{"id":13809,"date":"2021-08-26T23:30:13","date_gmt":"2021-08-26T22:30:13","guid":{"rendered":"https:\/\/metalpie.com\/blog\/casting-defects\/"},"modified":"2025-07-22T15:15:36","modified_gmt":"2025-07-22T07:15:36","slug":"defectos-de-fundicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/metalpie.com\/es\/blog\/defectos-de-fundicion\/","title":{"rendered":"Defectos de fundici\u00f3n"},"content":{"rendered":"

En todos los procesos de ingenier\u00eda, los defectos de fundici\u00f3n son frecuentes. Cualquier m\u00e9todo tiene ciertas limitaciones que dan lugar a defectos. Se puede conseguir una fundici\u00f3n sin defectos mediante un dise\u00f1o y un moldeo adecuados, pero las normas de control y la intervenci\u00f3n humana son la causa de la mayor\u00eda de los fallos. Podemos reducir los defectos de fundici\u00f3n con la ayuda adecuada en el trabajo.<\/p>\n\n\n\n

En general, un buen producto de fundici\u00f3n tendr\u00e1 algunos defectos. Por ello, el sector de la fundici\u00f3n trabaja para reducir estos defectos. Las t\u00e9cnicas de ensayo no destructivas, como los ultrasonidos, la radiograf\u00eda, las part\u00edculas magn\u00e9ticas, la penetraci\u00f3n en la matriz y otras, pueden detectar estos defectos de fundici\u00f3n. Hoy veremos varios defectos t\u00edpicos de fundici\u00f3n, sus causas y c\u00f3mo solucionarlos.<\/p>\n\n\n\n

Tipos de defectos de fundici\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

Diversos factores pueden causar muchos tipos de fallos. Algunos de los remedios a un tipo de defecto pueden crear un tipo diferente de problema. Esta secci\u00f3n ilustrar\u00e1 los tipos m\u00e1s comunes de defectos de fundici\u00f3n encontrados en los procesos de fundici\u00f3n de metales.<\/p>\n\n\n

\n
\"Muestra
Defectos de fundici\u00f3n por contracci\u00f3n axial (Fuente: datos del acero<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Defectos de fundici\u00f3n por contracci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

La contracci\u00f3n por solidificaci\u00f3n se produce cuando el metal pasa de l\u00edquido a s\u00f3lido, mientras que la contracci\u00f3n t\u00e9rmica se produce al enfriarse hasta alcanzar la temperatura ambiente. Por consiguiente, el estudio incluye m\u00e1rgenes de contracci\u00f3n en el dise\u00f1o de los componentes de fundici\u00f3n para garantizar que alcanzan las dimensiones requeridas.<\/p>\n\n\n\n

Por ejemplo, el acero fundido se contrae a una velocidad de 14 pulgadas por pie, lo que da lugar a piezas de fundici\u00f3n de aspecto rugoso. Las tolerancias de contracci\u00f3n de los distintos metales son conocidas, y un dise\u00f1ador de moldes experto tendr\u00e1 en cuenta la contracci\u00f3n al construir un molde.<\/p>\n\n\n\n

La contracci\u00f3n tambi\u00e9n puede contribuir a problemas en los productos de fundici\u00f3n, como fallos y fugas. A veces, estos defectos pueden verse en la superficie de la pieza fundida e identificarse visualmente mediante l\u00edquidos penetrantes u otros m\u00e9todos no destructivos. Los defectos internos de la fundici\u00f3n suelen ser dif\u00edciles de detectar y requieren un examen con rayos X o pruebas destructivas. El t\u00e9rmino \"defectos de contracci\u00f3n abierta y cerrada\" se refiere a ambos tipos de problemas.<\/p>\n\n\n\n

Defecto de fundici\u00f3n por contracci\u00f3n abierta<\/h2>\n\n\n\n

Pueden formarse grietas en la superficie y extenderse al cuerpo de la pieza fundida si el metal se enfr\u00eda y se contrae sin suficiente l\u00edquido para rellenar los agujeros. Asimismo, el estudio se refiere a los defectos superficiales como defectos de cueva o hundimientos que se extienden por la cara. En ambos casos, expone los defectos al medio ambiente y el aire sustituye al metal fundido.<\/p>\n\n\n\n

En las \u00faltimas fases de solidificaci\u00f3n, son frecuentes las grietas y los desgarros abrasadores. Se pueden ver alrededor de cambios bruscos en la concentraci\u00f3n de tensiones, como una delgada red que une dos porciones pesadas. Tambi\u00e9n pueden producirse en celdas gruesas donde se acumula el calor y cuando se produce un anteproyecto parcial.<\/p>\n\n\n\n

