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Serie de defectos de fundición a presión - Porosidad
17/09/2025
La porosidad, un defecto interno común en las piezas fundidas a presión, es un orificio liso de forma regular formado por gas atrapado. La porosidad, o microporos, es actualmente uno de los defectos más importantes en este tipo de piezas. Controlar la porosidad es especialmente crucial en áreas que requieren sellado.
Descripción de la característica defectuosa:
Los poros son agujeros en las piezas fundidas a presión formados por gases liberados del líquido de aleación, gases aspirados durante el proceso de llenado por inyección hidráulica de la aleación y gases generados por la descomposición de los agentes desmoldantes y aceites de punzonado que se infiltran en el líquido de aleación. La superficie interna de los poros en Fundición a presión Es relativamente liso y redondo, con una forma relativamente completa.
Debido a las diferentes causas y ubicaciones de los poros, estos pueden ser grandes o pequeños, concentrados o dispersos. En el interior de las piezas fundidas, los poros suelen presentar formas redondas, abultadas o irregularmente redondas, en forma de pera o de aguja. También existen casos en los que coexisten grandes cantidades de gas, cavidades de contracción e inclusiones de oxidación, formando poros irregulares.
Posibles causas:
(1) Diseño de producto o estructura de molde irrazonable
①. La forma del canal de alimentación está mal diseñada, el líquido de aleación fluye de manera desigual en el canal, lo que provoca turbulencias y succión de aire.
② La dirección del líquido de aleación introducido en la cavidad del molde desde la compuerta interior no es razonable y el chorro salpica violentamente.
③. El área de sección transversal de la compuerta de diseño es demasiado pequeña, lo que resulta en una velocidad de llenado de metal líquido demasiado alta, chorro severo y exceso de gas arrastrado en el flujo de líquido.
④. Tras pasar por la entrada, el metal fundido impacta directamente contra la pared del molde para formar un vórtice, arrastrando aire.
⑤. Los flujos de líquido a presión bloquean la ranura de escape demasiado pronto, lo que provoca agujeros de aire en un escape deficiente o cavidades profundas.
⑥. La cámara de presión es demasiado pequeña para llenarse y la velocidad baja requerida es alta, lo que arrastrará el gas.
⑦. La cavidad del molde es demasiado profunda y la evacuación es imposible o deficiente en la cavidad profunda, en las esquinas muertas o en el centro de la cavidad.
⑧. La ranura de escape está mal posicionada y el área de la sección transversal no es lo suficientemente grande, lo que resulta en una capacidad de escape deficiente y una gran contrapresión en la cavidad.
(2) Diseño de fundición irrazonable
① Hay partes de la fundición que son difíciles de ventilar;
② El espesor de la pared de la pieza fundida es demasiado grueso;
(3) Fusión de aleaciones:
El gas en solución de aleación de aluminio El gas se compone principalmente de hidrógeno, que representa más del 95 % del total. Durante el proceso de fusión de la aleación de aluminio, el hidrógeno se disuelve fácilmente en el aluminio líquido y en la aleación. A mayor temperatura, mayor es la solubilidad del hidrógeno. En particular, cuando el punto de fusión cambia de sólido a líquido, la solubilidad del hidrógeno aumenta bruscamente. A la temperatura de fusión del aluminio, la solubilidad del hidrógeno en el aluminio líquido es entre 15 y 30 veces mayor que en el aluminio sólido. A mayor temperatura, mayor es la cantidad de hidrógeno que absorbe el aluminio líquido, y cuanto más tiempo se mantiene el aluminio líquido a alta temperatura, mayor es la cantidad de hidrógeno absorbido.
①. Debido a las impurezas del metal fundido o a la alta temperatura de fusión, aumenta el contenido de gas adsorbido por el metal fundido, que al solidificarse precipita y permanece en la pieza fundida. Generalmente, se trata de un pequeño poro de menos de 0,5 mm que converge con la cavidad de contracción en el centro de la pieza fundida para formar un orificio de mayor tamaño.
② La carga no está limpia y la desgasificación y el refinado son deficientes. Si hay poros pequeños y densos en la superficie mecanizada, suele estar más relacionado con los factores de fusión de la aleación.
