DEFECTOLOGIA

DEFECTOLOGIA

Defecto: Discontinuidad que al ser identificada y evaluada, y al observar el efecto que tiene la misma sobre la pieza; se encuentra como inaceptable, bajo unas ciertas especificaciones.

* REBABAS

Metal saliente de espesor irregular, muchas veces con bordes parecidos al encaje, perpendicular a una de las superficies de fundición. Esto ocurre a lo largo del empalme o línea de partición del molde, en huella del corazón o macho, o dondequiera que dos elementos del molde se intercepten.

Causa:
Tolerancia entre dos elementos del molde o entre molde y corazón; también empalme de molde mal encajado.

Soluciones:
* Cuidar la preparación de modelo, molde y corazón.
* Control de dimensiones de ellos.
* Cuidar la instalación del corazón y ensamble de molde.
* Sellado de empalmes donde sean posibles.

* EXUDACIONES

Inclusiones metálicas, generalmente esféricas y de superficie suavizada y a veces brillante. Ellas se hallan en el interior de sopladuras u otras cavidades internas. Tales inclusiones usualmente tienen una composición química diferente desde el metal de base y se acercan a la composición eutéctica. Suelen presentarse en las fundiciones.

Posible causa:
El líquido eutético se presenta en límites intergranulares, cerca del final de solidificación puede ser estrujado hacia espacio libre, también hacia superficie externa donde causa exudación externa, o hacia sopladuras u otras cavidades internas donde puede ocurrirse exudación interna. En el caso de las fundiciones, se produce por la liberación de gas disuelto, o aún por la contracción de la porción de la fundición que ya ha sido solidificada.

Solución:
El mejor remedio sería eliminar defectos primarios, tales como sopladuras u otras cavidades internas, sin las cuales la exudación interna no se podría presentar.

* POROS

Cavidades pequeñas, a veces del tamaño de la cabeza de un perno, localizadas en más o menos colonias extendidas atravesando la superficie de la pieza, y teniendo una o dos formas:

* Generalmente cavidades esféricas que son removidas por el maquinado.
* Cavidades prolongadas que podrían ser vistas en una sección transversal fracturada, localizada cerca de la superficie de la pieza.

Posibles Causas:

Metalúrgica
* Contenido de oxígeno o hidrógeno excesivo en el baño metálico (debido a la carga o el proceso de fusión);
* Alto contenido de elementos teniendo una fuerte afinidad por el oxígeno; por ejemplo, titanio y aluminio ocasionalmente presentes en inoculantes;
* Temperatura excesiva;

Desde Molde y Material de corazón:
* Demasiada humedad en molde y/o corazones;
* En el caso de aglomerante orgánico, demasiado contenido de urea.

Soluciones:

Moldeo:
Reducir el contenido de la humedad del molde y de la mezcla de la arena de corazón;
Emplear aglomerantes para molde y corazón con contenidos de urea tan bajo como sea posible.

Metalurgia:
Acero fundido
* Mantener el contenido de hidrógeno del baño tan bajo como sea posible.
* Desoxidar el baño con cuidado, con manganeso y silicio, y durante el colado, con aluminio.
* Colar rápidamente pero sin turbulencia.

Hierro fundido
* Mejorar la calidad del hierro por atención cuidadosa para su composición y fusión (evitar cargas sucias y mohosas, incrementar silicio y disminuir contenido de manganeso).
* Evitar introducción de elementos con alta afinidad por el oxígeno, especialmente titanio y aluminio que pueden estar presentes en el ferrosilicio y en materiales inoculantes.
* Bajar la temperatura de colada.
* Usar colada presurizada con corredor tan corto como sea posible.


* RECHUPES

Depresiones en la superficie de la pieza en las partes metálicas pesadas (intersecciones, etc.).
La superficie de las depresiones generalmente no es diferente de otras áreas.
Este defecto muchas veces aparece en las secciones gruesas de la pieza y a veces en el fondo de la cavidad por contracción interna o área porosa.

Posible causas:
Contracción por solidificación (colapso de superficie) en las ubicaciones tales como secciones pesadas que son lentos a congelarse.

En la fundición de molde duradero puede ocurrir como un resultado de baja temperatura de metal y/o molde junto con presión de metal insuficiente.

Soluciones:
* Modificar el diseño; evitar cambios bruscos en la sección.
* Afilar secciones adyacentes para obtener solidificación direccional.
* Agregar mazarota, canales de colada suplementarios o templares para asegurar secuencia apropiada de congelamiento y alimentación.