El bebedero de colada, que es el canal por el que la m\u00e1quina vierte el metal fundido en un molde, es la fuente m\u00e1s frecuente de contracci\u00f3n. El metal tarda m\u00e1s en contraerse y solidificarse en determinados lugares, como las partes m\u00e1s pesadas del molde, lo que reduce la disponibilidad de material de alimentaci\u00f3n y aumenta la probabilidad de contracci\u00f3n, principalmente si el bebedero es demasiado estrecho para la cantidad de flujo. Un bebedero de tama\u00f1o correcto conectado directamente a la secci\u00f3n pesada puede rellenar el orificio de contracci\u00f3n y suministrar el material de alimentaci\u00f3n necesario para contrarrestar la contracci\u00f3n a medida que se enfr\u00eda la secci\u00f3n. Adem\u00e1s, la utilizaci\u00f3n de una compuerta redondeada en el bebedero, en lugar de una compuerta plana o cuadrada, puede reducir la posibilidad de que se produzcan defectos.<\/p>\n\n\n\n

Defectos de fundici\u00f3n por contracci\u00f3n cerrada<\/h2>\n\n\n\n

La porosidad es uno de los defectos m\u00e1s comunes en las piezas de fundici\u00f3n, y los defectos proceden de los gases atrapados en el metal fundido y de la contracci\u00f3n cuando la pieza se enfr\u00eda. La forma m\u00e1s frecuente de porosidad es la porosidad por contracci\u00f3n, normalmente visible en la superficie de un componente fundido en forma de peque\u00f1os agujeros o fracturas. Aunque estos agujeros parecen esf\u00e9ricos, tienen forma angular y es probable que desarrollen grietas interiores ramificadas.<\/p>\n\n\n\n

Esta contracci\u00f3n es especialmente frecuente en piezas gruesas de varios \u00e1ngulos, cuando el metal se enfr\u00eda y endurece de forma no uniforme. La porosidad puede producirse en el interior de la pieza fundida sin que aparezca en su superficie. Cuando el metal solidificado rodea al metal l\u00edquido, el metal fundido no puede rellenar detr\u00e1s del l\u00edquido a medida que se enfr\u00eda y se contrae, dando lugar a este defecto.<\/p>\n\n\n\n

Prevenci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

Si se utiliza un bebedero fino o c\u00f3nico, es posible que se pulverice el metal fundido en lugar de verterlo en la cavidad. Cuando esto ocurre, partes de la pieza empiezan a endurecerse antes de llenar el molde. El flujo de metal fundido hacia la fosa debe ser lo m\u00e1s uniforme posible, y un bebedero central m\u00e1s prominente o una disposici\u00f3n de varios bebederos pueden ayudar a conseguirlo.<\/p>\n\n\n\n

El proceso utiliza elevadores para garantizar que haya suficiente material fundido para rellenar los huecos cuando el componente se solidifica y se contrae. El tama\u00f1o de las nervaduras debe ser tal que sean las \u00faltimas en congelarse. A veces se a\u00f1ade aislamiento para conseguirlo.<\/p>\n\n\n\n

\"\\casting\"
Fig: Porosidad del gas (Fuente: Hadian, R. & Emamy, M. & Campbell, John. (2009). Modification of Cast Al-Mg 2 Si Metal Matrix Composite by Li. Metallurgical and Materials Transactions B-process Metallurgy and Materials Processing Science - METALL MATER TRANS B. 40. 822-832. 10.1007\/s11663-009-9251-1.)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Porosidad del gas<\/h2>\n\n\n\n

El aire y los vapores atrapados pueden provocar porosidad en la superficie o en el interior de la pieza fundida. A diferencia de la forma s\u00f3lida, el metal fundido puede retener una gran cantidad de gas disuelto, lo que provoca porosidad gaseosa. En consecuencia, al enfriarse la sustancia, se forman burbujas de gas. Durante el proceso de fundici\u00f3n, las turbulencias pueden introducir gases. Este defecto surge cuando el metal fundido se introduce en el molde con demasiada rapidez.<\/p>\n\n\n\n

La ventilaci\u00f3n deficiente de los moldes y machos y el secado insuficiente de \u00e9stos provocan porosidad gaseosa.<\/p>\n\n\n\n

Agujeros<\/h2>\n\n\n\n

Fuera de la pieza fundida o por debajo de la superficie de la escama, las piezas de fundici\u00f3n de grafito nodular o compactado, de fundici\u00f3n maleable y de acero fundido son las que tienen m\u00e1s probabilidades de presentar burbujas o huecos.<\/p>\n\n\n\n