(4) Pulverización de agente desmoldante y aceite de punzonado
Se rocía demasiado agente desmoldante y aceite de punzonado, el agente desmoldante genera una gran cantidad de gas, y si este no se quema antes del vertido, el gas generado penetra en la superficie de la pieza fundida. La superficie interna de este poro es mayormente de color gris oscuro.
①. El proceso de fundición a presión es inadecuado, como por ejemplo una baja presión específica y una alta velocidad.
② La inyección a alta velocidad comienza demasiado pronto, lo que provoca que el líquido de aleación contenga más gas en el conducto y la cavidad.
③. La velocidad de inyección lenta es rápida, la inyección rápida es temprana, la presión de sobrealimentación es tardía o no se establece, el acumulador carece de nitrógeno, etc.
④. El Fundición a presión en cámara caliente El punzón de la máquina regresa demasiado pronto, y la aleación líquida que aún no se ha condensado es succionada hacia atrás, formando poros que probablemente generarán poros y cavidades de contracción en la entrada de la fundición.
⑤. Se observan poros en la fractura de la compuerta interna. Los poros con superficie interna brillante se deben a una velocidad excesiva a baja velocidad. La superficie oscura se debe a fugas de agua del punzón o al agente desmoldante rociado en la cámara de inyección. La superficie negra o amarilla se debe a un exceso de aceite en el punzón.
Contramedidas y sugerencias:
La formación de estomas suele ser causada por la acción combinada de múltiples factores. Se recomienda analizarla y resolverla desde los siguientes aspectos:
(1) Fundición de aleaciones
① Al fundir aleación de aluminio, debemos procurar lograr una fusión rápida y reducir el tiempo de permanencia a alta temperatura. La temperatura de fusión no debe ser excesivamente alta y debe ser ≤760℃. La temperatura de mantenimiento a largo plazo debe ser de 620~640℃.
② El proceso de fundición debe seguirse estrictamente. La aleación líquida debe desgasificarse y desescoriarse por completo, y el refinado debe realizarse a una temperatura y durante un tiempo suficientes.
③ Utilice carga seca y limpia y siga estrictamente el proceso de fundición. Está estrictamente prohibido introducir carga con polvo, aceite, pintura o humedad en el horno. La carga de retorno y los lingotes de aluminio deben secarse antes de introducirlos en el horno.
④. Está prohibido utilizar hornos, crisoles, herramientas, agentes refinadores, removedores de escoria, sales de cloruro, etc., sin secar. No se debe utilizar helio, cloro ni otros gases sin secar directamente para el refinado. Está prohibido agitar vigorosamente la aleación líquida durante el refinado y la eliminación de la escoria.
⑤. El contenido de calcio debe controlarse estrictamente al fundir aleación de aluminio.
① El llenado con aleación líquida debe facilitar la evacuación de gases. Seleccione la posición de la compuerta, la forma de la guía y la dirección que faciliten la evacuación de gases en la cavidad para guiar el flujo de la aleación líquida de manera uniforme y llenar la cavidad de forma ordenada, lo que favorece la evacuación de gases. Haga que la aleación líquida entre primero por la parte central, la parte profunda y alta o la parte ancha de la capa inferior de la cavidad, y empuje el aire dentro de la cavidad hacia afuera, hacia la ranura de evacuación, para evitar que la aleación líquida bloquee el sistema de rebose en la superficie de separación.
2. Asegúrese de abrir una ranura de ventilación con un tamaño de sección transversal suficiente en la última parte de llenado de la cavidad.
③. Mejorar la ubicación y el tamaño de las ranuras de rebose y ventilación, y evitar que el metal fundido las obstruya en el lugar donde se instalan. Modificar la ubicación de la superficie de separación para facilitar la instalación de las ranuras de rebose y ventilación para la evacuación de gases.
④. El gas en la cavidad no se descarga y el escape no es uniforme. Se puede colocar una ranura de rebose y una varilla de empuje en el orificio de aire, y colocar un núcleo en el orificio pequeño para fundir un orificio inferior.