* FISURAS

Ranuras que parecen marcas de pliegues sobre la superficie de la pieza, extendiéndose en una serie de líneas, pero no a gran profundidad. La superficie de la fundición puede ser suave y brillante, los dos bordes de estas ranuras están en el mismo nivel.
El defecto se encuentra en la superficie horizontal o convexa de las fundiciones delgadas.

Posibles causas:
* Por causa de congelamiento de metal superficial que es muy viscoso o muy frió, las marcas de pliegue formadas por piel de óxido no están niveladas por la presión del líquido de metal.
* Expansión de arena.

Soluciones:
* Usar materiales de carga que son bajos en oxigeno y azufre.
* Aumentar temperatura de colada; también reducir el tiempo de colada.
* Evitar colada al molde permanente que esté demasiado frío.


* PIEZAS ALABEADAS

Con respecto a su figura original, la fundición muestra distorción que desarrolla después de un período de almacenaje, o después de tratamiento térmico o maquinado.

Posible causas:
Después de almacenaje o maquinado prolongado, la distorsión ocurre debido a la liberación parcial o completa de tensión residual.
Después de localizado o tratamiento térmico, la distorsión puede ocurrir por la liberación de tensión residual o por alguno de los siguientes factores:
* Sobrecalentamiento o alta inclinación térmica.
* Soporte inapropiado de la fundición en el horno.
* Ablandamiento de la aleación en la temperatura de tratamiento térmico.
* Diseño de fundición que hace difícil amontonado y soporte.
* Rigidez excesiva al templar.
* Cambio estructural de aleación (envejecimiento) en temperatura ambiental.

Soluciones:
Con respecto a tensión residual, la manera más efectiva para reducir o eliminar estos defectos, es tener un diseño apropiado de los sistemas de canal de colada y mazarota que provee un enfriamiento lento y uniforme.


* PANDEO

Canales con bordes suaves en la superficie de fundición, normalmente en modelos ramificados, teniendo una profundidad en el orden de 2 mm (0.08 pulgadas).
El defecto ocurre en todas las superficies, pero usualmente en la tapa de molde horizontal y las caras de semi-caja inferior.

Causas:
El defecto es el comienzo de una darta. La expansión de la sílice tiende a deformar la pared del molde interiormente y así se produce una fractura, pero sin penetración subsiguiente de metal a la cavidad baja en la cercanía.

Soluciones:

1. Incrementar resistencia del molde por:
* Adición de más aglomerante (arcilla, bentonita);
* Enfriar sistema de arena;
* Mejorar mezcla de arena;

2. Reducción de esfuerzo de presión:
* Relleno uniforme del molde;
* Evitar humedad de arena excesiva;
* Usar aditivos que por ablandamiento o combustión, se compensa la expansión de la sílice.
* Reemplazo total o parcial de la arena sílice por un refractario, arena de baja expansión como zircón.
* Venteo del molde; incrementar permeabilidad de arena.


* INCLUSIONES DE ESCORIAS

Pequeñas cavidades redondeadas en la superficie, generalmente de color entre verde y gris.

Posibles causas:
Una reacción entre el molde y metal, probablemente causa la formación de escoria de fusión a baja temperatura que se adhiere a la superficie del molde. Las inclusiones son desalojadas durante limpieza por soplado, dejando las cavidades redondeadas.

Soluciones:
* Reducir temperatura de colada.
* Enfriar en atmósfera de reducción.

* INCLUSIONES METALICAS

Inclusiones metálicas o intermetálicas de varios tamaños que son claramente diferentes en su estructura y color desde el material de base, y más especialmente diferentes en las propiedades. Estos defectos frecuentemente aparecen después del maquinado.

Posible causas:
* Combinaciones formadas como intermetálicas, entre fusión e impurezas metálicas.
* Materiales de carga o agregaciones de aleación (por ejemplo ferroaleación) que no se ha disuelto completamente en la fusión.
* Alambres o varas de corazón expuestos.
* Durante la solidificación, se forman compuestos intermetálicos insolubles los cuales se agregan concentrándose en el líquido residual.
* Componentes de la aleación que no están disueltos completamente, aleaciones principales o metal extraño accidentalmente introducido formando inclusiones durante la solidificación.

Soluciones:
* Asegurar que los materiales de carga estén limpios; eliminar materiales extraños.
* Usar piezas pequeñas de material para aleación y aleaciones principales preparando la carga.
* Estar seguro que el baño esté suficientemente caliente cuando se esten preparando los agregados.


