Prevención de Defectos de Fundición

En nuestro proceso de fundición de piezas, siempre existe el problema de que los moldes no se llenan correctamente (colada incompleta) o que se producen defectos de caldo frío. ¿Qué puedo hacer para encontrar la causa y remediarlo?

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Para una valoración y evaluación precisa del defecto, es importante saber si la producción de la pieza fundida era posible anteriormente o si el defecto se produce en una pieza  nueva. Por ejemplo, ¿se ha cambiado la composición o el tipo de metal de la pieza o el sistema de alimentación y llenado, ataques …etc?

En el primer paso, recomendamos que se examine básicamente si hay suficiente metal disponible en el proceso, si el bebedero y el sistema de canales y ataques  utilizados están correctamente diseñados y si se utiliza una altura de colada óptima (presión metalostática).

El factor de temperatura también es muy importante: una temperatura de colada demasiado baja siempre conduce a un defecto de caldo frío. Por lo tanto, compruebe la curva de temperatura del metal fundido (temperatura de líquido + sólido), así como los puntos de medición de la temperatura para un funcionamiento correcto. ¿El equilibrio de temperatura deseado se mantiene dentro de las tolerancias definidas, incluso en caso de fallos de funcionamiento? ¿Hay algún dispositivo en su proceso, por ejemplo, enfriadores, que influyan en la fluidez y/o el comportamiento de solidificación del metal? ¿Son adecuadas las temperaturas en el horno (ya sea de mantenimiento o de fusión) y en la cuchara?

Si ha comprobado estos puntos, debe prestar atención a si el defecto se produce siempre en la misma cavidad del molde (varias piezas del mismo tipo en un mismo racimo de piezas) o siempre en el mismo punto de la pieza. Compruebe si hay fuertes diferencias en el grosor de la pared en zonas cercanas,  fuertes diferencias de sección (estrangulamiento) o si hay una pérdida de metal debido a holguras entre el macho y su portada (ajuste del macho).

En general, una buena ventilación del molde y de los machos es muy importante. Se deben utilizar vientos que conduzcan a una mejor ventilación del molde y así evitar las inclusiones/atrapamientos de aire y el mal llenado del molde debido a una presión dinámica excesiva.

Si el problema sigue existiendo después de comprobar todos los puntos anteriores, por favor, póngase en contacto con nuestro servicio ASK-Tech Service.

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Describe un defecto llamado veining. Se manifiesta en forma de finas láminas de metal en las piezas, sobre todo en ángulos, esquinas y bordes. Las láminas de veining son causadas por la expansión de la arena de sílice a una cierta temperatura (573°C para la arena de sílice). El material de moldeo se agrieta y el metal entra  rellenando el hueco formando una fina lámina. Este efecto se intensifica por la rápida descomposición de las resinas a temperaturas de colada más altas.

La arena demasiado fina, o una proporción demasiado alta de finos de la arena de moldeo, lleva a una alta densidad de empaquetamiento, que puede ser la razón del veining. El material de moldeo básico utilizado en cada caso debe ser considerado de acuerdo a su comportamiento específico. Además, una resistencia térmica insuficiente, una temperatura y altura de colada demasiado altas, así como tiempos de colada demasiado largos, favorecen la formación de láminas de viening. Un desfavorable sistema de ataques puede ser la causa de los llamados puntos calientes, que favorecen el defecto.

Su proceso puede ser optimizado para un número de áreas.

Desde el punto de vista del macho, el uso de una arena multigrano con un tamaño de grano más grueso (distribución granulométrica) o alternativamente una arena menos expansiva (arena de cromita o de zirconio) lleva a la prevención del veining. La arena regenerada o la arena con un contenido de feldespato del 5-6%, así como los aditivos de arena con buena conductividad térmica también tienen una influencia positiva. La tensión de la compactación causado por la dilatación del cuarzo es amortiguada por el reblandecimiento de estas arenas especiales y aditivos.

Desde el punto de vista del molde, el contenido de bentonita puede aumentarse para promover la resistencia a la tracción en húmedo (wet tensile). Además, una reducción de los finos de arena  mejora la permeabilidad del gas. La reducción de la cantidad de arena nueva y/o la humedad del material de moldeo ayuda a reducir el potencial de gas y por lo tanto la presión de gas en el molde.

Además, el uso de una pintura puede ayudar. El aumento del grosor de la capa conduce a una mejora de las propiedades aislantes. Si la capa de pintura puede secarse lentamente se evita que se agriete una vez esté seca.

