¿Cómo resolver los defectos de la fundición a la cera perdida?

27 de septiembre de 2024

Fundición a la cera perdidatambién conocido como fundición a la cera perdidaes un proceso muy utilizado para crear piezas de fundición metálicas de gran precisión. Sin embargo, durante el proceso de fundición a la cera perdida pueden producirse varios defectos que pueden afectar gravemente a la calidad de los productos. Solución de defectos en proceso de fundición de precisión requiere comprender las causas profundas y aplicar medidas correctoras en las distintas fases del proceso. A continuación enumeramos los defectos más comunes de la fundición a la cera perdida y sus correspondientes soluciones.

1. Defectos de contracción

Causas: Mal control de la solidificación, diseño inadecuado del sistema de compuertas, alimentación insuficiente de metal fundido.

Soluciones:

• Optimización del sistema de inyección: Diseñe el sistema de entrada y salida para garantizar un flujo uniforme del metal y minimizar la contracción. Utilice enfriadores o elevadores aislados para controlar la velocidad de enfriamiento.
• Aumentar la alimentación: Utilice alimentadores más grandes o adicionales para garantizar que el metal pueda compensar la contracción durante la solidificación.
• Control de la velocidad de enfriamiento: Garantice una velocidad de enfriamiento uniforme en toda la pieza, especialmente en las secciones más gruesas.

2. Porosidad 

Causas: Atrapamiento de gas durante el vertido, desgasificación inadecuada o mala permeabilidad del molde.

Soluciones:

• Desgasificar el metal fundido: Desgasifique correctamente el metal fundido antes de verterlo para eliminar los gases disueltos.
• Mejore la ventilación del molde: Diseñe el molde para que el aire y los gases atrapados puedan escapar durante el vertido.
• Utilizar colada al vacío: Emplear colada al vacío o a baja presión para minimizar el atrapamiento de gas.
• Controle la temperatura de vertido: Asegúrese de que el metal fundido está a la temperatura adecuada para reducir la absorción de gas.

3. Cierres en frío

Causas: Dos corrientes de metal fundido no se fusionan correctamente, a menudo debido a las bajas temperaturas o a una fluidez deficiente.

Soluciones:

• Precaliente el molde: Precaliente el molde a una temperatura adecuada para garantizar el flujo correcto del metal.
• Aumentar la temperatura de vertido: Asegúrese de que el metal fundido se vierte a una temperatura que mantenga la fluidez.
• Rediseño del sistema de compuertas: Utilice un sistema de compuertas que dirija el flujo de metal de forma más eficiente y reduzca las turbulencias.

4. Errores

Causas: Llenado insuficiente del molde debido a la baja temperatura del metal, características de flujo deficientes o enfriamiento antes de que el molde esté completamente lleno.

Soluciones:

• Aumente la temperatura de vertido: Vierta el metal fundido a mayor temperatura para mantener la fluidez.
• Rediseñar el molde y el sistema de inyección: Asegúrese de que el sistema de cierre permite un llenado rápido y completo del molde.
• Utilice mejores patrones de cera: Asegúrese de que el patrón de cera está diseñado para evitar secciones finas o afiladas que sean difíciles de rellenar.
• Precalentar el molde de concha: Precalentar el molde de concha a una temperatura adecuada para evitar el enfriamiento prematuro; después de la quema del molde de concha, verter cuando el molde de concha está todavía caliente.

5. Inclusiones

Causas: Materiales extraños, como escoria, arena u óxidos, que quedan atrapados en el metal durante la fundición.

Soluciones:

• Filtre el metal fundido: Utilice filtros para atrapar las impurezas antes de que el metal entre en el molde.
• Limpie el molde: Asegúrese de que el molde esté libre de residuos o arena que puedan quedar atrapados en el metal.
• Utilice prácticas de fusión más limpias: Minimice la formación de escoria durante la fusión utilizando fundentes y manteniendo limpio el equipo de fusión.
• Utilizar trampas de escoria en el sistema de inyección: Diseñe el sistema de inyección para atrapar cualquier escoria o inclusión antes de que entren en la cavidad del molde.

6. Agrietamiento o lágrimas calientes

Causas: Altas tensiones internas a medida que el metal se enfría y contrae, a menudo debido a una solidificación desigual o a la expansión del molde.

Soluciones:

• Utilice el enfriamiento controlado: Aplique estrategias de enfriamiento controlado para garantizar una solidificación uniforme, especialmente en las secciones más gruesas.
• Mejore el diseño del molde: Utilice un diseño de molde que reduzca las concentraciones de tensión, especialmente alrededor de esquinas afiladas y secciones gruesas.
• Aplique aislamiento: Utilice elevadores o enfriadores aislados para garantizar un enfriamiento uniforme y reducir las tensiones internas.
• Tratamiento posterior de alivio de tensiones: Realice un tratamiento térmico de alivio de tensiones después de la fundición para reducir el riesgo de agrietamiento.

7. Rugosidad superficial o defectos de acabado

Causas: Moldes o patrones de cera de mala calidad, recubrimiento inadecuado o rotura del molde.

Soluciones:

• Utilice patrones de alta calidad: Asegúrese de que los patrones de cera son lisos y sin defectos antes de la inversión.
• Mejorar el proceso de revestimiento con lechada: Utilice una lechada cerámica de alta calidad para crear una superficie de molde lisa.
• Mantenga la integridad del molde: Garantice un curado y secado adecuados del revestimiento cerámico para evitar que el molde se agriete o se rompa.
• Pulir o tratar la superficie después de la colada: Aplique tratamientos superficiales como el esmerilado o el pulido después de la fundición para mejorar el acabado.

8. Expansión del molde (agrietamiento de la cáscara)

Causas: Expansión del molde debido a las altas temperaturas, lo que puede provocar grietas o distorsiones.

Soluciones:

• Utilice materiales de alta resistencia para el armazón: Utilice materiales refractarios de alta calidad para que la carcasa soporte las tensiones de expansión.
• Aplique un revestimiento uniforme: Asegurar un espesor uniforme de la capa cerámica para evitar tensiones localizadas y grietas.
• Mejorar el secado y el curado: Asegúrese de que el revestimiento está completamente seco y curado antes de verter el metal fundido para minimizar el riesgo de grietas de expansión.
• Utilice patrones expandibles: Utilice patrones de cera que puedan expandirse ligeramente durante el proceso de calentamiento para aliviar la tensión de la cáscara.
• Resumiendo lo anterior, podemos tomar las siguientes medidas preventivas generales para evitar los defectos de fundición durante el proceso de producción:
• Controle los parámetros del proceso: Supervise y controle periódicamente las temperaturas, los caudales y otros parámetros clave del proceso para mantener la coherencia.
• Utilice software de simulación: El software de simulación de fundición puede utilizarse para predecir y corregir posibles defectos antes de la producción real.
• Control de calidad e inspección: Realice inspecciones minuciosas en cada fase, desde la creación del patrón de cera hasta el llenado del molde, para identificar los defectos a tiempo.
• Optimice la selección de materiales: Utilice las aleaciones y los materiales de moldeo adecuados para obtener las propiedades de fundición y el rendimiento deseados.
• Combinando estas soluciones con pruebas sistemáticas y el perfeccionamiento de los procesos, es posible reducir al mínimo los defectos de la fundición a la cera perdida, lo que se traduce en piezas fundidas de mayor calidad.