⑤. Tenga cuidado de no hacer el orificio de rebose demasiado delgado, de lo contrario se obstruirá prematuramente y la pieza fundida tendrá burbujas de aire alrededor de la ranura de rebose. Limpie el aceite y los residuos de la ranura de escape a tiempo.
⑥ Para resolver el problema de la dificultad de escape en cavidades profundas y puntos calientes, se abren tapones de escape en cavidades profundas, se utiliza la holgura correspondiente de la estructura del bloque de mosaico para diseñar la superficie del molde en una superficie de separación tortuosa, y se agregan varillas de empuje de escape y núcleos móviles al escape.
⑦. Si al final del llenado hay poros, cierres fríos, acumulación de pintura y compactación suelta en la superficie, la forma más eficaz es añadir una compuerta interior y rellenar directamente las partes defectuosas.
⑧. Al llenar a alta velocidad, el líquido de la aleación arrastrará gas y habrá una gran cantidad de pequeños poros dentro de la pieza fundida.
⑨. Seleccione un margen de mecanizado menor que cumpla con los requisitos de mecanizado fino, y coloque núcleos o salidas de varillas de empuje en los agujeros ciegos de las piezas fundidas y en los lugares donde es probable que se produzcan poros, para reducir los poros que aparecen durante el mecanizado fino.
(3) Proceso de fundición a presión parámetros
① Si las velocidades de inyección y llenado son demasiado altas, el flujo de metal se verá arrastrado con más gas. Ajustar la velocidad de inyección rápida para reducir o aumentar la velocidad y el tiempo de llenado puede modificar el tamaño de las burbujas. Prolongar el tiempo de inyección, reducir la velocidad de inyección de la primera etapa y retrasar el punto de conmutación de inicio de la inyección de alta velocidad puede reducir el gas arrastrado. Aumentar la presión de inyección y la presión de refuerzo para asegurar el espesor de la torta de material puede reducir el tamaño de los poros.
② Controlar la temperatura del molde, disminuir la temperatura de vertido y aumentar la presión específica son medidas beneficiosas para eliminar los defectos de porosidad.
③. Compruebe que la separación entre el punzón y la cámara de presión sea de 0,03 a 0,15 mm para evitar que el punzón se atasque.
④. Orificios de aire en la entrada: Factores como una velocidad demasiado alta o baja, demasiado aceite en el punzón, fugas en el punzón y agua de agente desmoldante rociada en la cámara de inyección afectarán los orificios de aire en la entrada.
⑤. Utilice agua de refrigeración del molde con interruptor ajustable para controlar la temperatura del molde a una temperatura más alta: solo enfríe el molde con agua durante el período desde el inicio del llenado por inyección hasta la apertura del molde, y apague el agua de refrigeración en otros momentos.
(4) Pulverización del agente desmoldante
① Si el agente desmoldante produce un exceso de gas o se utiliza en cantidades excesivas, es posible que no se queme por completo antes del vertido, atrapando gases volátiles en la superficie de la pieza fundida. Por lo tanto, utilice la mínima cantidad de agente desmoldante. Durante la pulverización, compruebe que el chorro sea blanco. Antes de cerrar el molde, verifique que no haya gases residuales evaporándose en la cavidad. Después de pulverizar el agente desmoldante, utilice aire comprimido para eliminar la humedad restante en la cavidad del molde. Como alternativa, reemplace el recubrimiento o aumente la proporción de recubrimiento a agua. Por consiguiente, la elección del agente desmoldante es crucial.
② Después de rociar el agente desmoldante, asegúrese de que la tubería de aire no tenga fugas, que no salga agua condensada del aire comprimido y que el punzón y el manguito de la compuerta no tengan fugas.
Muchas personas también pueden tener dificultades para distinguir entre poros y cavidades de contracción, que a menudo se presentan simultáneamente. Analizaré las cavidades de contracción en detalle más adelante. Basándonos en las causas y medidas correctivas mencionadas anteriormente, la clave para resolver el problema de los poros reside en abordar todas las conexiones y posibles factores que puedan involucrar gases.