También recomendamos comprobar si se utiliza un sistema de llenado y alimentación adecuados que eviten el sobrecalentamiento local de los moldes y  machos y, por lo tanto, un efecto de punto caliente. También se pueden lograr mejoras acortando el tiempo de colada.

Si el problema persiste después de comprobar todos los puntos mencionados, por favor, póngase en contacto con nuestro servicio ASK-Tech Service.

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Podría ser un defecto de penetración.

Este defecto puede ocurrir en todas las piezas moldeadas (preferiblemente arena verde), independientemente del material. Las penetraciones ocurren en lugares donde las piezas se calientan fuertemente, como en los bordes o en las áreas de los ataques, en lugares donde el material de moldeo está débilmente compactado y en piezas de paredes gruesas. El defecto suele afectar a secciones enteras de la misma y puede verse a simple vista en la fundición, como en su caso.

Las posibles causas de tal defecto podrían ser la excesiva humedad de la arena en verde (agua "libre"), un molde desigualmente compactado, una excesiva velocidad de colada o una insuficiente eliminación de los gases de moldeo de la cavidad del molde. Por lo tanto, recomendamos comprobar cuatro puntos diferentes y optimizarlas si es necesario.

El primero es el material de moldeo: Se debe tener especial cuidado en utilizar bentonita térmicamente estable con un alto contenido de montmorillonita, lo que conduce a una reducción de la proporción de finos inertes así como de la necesidad de agua. También se puede lograr un efecto positivo reduciendo la recirculación del polvo. Además, hay que prestar atención aquí al grado de pretratamiento, la regeneración de la arena verde. Es posible pre humidificar la arena regenerada, acelerar la absorción de agua de la bentonita o posiblemente prolongar los tiempos de mezcla. El uso de arena de machos más fina o de arena nueva más fina como arena de moldeo, en la que se reduce el tamaño del grano de la arena, puede ayudar a evitar el defecto descrito por usted. Sin embargo, tenga en cuenta que el número AFS de la arena nunca debe ser inferior a 60; es útil comprobar la permeabilidad de la arena de moldeo. Otra posibilidad de mejora es el uso de materiales con menor coque pero con mayor formación de carbono brillante.

En segundo lugar, se debe comprobar especialmente en la línea de moldeo si la compactación es absolutamente uniforme y tan baja como sea posible. También debería comprobar la dureza del molde y reducir la presión de compactación si es necesario. Para todo esto, la línea de moldeo debe garantizar un llenado uniforme de arena en las cajas de moldeo.

En tercer lugar, el pintado de los moldes y machos o un aumento del grosor de la capa con los contornos en peligro podría ser una medida eficaz.

Por último, se puede influir en el sistema de llenado comprobando si la distancia entre las huellas de las piezas en el modelo es demasiado pequeña. Aumente la distancia y evite los puntos calientes.

También puede intentar proporcionar al molde vientos o respiraderos de aire para la evacuación de gas. Para evitar la condensación de agua durante la colada en moldes húmedos, las partes del molde en peligro pueden ser rociadas con un agente desmoldeante resistente al agua. El llenado del molde puede optimizarse cambiando el sistema de ataques, reduciendo la velocidad de colada.

Si el problema persiste después de comprobar todos los puntos anteriores, por favor, póngase en contacto con nuestro servicio ASK-Tech Service.

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El defecto de fundición que usted describe, las sopladuras, se produce principalmente como resultado de un pobre proceso de desgasificación en el macho o el molde y es más común en las fundiciones de hierro con grafito laminar (GJL) que en las fundiciones de hierro con grafito esferoidal (GJS). Las cavidades con paredes redondas y lisas suelen aparecer entonces en grandes áreas. La razón de las sopladuras redondeadas o alargadas son los gases encerrados por el metal durante la solidificación en la superficie de la pieza, a menudo asociados con escorias u óxidos. Estos defectos suelen producirse en la caja superior del molde, en zonas mal venteadas o débiles.

Recomendamos que se comprueben por separado las causas de la formación de gases.

Machos

La liberación de gases del macho puede promover la formación de sopladuras. La reducción de la cantidad de resina o el uso de resinas que retarden el desprendimiento de gas puede ser ventajoso. Nota: cuanto más bajo sea el contenido de resinas, más baja será el producción de gas.

