrar a causa da fusão incompleta da peça e remediá-la?

Para uma avaliação precisa do defeito, é importante saber se a produção da peça fundida era possível anteriormente ou se o defeito ocorre com uma peça fundida completamente nova. Por exemplo, o material de fundição ou o sistema de canais/alimentação foi alterado?

No primeiro passo, recomendamos que você verifique se há metal suficiente disponível em seu processo, se o canal de descida e sistema de canais utilizados estão corretamente projetados e se é utilizada uma altura adequada de fundição (pressão metalostática).

O fator temperatura também é muito importante: uma temperatura de vazamento demasiado baixa leva sempre a um erro de junta fria. Portanto, observe mais de perto a curva de solidificação do metal sendo fundido (temperatura líquidus + solidus), bem como os equipamentos de medição de temperatura para o funcionamento correto. O equilíbrio de temperatura desejado permanece dentro das tolerâncias especificadas, mesmo em caso de mau funcionamento? Existem dispositivos em seu processo, por exemplo, resfriadores, que influenciam a fluidez e/ou o comportamento de solidificação do metal? As temperaturas no forno (forno de espera ou de fusão) e na panela estão corretas?

Se você verificou estes pontos, você deve prestar atenção se o defeito sempre ocorre na mesma cavidade do molde (várias peças fundidas do mesmo tipo em um mesmo cacho) ou sempre no mesmo ponto da peça fundida. Verifique se existem grandes diferenças na espessura de parede próximo do local, grandes diferenças devido a diferentes geometrias de secções transversais (estrangulamentos) ou se há uma perda de metal devido a marcações de machos mal seladas (rebarbas nas marcações de machos).

Em geral, uma boa ventilação do molde e dos machos é muito importante! Devem ser utilizadas saídas de ar que levem a uma melhor ventilação do molde e, assim, evitam bolhas de ar e enchimento deficiente do molde devido a uma pressão dinâmica excessiva.

Se o problema ainda existir depois de verificar todos os pontos acima, por favor entre em contato com o nosso Serviço de Assistência Técnica: ASK-Tech Service.

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Você descreve um defeito chamado de veiamento. Este se manifesta na forma de finas rebarbas metálicas nas peças fundidas, principalmente em ângulos, cantos e bordas. O veiamento é causado pela expansão da areia de quartzo a um determinado gradiente de temperatura (573°C para areia de quartzo). O material de moldagem trinca-se e o metal liquido que entra na cavidade preenche a fenda resultante e forma uma base semelhante a uma costela. Este efeito é intensificado pela decomposição mais rápida do ligante a temperaturas de fundição mais elevadas. 

Areia muito fina e uma proporção muito alta de finos, leva a uma alta compactação dos moldes, o que pode ser a razão para o veiamento. O material básico de moldagem utilizado em cada caso deve ser considerado de acordo com seu comportamento específico. Além disso, resistência térmica insuficiente, temperatura e altura de fundição muito altas, assim como tempos de fundição muito longos favorecem a formação de veiamentos. Um sistema de canais desfavorável pode ser uma causa dos chamados pontos quentes (centros térmicos), que favorecem este defeito de fundição.

Seu processo pode ser otimizado em uma série de áreas.

No caso do macho, o uso de areia com distribuição menos concentrada e com granulometria mais grosseira (menor módulo de distribuição) ou, alternativamente, uma areia com menor expansão (cromita ou areia de zircônio) leva à prevenção da formação de veiamentos. Areia regenerada ou areia com teor de feldspato de 5-6%, bem como aditivos de areia de moldagem com boa condutividade térmica também têm uma influência positiva. O stress da compactação causada pela expansão do quartzo é atenuado pelas temperaturas mais baixas de amolecimento destas areias e aditivos especiais.

No caso do molde, o conteúdo de bentonita pode ser aumentado para promover a resistência à tração úmida. Além disso, a redução de finos de quartzo melhora a permeabilidade do gás. A redução da quantidade de areia nova e/ou o uso de materiais de moldagem menos úmidos ajuda a reduzir o potencial de gás e, portanto, a pressão de gás no molde.

Além disso, o uso de tinta refratária pode ajudar. Se uma base adequada for selecionada como refratário, a resistência à pressão do gás é melhorada. O aumento da espessura da camada de tinta leva a melhores propriedades isolantes. Se a tinta puder secar lentamente, isso evita rachaduras em sua superfície seca.

