UN ESTUDIO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN

6 de febrero UN ESTUDIO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN

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ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE FUNDICIÓN DE LA “ALEACIÓN DE ALUMINIO FUNDIDA A PRESIÓN”

CARACTERÍSTICAS DE FUNDICIÓN DE LAS “ALEACIONES DE ALUMINIO FUNDIDAS A PRESIÓN»

ÍNDICE:
INTRODUCCIÓN
HABILIDAD DE LANZAMIENTO
TIPOS DE ALEACIONES DE ALUMINIO DE FUNDICIÓN A PRESIÓN ESTÁNDAR
COMPOSICIÓN QUÍMICA
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS
CARACTERÍSTICAS DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO DE FUNDICIÓN A PRESIÓN
COMPARACIÓN ENTRE DIFERENTES MATERIALES DE FUNDICIÓN A PRESIÓN Y LA ALEACIÓN DE AL FUNDIDA A PRESIÓN
SOLDADURA:
FORMACIÓN DE LODOS
EFECTO DE LAS TEMPERATURAS DE MANTENIMIENTO EN LA FORMACIÓN DE LODOS
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FORMACIÓN DE LODOS
FLUDITY
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FLUIDEZ
POROSIDAD

INTRODUCCIÓN
La tecnología de fundición a presión es uno de los métodos de fabricación más utilizados. En el proceso de fundición a presión, el metal fundido se inyecta a presión en los moldes de acero endurecido.

Los distintos procesos de fundición requieren que la aleación presente diferentes características de fundición. A continuación definiremos las diferentes características de fundición de la aleación de aluminio para fundición a presión.
1) Habilidad de lanzamiento
2) Formación de lodos
3) Fluidez de la aleación
4) Capacidad de la máquina
5) Soldadura de matrices
6) Porosidad
7) Segregación macro

UN ESTUDIO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN

POSIBILIDAD DE LANZAMIENTO:
La fundibilidad es la propiedad de una aleación de poder fundirse sin que se formen defectos como grietas, segregaciones, poros o defectos de colada.
Los fenómenos que determinan la fundibilidad, la fluidez, la segregación macroscópica, los desgarros en caliente y la porosidad dependen de la aleación.
Las propiedades de fundición de las aleaciones de aluminio también pueden definirse en términos de trayectoria de solidificación, coherencia de las dendritas, contracción por solidificación y permeabilidad entre dendritas.
Se describirá la influencia de la composición de la aleación en la fluidez, la macrosegregación, los desgarros en caliente y la porosidad. Se presentarán la coherencia, la fluidez, la permeabilidad y la contracción.

TIPOS DE ALEACIONES DE ALUMINIO PARA FUNDICIÓN A PRESIÓN
Las aleaciones de aluminio para fundición a presión son ligeras, ofrecen una buena resistencia a la corrosión, facilidad de fundición, buenas propiedades mecánicas y estabilidad dimensional. Aunque existe una gran variedad de aleaciones de aluminio que pueden someterse a fundición a presión a partir de metal primario o reciclado, los diseñadores suelen optar por una de las aleaciones estándar que se enumeran a continuación.
A360 — Seleccionado por su excelente resistencia a la corrosión y su estanqueidad.
A380 — La aleación más habitual y rentable para la fundición a presión de aluminio. Ofrece la mejor combinación de funcionalidad y coste.
A383 y A384: estas aleaciones son una variante de la 380. Ambas ofrecen un mejor llenado del molde, aunque con una reducción moderada de las propiedades mecánicas, como la tenacidad.
A390 — Se utiliza para aplicaciones especiales en las que se requieren una alta resistencia, fluidez, resistencia al desgaste y propiedades de rodamiento.
A413 (A13) — Se utiliza para garantizar la máxima estanqueidad a la presión y fluidez.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO MOLDEADAS A PRESIÓN
La siguiente tabla ofrece una visión general de las diferencias entre las distintas aleaciones de aluminio para fundición a presión. Esta tabla nos ayudará a realizar una comparación técnica de las aleaciones de aluminio.

SOLDADURA:
Existen varias clases de parámetros de proceso que influyen en la soldadura de chips. A continuación se detallan:
Temperatura del metal y del troquel.
Naturaleza y componentes de la aleación de fundición y de las capas intermetálicas.
Lubricación y recubrimiento de matrices.
Características del troquel y parámetros de funcionamiento.

