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Serie de defectos en la fundición a presión: contracción (contracción, porosidad)
15/08/2025
Uno de los defectos comunes de Fundición a presión Se trata de cavidades de contracción (porosidad). La aleación líquida para fundición a presión se contrae durante el proceso de enfriamiento y solidificación. Debido a la insuficiente compensación de la aleación líquida interna, se forman poros. La superficie interna del poro presenta un color oscuro, forma irregular y textura rugosa.
Las cavidades de contracción y la porosidad de contracción se pueden distinguir según el tamaño y la densidad de los defectos. Las cavidades grandes y concentradas son cavidades de contracción, mientras que los orificios pequeños, dispersos, con forma de panal y poco densos constituyen la porosidad de contracción.
Según la experiencia previa, estas zonas de contracción densa suelen ser las más propensas a fugas en las últimas etapas de comercialización, especialmente cerca de zonas calientes como los cursos de agua. Durante el uso real, los repetidos choques térmicos provocan que los pequeños orificios densos se expandan y se perforen, formando canales de fuga.
Características del defecto:
Los defectos de contracción en el interior de las piezas fundidas requieren disección e inspección visual o inspección mediante ensayos no destructivos (END).
Las cavidades de contracción suelen aparecer en paredes gruesas, puntos calientes, zonas calientes, áreas con temperaturas de molde más elevadas y donde la aleación se solidifica en último lugar. Si bien su profundidad y tamaño son difíciles de determinar visualmente, es más probable que se produzcan en paredes gruesas y puntos calientes debido a una compensación de contracción insuficiente. Las cavidades de contracción se encuentran a menudo en áreas propensas a la porosidad gaseosa, lo que da como resultado piezas fundidas que suelen contener una mezcla de porosidad gaseosa y cavidades de contracción. Una fractura suelta se caracteriza por una estructura gruesa y suelta.
Existen dos tipos de porosidad: la porosidad por contracción y la porosidad gaseosa, y los mecanismos de formación de ambos tipos son diferentes.
1. La porosidad por contracción se produce cuando el metal líquido cristaliza y se solidifica, reduciendo su volumen. Esto crea cavidades entre las ramas dendríticas porque no hay metal líquido que compense la contracción. La porosidad por contracción suele ser muy pequeña y difícil de evitar. técnica de fundición perspectiva.
2. El mecanismo de la porosidad gaseosa se basa en el alto contenido de gas e hidrógeno en el fundido, donde el gas queda oculto en los espacios entre las dendritas. Durante la cristalización, las ramificaciones dendríticas se superponen formando un esqueleto. El fundido residual y el gas entre los esqueletos cristalinos se dividen en pequeñas cavidades fundidas que no están conectadas entre sí por dendritas ni ramificaciones. El gas entre las ramificaciones y el hidrógeno liberado durante la solidificación no pueden escapar y se acumulan. Tras la cristalización, el espacio ocupado por estos gases se convierte en una cavidad. Esta cavidad es la porosidad gaseosa formada por el gas, lo que da lugar a la formación de porosidad macroscópica y microscópica.
El patrón de distribución irregular consiste en que generalmente se encuentra más en el centro de la pieza fundida redonda y en la cola del relleno, y en la pieza fundida plana se distribuye principalmente en el centro o cerca del centro de la superficie ancha, y la pared gruesa y el punto caliente aparecen a menos de la mitad del espesor de la pared desde el centro.
3. Cavidad de contracción en la superficie del núcleo. El extremo frontal de la varilla del núcleo de fundición y el núcleo constituyen un punto caliente. La velocidad de solidificación del metal en esta zona es lenta, convirtiéndose así en la última parte en solidificarse. Cuando el metal fundido no se repone, se produce una cavidad de contracción, ya sea interna o externa.
4. En las esquinas de la cavidad, en las zonas de filete R, debido a la deficiente disipación de calor local, se produce un sobrecalentamiento. Esta parte de la pieza fundida es la última en solidificarse. Cuando el suministro de metal fundido es insuficiente, se producen poros de contracción en las esquinas.
Causa:
(1) La temperatura de vertido de la aleación es demasiado alta, o el metal líquido se funde o se mantiene caliente durante demasiado tiempo.
(2) La relación de presión de inyección es demasiado baja, o el aumento de presión no es lo suficientemente oportuno, y la contracción no es suficiente.
(3) La pieza fundida presenta irregularidades estructurales, con grandes variaciones en el espesor de la pared, paredes gruesas o puntos calientes, y una gran cantidad de áreas engrosadas. En particular, la pieza fundida es demasiado gruesa en la entrada del molde o la temperatura del molde en la entrada es demasiado alta, lo que provoca que la aleación líquida se enfríe y solidifique lentamente, dando como resultado la formación de numerosas cavidades de contracción en el interior.
(4) El grado de llenado de la cámara de presión es demasiado pequeño, la torta de material es demasiado delgada y la compensación de contracción es, en última instancia, ineficaz.
(5) La temperatura local del molde es demasiado alta.
(6) La puerta es demasiado gruesa o está mal colocada, y hay agujeros de contracción en la puerta y sus alrededores.
(7) Si la compuerta es demasiado delgada, se solidificará prematuramente, lo que afectará el aumento de presión y la compensación de la contracción.
Contramedidas:
(1) Cumplir con las especificaciones de fundición de aleación para evitar el sobrecalentamiento del líquido de aleación durante demasiado tiempo.
(2)Bajo la premisa de asegurar que la fundición no produzca cierres fríos o subfundición, la temperatura de vertido del líquido de aleación puede reducirse tanto como sea posible.
(3) Aumentar adecuadamente la relación de presión de refuerzo para la compensación de contracción final. El uso de la función de extrusión local puede resolver eficazmente la cavidad de contracción.
(4) Mejorar el estructura de fundiciónEliminar paredes gruesas y puntos calientes donde se acumula metal, uniformizar el espesor de las paredes de la pieza fundida, permitir una transición gradual entre paredes gruesas y delgadas, y reducir la acumulación de metal en áreas con grandes cambios de sección transversal. Se pueden adoptar estructuras huecas o diseños de insertos, y se puede aumentar la refrigeración por agua del molde en estas zonas.
(5) Utilice aleaciones con menor contracción volumétrica y lineal, o ajuste la aleación líquida para reducir su contracción. O modifique la aleación para reducir la tendencia a la formación de cavidades de contracción.
6) Mejorar adecuadamente el sistema de vertido para transmitir mejor la presión. Engrosar el sistema de vertido, reducir la diferencia de espesor entre los canales horizontales (verticales) primarios y secundarios, y aumentar el radio de curvatura en las esquinas de los canales.
(7) Seleccione la presión de fundición adecuada y aumente la presión de fundición de forma apropiada.
(8) Prolongue el tiempo de espera hasta que la compuerta se solidifique por completo. La implementación de todas las medidas de mejora debe ser verificada y validada por el proceso, y debe basarse en la premisa de garantizar los requisitos de moldeo del producto, los estándares de apariencia y los requisitos de rendimiento.