Recomendamos também verificar se é utilizado um sistema de canais e alimentação adequado que evite o superaquecimento local de moldes e machos e, assim, um efeito de ponto quente. Também é possível melhorar ainda mais, encurtando o tempo de vazamento.

Se o problema persistir após a verificação de todos os pontos mencionados, por favor entre em contato com o nosso Serviço de Assistência Técnica: ASK-Tech Service.

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Pode ser um defeito de penetração no seu caso.

Este defeito pode ocorrer em todas as peças moldadas em areia (especialmente em areia verde), independentemente do material. Penetrações ocorrem particularmente em lugares onde as peças moldadas aquecem fortemente, como em bordas ou áreas próximas a canais de entrada, em lugares onde o material de moldagem é fracamente compactado e em peças fundidas de paredes grossas. O defeito de fundição muitas vezes afeta seções inteiras da peça fundida e pode ser visto na peça fundida a olho nu, como no seu caso.

Possíveis causas para tal defeito podem ser umidade excessiva na areia verde (água "livre"), um molde excessivamente ou desigualmente compactado, velocidade excessiva de vazamento ou exaustão insuficiente dos gases da cavidade do molde. Portanto, recomendamos verificar quatro áreas diferentes e otimizá-las, se necessário.

A primeira área é o material do molde: Deve ser tomado especial cuidado para usar bentonita termicamente estável com alto teor de montmorilonita, o que leva a uma redução de finos inertes, bem como a necessidade de água. Um efeito positivo também pode ser alcançado através da redução da recirculação de pó. Além disso, deve ser dada atenção aqui ao grau de pré-tratamento, regeneração da areia verde. É possível pré-humidificar a areia recuperada, acelerar a absorção de água da bentonita ou possivelmente prolongar os tempos de mistura. A utilização de areia mais fina em machos ou de areia nova mais fina como areia de circulação, na qual o tamanho do grão de areia é reduzido, pode ajudar a evitar o defeito descrito. No entanto, note que o número de AFS da areia nunca deve ser inferior a 60; é útil verificar a permeabilidade de gás da mistura de areia de moldagem. Outra possibilidade de melhoria é o uso de materiais com menor quantidade de coque, mas com maior formação de carbono lustroso.

Em segundo lugar, você deve verificar especialmente na linha de moldagem se a compactação é absolutamente uniforme e tão baixa quanto possível. Você também deve verificar a dureza do molde e reduzir a pressão de compactação, se necessário. Para tudo isso, a linha de moldagem deve garantir o preenchimento uniforme com areia das caixas de moldagem.

Em terceiro lugar, nos moldes e machos utilizados, a utilização de tinta refratária ou um aumento da espessura da camada de tinta nas áreas ameaçadas dos moldes e/ou machos pode ser uma medida eficaz.

Finalmente, você pode verificar a influência do projeto de canais e fundição utilizado, verificando se as distâncias entre os modelos na placa são muito pequenas. Aumente as distâncias e evite os pontos quentes.

Você também pode tentar colocar respiros no molde para eliminar os gases. Para evitar a condensação da água durante o vazamento, as partes do molde mais susceptiveis podem ser pulverizadas com um agente desmoldante resistente à água. O preenchimento do molde pode ser otimizado através da troca do sistema de canais, reduzindo a velocidade de vazamento.

Se o problema persistir depois de verificar todos os pontos acima, por favor entre em contato com o nosso Serviço de Assistência Técnica ASK: ASK-Tech Service.

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O defeito de fundição que você descreve, bolhas, ocorre principalmente como resultado de um processo de desgaseificação deficiente no macho ou molde e é mais comum em peças de ferro fundido cinzento (GJL) do que em peças de ferro fundido nodular (GJS). As cavidades com paredes redondas e lisas ocorrem geralmente em grandes áreas. A razão para as bolhas arredondadas ou alongadas são os gases presos pelo metal em solidificação na superfície da peça fundida, muitas vezes associados a escória ou óxidos. Tais defeitos ocorrem geralmente na parte superior de um molde, em locais com pouca exaustão e/ou rebaixos.

Recomendamos verificar as causas da formação de gases separadamente. 

Machos

A liberação de gases do macho pode promover a formação de bolhas. A redução de ligante ou o uso de ligante com evolução de gases retardada pode ser vantajosa.
Nota: quanto menor o conteúdo de ligante, menor o potencial de gás.

Dependendo da velocidade em que o molde é preenchido com o metal liquido, a permeabilidade ao gás dos revestimentos do material de moldagem (pintura) deve ser levada em consideração. Em geral: enchimento rápido do molde = baixa permeabilidade ao gás, enchimento lento do molde = alta permeabilidade ao gás.