UN ESTUDIO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN

EL MECANISMO DE LA SOLDADURA DE MATRICES SE DESARROLLA EN SEIS ETAPAS:
FASE I ==> Erosión de los límites de grano en la superficie del troquel
FASE II ==> Aparición de picaduras en la superficie del troquel
ETAPA III ==> Formación de compuestos de hierro y aluminio
ETAPA IV ==> Formación de fases intermetálicas con forma piramidal
ETAPA V ==> Adhesión del aluminio a las pirámides de las fases intermetálicas
FASE VI ==> Fusión y enderezamiento de los hoyos de erosión y las fases intermetálicas

EFECTO DE DIVERSOS ELEMENTOS EN EL ESPESOR DE LA CAPA INTERMEDIA.
Los efectos de la composición de la aleación en la soldadura por matriz de las aleaciones del tipo A 380 y los efectos de algunos elementos clave en el crecimiento de la capa intermedia entre la superficie del acero para herramientas y el aluminio soldado.

UN ESTUDIO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN

LODOS
Los lodos están formados por cristales primarios que contienen Al, Si, Fe, Mn, Cr, Mg,
etc., y que presentan una temperatura de fusión elevada y una densidad elevada.
Factores que influyen en la formación de lodos:
Composición de la aleación. .
Temperaturas de fusión y de mantenimiento
Velocidad de enfriamiento
Factor de lodos (SF)
(SF) = (1 × peso % Fe) + (2 × peso % Mn) + (3 × peso % Cr
A medida que aumenta la velocidad de enfriamiento, disminuyen el tamaño de las partículas de lodo y la fracción volumétrica de este; el lodo formado a baja velocidad de enfriamiento presenta plaquetas de gran tamaño y partículas poliédricas.
A una velocidad de enfriamiento elevada, el LODO adopta la forma de plaquetas y partículas con forma de estrella.

EFECTO DE LAS TEMPERATURAS DE MANTENIMIENTO
Relación entre la temperatura de formación de lodos y el Fe
contenido:
Temperature (°C) = 645.7 + 34.2 (%Fe)2

UN ESTUDIO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA FUNDICIÓN

Cuando las aleaciones se solidifican a baja velocidad de enfriamiento, el mantenimiento de la temperatura a 670 °C y 720 °C no influye en la formación de lodos.
Cuando las aleaciones se solidifican a una velocidad de enfriamiento elevada, se observó una mayor cantidad de sedimentos en la aleación A380 tras el mantenimiento a 670 °C.
En las aleaciones del tipo 380, las fases de sedimento son principalmente compuestos ricos en Fe compuestos por Al, Fe, Mn, Cr y Ni.
Las aleaciones con un SF más elevado tienden más a formar lodos y a generar una mayor fracción volumétrica de lodos.
La morfología del lodo depende de la relación Fe:Mn:Cr y de la velocidad de enfriamiento. Un enfriamiento lento favorece la formación de lodo.
El mantenimiento a 670 °C (~1240 °F) y a 720 °C (1328 °F) no afecta a la formación de sedimentos en todas las aleaciones que se solidifican lentamente. Al enfriarse rápidamente, se formó más sedimento en la aleación A380 tras el mantenimiento a 670 °C que a 720 °C.

FLUIDEZ:
La fluidez es la capacidad de un material para fluir y llenar una cavidad determinada, medida en función de las dimensiones de dicha cavidad en condiciones específicas.
La longitud del metal líquido fundido que puede fluir a través de un molde determinado antes de solidificarse. La fluidez depende en gran medida del flujo de calor durante la solidificación.
La fluidez de la aleación de aluminio depende de los recubrimientos lubricantes, los elementos de aleación, la presión de la culata y la temperatura del metal fundido.
Al aumentar el intervalo de solidificación, disminuye la fluidez.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FLUIDEZ:
La composición química de la aleación desempeña un papel importante en el llenado del molde, es decir, en la fluidez del metal fundido.
Los elementos de aleación que tienden a formar compuestos a altas temperaturas, como el Fe, el Mn, el Cr y el Mg, suelen reducir la fluidez.