* INCLUSIONES DE ARENA

Inclusiones de arena con forma irregular, normalmente compacto, en la vecindad de la superficie de la semi-caja superior de la pieza. A veces ellas son visibles sobre la pieza áspera, pero puede aparecer solo en maquinado. En general, existen otras ubicaciones sobre la pieza donde aparecen salientes metálicas masivas. Este defecto generalmente aparece acompañado de dartas.

Posibles causas:
* Mal removido del molde o el corazón.
* Falta de cuidado en moldeo.
* Erosión o choque.
* Formación de costra y removido de la arena debido a la expansión de la sílice.

Soluciones:

* Seleccionar un aglutinante que tenga alta resistencia al calor.
* Aumentar la fuerza de compresión de la arena seca.
* Apisonado de molde más fuerte y más uniforme.
* Controlar secado del molde y corazón.
* Estudiar el sistema de colada para prevenir entrada de líquido de metal excesivamente rápido y tropiezo extendido sobre el área del molde o corazón. Prevenir que la corriente del líquido de metal tropiece directamente contra esquinas de la arena o en la pared vertical en la cavidad del molde.


* SOPLADURAS

Cavidades con pared suave, esencialmente esférica, muchas veces no están contactando a la superficie externa de la pieza. Las más grandes cavidades muchas veces están aisladas. Las paredes interiores de sopladuras pueden ser brillantes, más o menos oxidadas o, en el caso de la fundición gris, puede estar cubierta con una capa delgada de grafito.
Posibles causas:

Son producidas por el gas encerrado en el metal durante el curso de solidificación.

Origen metalúrgico
* Contenido excesivo de gas en un baño de metal (materiales a cargar, método de fundición, atmósfera, etc.); gases disueltos son liberados durante solidificación.

Origen debido al moldeo
* Humedad excesiva en los moldes o corazones.
* Aglutinantes de corazón que liberan cantidad grande de gas.
* Cantidad excesiva de aditivos conteniendo hidrocarbono.
* Entrampamiento mecánico de gas (agujeros de origen externo)
* Insuficiente evacuación de aire y gas desde la cavidad del molde.
* Insuficiente permeabilidad del molde y corazón.
* Origen de aire debido a turbulencia en el embudo de la colada y el sistema del corredor.

Soluciones:
* Hacer provisión adecuada para evacuación de aire y gas desde la cavidad del molde (silvadores, venteos);
* Incrementar permeabilidad del molde y corazón.
* Evitar sistema del canal de colada inapropiada.
* Asegurar secado adecuado del molde de arena seca.
* Controlar nivel de la humedad en el moldeo de arena en verde.
* Reducir cantidad de aglutinantes y aditivos usados o cambiar a otros tipos;
* Mantener el embudo de colada lleno y reducir altura de vaciado.


* COLAS DE RATA

Defecto de poca profundidad que normalmente aparece solamente en las caras de semi-caja inferior horizontal de la pieza. Este consiste en un canal irregular hasta de 5 mm (0.2 pulgadas) de profundidad con bordes esquinados agudos abajo donde la arena puede estar alojada.
La cola de rata casi siempre se extiende desde la ubicación del canal de colada.

Posible Causas:
Calor de la corriente de metal fundido causa la formación de una zona de condensación húmeda en la arena justo debajo de la superficie. Expansión de la sílice causa pandeo y separación de costra de arena en la capa húmeda. Por causa de volumen incrementado, la costra se extiende al interior en los bordes de la corriente porque los bordes de la escala de saliente de arena no están aplastados por el metal después del llenado del molde, ellos forman canales conocidos como colas de rata.
　　　　

* GRIETA DE CONTRACCIÓN

Cavidades en ángulos de entrante en la pieza, extendiéndose hacia el interior. Los bordes son generalmente redondeados.

Posibles Causas:
Calentamiento de la arena que causa expansión, vaporización, evaporación, destilación, etc., resultando en generación de gases cuya presión puede ser suficiente para provocar una penetración en la pieza en los puntos de la superficie que solidifican por último (puntos calientes), tal como ángulos entrantes.

Soluciones:
* Minimizar el uso de materiales que tienden a desarrollar gases cuando son calentados.
* Incrementar permeabilidad de la arena y venteo del molde.
* Usar una templadera externa o corazón en donde se localice el defecto.
* Incrementar presión del metal líquido; alimentación.