Procesos de Conformado por Fundición: Características y Aleaciones Aptas para Moldeo
Procesos de Conformado por Fundición y Características de las Aleaciones Aptas para Moldeo
1. Colabilidad
Aptitud del metal líquido para llenar el molde a través de los espacios interdendríticos durante la solidificación. Depende de 3 propiedades fundamentales:
- (a) Fluidz: Debe mojar correctamente, presentar baja viscosidad (poca fuerza para gran deformación), baja tensión superficial (capas de óxido) y pocos gases disueltos que puedan obstruir el paso.
- (b) Modo de solidificación: Forma en que solidifica el material. Es la tardanza en unir cristales de los distintos núcleos. Depende de la forma de los cristales y del intervalo de temperaturas de solidificación (interesa que sea pequeño para asegurarse de que al llegar a una temperatura determinada tenemos todo sólido).
- (c) Parámetros de moldeo: Todo aquello que no depende del metal líquido ni del proceso de solidificación: rugosidad del molde, sobrecalentamiento, velocidad de vertido y transferencia de calor del molde. Si el molde transmite bien el calor, se enfría antes.
2. Compacidad
Características del metal para la obtención de una pieza de buena calidad, sin rechupes ni porosidad, garantizando una estructura maciza. Se puede mejorar mediante los siguientes factores:
- (a) Menor intervalo de solidificación: Menor $\Delta T$ de solidificación implica menos calor que evacuar, menos tiempo de contacto entre líquido y sólido, menos tiempo para que las dendritas crezcan (más juntas) y menores microrechupes.
- (b) Mayor velocidad de solidificación: Produce el mismo efecto positivo de compactación.
- (c) Mayor fluidez: Cuanto más fluido sea, mejor se colará el líquido por los huecos entre las dendritas.
- (d) Menor concentración de solidificación: Si esta concentración afecta al sólido, también afecta a las dendritas; se contrae menos, deja menor espacio entre dos dendritas y disminuye el rechupe.
- (e) Menor retención de gases: Los gases provocan el efecto de microrrechupe, que no está vacío sino lleno de aire (sopladura).
Tipos de Defectos en la Fundición
- Rechupes: Hueco en la pieza producido por la contracción durante la fase líquida y la solidificación.
- Macrorrechupe (a simple vista): Aparece donde solidifica la pieza en último lugar debido a que el líquido, al contraerse, disminuye su volumen. Se elimina fácilmente mediante mazarotas, moldes bien diseñados, solidificación dirigida (por enfriamiento por partes) y colada continua.
- Microrrechupe (al microscopio): El peor enemigo de la fundición. Aparece en espacios interdendríticos rellenos por líquido no conectado con el resto del metal fundido. La estructura de solidificación es dendrítica; si entre dos brazos de dendrita no llega a entrar líquido, queda un agujero. Es indetectable, pero se puede corregir mediante conformado en caliente. Se requiere la máxima velocidad de enfriamiento posible para que los brazos estén más juntos y queden menos huecos para rechUPAR.
Corolario: Análisis de Poros
Al aumentar la presión y la temperatura, aumenta la solubilidad del gas (si apretamos, escapa por donde puede hacia el metal, aumentando la energía cinética según la ecuación de Arrhenius).