Los agujeros de alfiler pueden formarse en peque\u00f1os grupos o en una amplia regi\u00f3n, da\u00f1ando cualquier parte de la pieza fundida. A veces no son evidentes hasta despu\u00e9s del mecanizado, aunque siempre son visibles a simple vista.<\/p>\n\n\n\n

Los agujeros de alfiler pueden aparecer como burbujas nodulares de metal desnudo o burbujas con piel de grafito o cavidades m\u00e1s extensas de forma irregular seguidas de escorias u oxidaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Agujeros abiertos<\/h2>\n\n\n\n

Estos espir\u00e1culos son visibles en la superficie y m\u00e1s f\u00e1ciles de detectar que los subterr\u00e1neos.<\/p>\n\n\n\n

Prevenci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

Antes del vertido del l\u00edquido, un buen dise\u00f1o del molde puede reducir la porosidad del gas o inyectar nitr\u00f3geno en la aleaci\u00f3n de aluminio. Tambi\u00e9n puede utilizarse el hipping para eliminar peque\u00f1as cantidades de porosidad del interior de la pieza fundida. El proceso coloca la pieza fundida en un horno de alta temperatura y la contiene en un recipiente presurizado en esta t\u00e9cnica. Posteriormente, la pieza fundida se calienta en un gas inerte, con mayor frecuencia arg\u00f3n, para eliminar los componentes porosos aplicando presi\u00f3n isost\u00e1tica.<\/p>\n\n\n\n

Para fundir metal en vac\u00edo, en una atm\u00f3sfera con gases de baja solubilidad o bajo un fundente que inhiba el contacto con el aire, primero hay que incluir excelentes t\u00e9cnicas de fundente y fusi\u00f3n. En segundo lugar, aumentar la permeabilidad a los gases de las arenas m\u00e1s gruesas y de mayor permeabilidad. A continuaci\u00f3n, el aumento de la permeabilidad del molde y del n\u00facleo permite que el aire y el gas salgan de la cavidad del molde. Por \u00faltimo, secar los moldes y machos antes de utilizarlos, mantenerlos secos y reducir la temperatura del metal durante la colada para aumentar el ritmo de solidificaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Defectos en la fundici\u00f3n de metales<\/h2>\n\n\n\n

Durante el vertido de metal en el molde, pueden producirse fallos. Un fallo de colada puede clasificarse en una de las siguientes categor\u00edas. Los errores de colada, los cierres en fr\u00edo y las inclusiones son fallos comunes del metal colado.<\/p>\n\n\n\n

\"\\casting\"
Cold Shut (Fuente: Publicaciones cient\u00edficas y acad\u00e9micas<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Fr\u00edo cerrado<\/h2>\n\n\n\n

Un cierre en fr\u00edo es un defecto superficial que aparece como una l\u00ednea o fractura en la superficie de la colada con un borde circular. Este defecto es aparente para el ojo humano y provoca el rechazo de la pieza fundida, lo que da lugar a una zona d\u00e9bil.<\/p>\n\n\n\n

Las corrientes de metal fundido que entran en el molde desde dos compuertas se encontrar\u00e1n en una uni\u00f3n. Las bajas temperaturas en la uni\u00f3n pueden impedir la fusi\u00f3n, haciendo que las corrientes se endurezcan antes de fusionarse, lo que da lugar a un cierre en fr\u00edo.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

La causa m\u00e1s com\u00fan de los cierres en fr\u00edo es la falta de fluidez del metal fundido o un sistema de inyecci\u00f3n mal dise\u00f1ado. El m\u00e9todo m\u00e1s sencillo para evitar los cierres duros es hacer que el metal fundido sea m\u00e1s fluido. Puede llevar a cabo esta t\u00e9cnica de varias maneras. En primer lugar, optimice el mecanismo de inyecci\u00f3n para reducir las v\u00edas transversales estrechas y mantener las v\u00edas de flujo cortas. En segundo lugar, para evitar la solidificaci\u00f3n prematura, aumente la temperatura de vertido. En tercer lugar, aumente la permeabilidad al gas del molde.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Errores<\/h2>\n\n\n\n

Los cierres en fr\u00edo y los desajustes tienen mucho en com\u00fan. Los errores se producen cuando el metal l\u00edquido est\u00e1 demasiado fr\u00edo para fluir hacia los bordes de la cavidad del molde antes de congelarse y endurecerse. El metal l\u00edquido no llena la c\u00e1mara del molde. Los errores de llenado son las partes del molde que no se llenan.<\/p>\n\n\n\n