Dependiendo de la velocidad a la que se llene el molde con el metal, debe tenerse en cuenta la permeabilidad al gas de las pinturas del material de moldeo. En general: llenado rápido del molde = baja permeabilidad al gas, llenado lento del molde = alta permeabilidad al gas.

¡Asegúrese siempre de que los machos estén bien secos después del pintado!

Cuando se almacenan los machos, se debe tener cuidado de asegurar un ambiente seco (baja humedad relativa) para que la humedad no pueda ser absorbida. Los machos calientes o almacenados calientes tienden a absorber más humedad!

La insuficiente ventilación de los machos también juega un papel importante. Al usar machos pintados, por favor asegúrese de que las portadas de los mismos estén libres de pintura. En algunos casos es aconsejable perforar posteriormente algunos vientos en el macho o conectar los vientos del macho con insertos de cerámica.

Moldes

Al producir moldes, especialmente en máquinas de moldeo automático  de arena en verde, la compactación del molde no debe ser demasiado alta. Una permeabilidad demasiado baja del molde (mezcla de arena y aglutinante) o una liberación de gas demasiado alta, por ejemplo, del carbono lustroso de la hulla (moldeo de arena en verde), provocan un mayor riesgo de defectos de gas.

Si en la producción del molde se utiliza arena demasiado húmeda y/o demasiado caliente, esto puede hacer que el molde "hierva" y, por lo tanto, que aumente la presión del vapor en el molde. También se puede mejorar la desgasificación del molde reduciendo el contenido de finos, utilizando  arena más gruesa, reduciendo el contenido de hulla o utilizando formadores de carbono lustroso de reacción lenta, y utilizando bentonita con un alto contenido de montmorillonita y una gran estabilidad térmica. Es absolutamente necesario un control continuo de la preparación del material de moldeo. La reducción de las resistencias y la consiguiente reducción de la dureza del molde también da resultados; la arena de moldeo debe ser compactada uniformemente.

Cuando se comprueban las técnicas de llenado y colada, es importante asegurar una ventilación suficiente del molde (vientos de aire). Se pueden lograr mejoras aumentando la altura de la colada y ampliando los tiempos de colada.

Fusión

Hay que asegurarse de que el caldo esté suficientemente desgasificado, en particular, hay que respetar la temperatura de ebullición y el tiempo de mantenimiento. Utilizar materiales limpios, por ejemplo, aceros inoxidables y retornos de piezas, para reducir los óxidos al comienzo de la fusión. Durante la fusión en el horno, debe atravesarse rápidamente el intervalo de temperatura en el que la colada absorbe más gas.

Si el problema persiste después de comprobar todos los puntos anteriores, por favor, póngase en contacto con nuestro servicio ASK-Tech Service.

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Los problemas en el proceso de soplado de los machos son causados por muchos factores. En primer lugar, se debe examinar la idoneidad de la máquina disparadora de machos seleccionada para la caja de machos usada. Es importante comprobar que el volumen de disparo de la máquina es suficiente en relación con el utillaje (volumen de la caja de machos). El cabezal de disparo debe ser suficientemente grande. Compruebe si el cabezal de disparo dispone de un volumen suficiente para llenar la caja de machos aunque el tamaño del cartucho y de la disparadora no se hayan seleccionado correctamente. En este caso, las placas guía, las piezas de repuesto o los laberintos de arena en el cabezal podrían ser útiles para un llenado óptimo de la caja del macho.

Además, también deberían probarse todos los componentes presurizados, las juntas y las válvulas de disparo, incluidas las juntas de las boquillas.

En una etapa posterior, se deben examinar las secciones de los tubos de disparo, por ejemplo, si la suma de las secciones de los tubos de disparo es suficiente para llenar la caja del macho en el tiempo previsto y/o si éstos están en una posición favorable para el llenado.

Lo mismo se aplica a las secciones de los filtros de venteo: compruebe si la suma de las secciones de los filtros corresponde a ~50% de la suma de las secciones de los tubos de disparo. Los filtros deben estar en una posición favorable para el llenado de la caja de machos. El tipo y el dimensionamiento de los filtros, incluidos los tubos de aire de escape que se encuentran detrás de ellos, deben ser adecuados para asegurar una suficiente evacuación de aire durante el disparo. Con el sistema de caja fría PUCB, también debe garantizarse el lavado del gas con suficiente aire de barrido. El curado uniforme es el principal objetivo.

Si el problema persiste después de comprobar todos los puntos anteriores, por favor, póngase en contacto con nuestro Technical Service Department.