Certifique-se sempre de que os machos estão bem secos após o processo de pintura!

Ao armazenar os machos, deve-se ter cuidado para garantir um ambiente seco (baixa umidade relativa), de modo que a umidade não possa ser absorvida. Machos quentes ou armazenados ainda quentes tendem a absorver mais umidade!

A exaustão insuficiente dos machos também desempenha um papel importante. Ao usar pintura, por favor assegure-se de que as marcações do macho estão livres de tinta. Em alguns casos, é aconselhável fazer posteriormente os respiros de exaustão do macho ou conectar os respiros de exaustão do macho usando insertos de cerâmica ou mangueiras.

Moldes

Ao produzir moldes, especialmente em máquinas automáticas de moldagem em areia verde, a compactação do material de moldagem não deve ser muito alta. Uma permeabilidade de gás muito baixa do material de moldagem (mistura de areia e aglutinante) ou uma liberação muito alta de gás, por exemplo, de aditivos carburantes usados no material de moldagem ligado à bentonita (areia verde), levam a um risco aumentado de gás.

Se areia muito úmida e/ou muito quente for usada na produção do molde, isso pode fazer com que o molde "ferva" e, assim, levar a um aumento da pressão de vapor no molde. Você também pode melhorar a exaustão lateral do molde reduzindo o teor de finos, usando grãos de areia mais grossos, reduzindo o teor de carburante ou usando formadores de carbono lustrosos de reação lenta, e usando bentonita com alto teor de montmorilonita (alta capacidade de ligação específica) e alta estabilidade térmica. Um controle contínuo da preparação do material de moldagem é absolutamente necessário. A redução da força de compactação e a consequente redução da dureza do molde também produz resultados; a areia de moldagem deve ser uniformemente compactada.

Ao verificar o projeto e sistema de canais de vazamento, é importante assegurar uma exaustão suficiente do molde (respiros). Melhorias podem ser alcançadas aumentando a altura de vazamento e prolongando os tempos de fundição.

Fusão

Certifique-se de que o metal líquido está suficientemente desgaseificado, em particular a temperatura específica de fusão e o tempo de espera devem ser observados. Utilizar materiais limpos, por exemplo, sucata de aço e ferro fundido, para reduzir os óxidos diretamente no início das atividades de fusão. Durante a fusão, a faixa de temperatura na qual o banho absorve mais gás deve ser passada rapidamente.

Se o problema persistir depois de verificar todos os pontos acima, por favor entre em contato com o nosso Serviço de Assistência Técnica ASK:ASK-Tech Service.

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Os problemas no processo de fabricação de machos são causados por muitos fatores. Em primeiro lugar, a adequação da máquina de sopro de macho selecionada para o ferramental usado deve ser examinada. Um volume de sopro suficiente da máquina é importante em relação ao ferramental (volume da caixa de macho). O cabeçote de sopro deve oferecer um alcance de disparo suficientemente grande. Verifique se o cabeçote de sopro oferece um volume suficiente para encher a caixa de macho, mesmo que a camisa de sopro ou o tamanho da sopradora de macho não esteja selecionado corretamente. Aqui, placas-guia, redutores de espaço ou labirintos de areia no cabeçote de sopro podem ser úteis para um preenchimento otimizado da caixa de macho.

Além disso, todos os componentes pressurizados, vedações e válvulas da sopradora de machos, incluindo as vedações dos bicos de sopro, também devem ser testados.

Em um passo adicional, as entradas de sopro devem ser examinadas, por exemplo, se a soma das áreas de sopro é suficiente para preencher a caixa de macho no tempo planejado e/ou se os bicos de sopro estão em uma posição favorável para o preenchimento (por exemplo, marcações do macho).

O mesmo se aplica aos ventes de exaustão: Verifique se a soma das áreas de exaustão corresponde a ~50% da soma das áreas de sopro. Os ventes devem estar em uma posição favorável na caixa de macho para o enchimento. O tipo e o dimensionamento dos ventes, incluindo os furos de exaustão atrás deles devem ser adequados para garantir a remoção de ar suficiente durante o sopro. No sistema de caixa fria fenólico-uretânico, também deve ser assegurado o volume necessário de gás catalisador. A cura uniforme é o foco principal aqui.

Se o problema persistir depois de verificar todos os pontos acima, por favor entre em contato com o nosso Serviço de Assistência Técnica ASK: Technical Service Department.