La solidificaci\u00f3n prematura se produce por las mismas razones que el cierre en fr\u00edo. Compruebe el dise\u00f1o del molde, el dise\u00f1o del sistema de inyecci\u00f3n y la fluidez del metal fundido si se producen fallos.<\/p>\n\n\n\n

Chupitos fr\u00edos<\/h2>\n\n\n\n

Pueden formarse gl\u00f3bulos s\u00f3lidos si un l\u00edquido salpica mientras se vierte. Estos gl\u00f3bulos quedan atrapados en la colada cuando se congelan. El proceso forma inyecciones fr\u00edas como una bola, una gota o una perla y se une s\u00f3lo al metal.<\/p>\n\n\n\n

Considere la posibilidad de cambiar los procesos de vertido para reducir las turbulencias y ajustar los dise\u00f1os de los sistemas de compuerta para reducir la velocidad de compuerta y evitar las salpicaduras y los disparos en fr\u00edo.<\/p>\n\n\n\n

Inclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

En la superficie de la colada se pueden observar estas costras met\u00e1licas irregulares. Las costras tienen apenas unos cent\u00edmetros de grosor, pero son visibles a simple vista. Los bordes afilados, las formas irregulares y una fuerte conexi\u00f3n con la pieza fundida son caracter\u00edsticas comunes.<\/p>\n\n\n\n

Las costras y las colas de rata est\u00e1n estrechamente vinculadas y suelen aparecer juntas. Este proceso suele eliminar las costras para dejar al descubierto una cola de rata. Cuando el metal fundido que contiene part\u00edculas de escoria se inyecta en las cavidades del molde y se endurece, se produce la inclusi\u00f3n de escoria.<\/p>\n\n\n\n

Puede evitar la inclusi\u00f3n de escoria con un simple cambio. Antes de introducir el metal fundido en la cavidad del molde, elimine cualquier part\u00edcula de escoria.<\/p>\n\n\n\n

Puede eliminar la escoria met\u00e1lica trat\u00e1ndola con fundente al vac\u00edo o en un entorno inerte. Adem\u00e1s, puede conseguirlo a\u00f1adiendo productos qu\u00edmicos a la mezcla para inducir a la escoria a flotar hacia la parte superior, donde ser\u00e1 f\u00e1cil detectarla y eliminarla antes del vertido. Tambi\u00e9n puede utilizar un cazo especial que vierta el metal desde abajo. Por \u00faltimo, puede resultar beneficioso incluir un filtro cer\u00e1mico en el sistema de compuertas.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"\\"\"\/
Defectos metal\u00fargicos (Fuente: Mashinini, P. M. (2010). Ventana de proceso para la soldadura por fricci\u00f3n de 3 mm de titanio (Ti-6Al-4V)).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Defectos metal\u00fargicos de fundici\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

Este tipo de defecto de fundici\u00f3n es frecuente en las t\u00e9cnicas de fundici\u00f3n de acero. La mayor\u00eda de las veces nos encontraremos con dos tipos de defectos metal\u00fargicos.<\/p>\n\n\n\n

L\u00e1grimas calientes<\/h2>\n\n\n\n

Las grietas aparecen como fisuras desiguales dispuestas en un patr\u00f3n ramificado. Puede observar que algunas grietas son aparentes sin lupa, mientras que otras pueden necesitarla. A medida que la fundici\u00f3n se enfr\u00eda cerca de la conclusi\u00f3n de la solidificaci\u00f3n, se producen disparos.<\/p>\n\n\n\n

Los desgarros en caliente aparecen si el metal conformado no es lo suficientemente fuerte como para soportar las tensiones de tracci\u00f3n durante la solidificaci\u00f3n. La causa principal de los desgarros en caliente es un mal dise\u00f1o del molde. Puede resolver eficazmente estos problemas modificando el molde para mejorar la colapsabilidad.<\/p>\n\n\n\n

Puntos dif\u00edciles<\/h2>\n\n\n\n

Los puntos calientes son zonas m\u00e1s dif\u00edciles que el resto de la regi\u00f3n. Esta situaci\u00f3n se debe a que se enfr\u00edan m\u00e1s r\u00e1pidamente que el material circundante. Las zonas duras pueden obstruir el mecanizado y provocar un mayor desgaste de la herramienta.<\/p>\n\n\n\n

Los puntos calientes son consecuencia directa de una refrigeraci\u00f3n insuficiente. Si le preocupan los puntos calientes, tiene dos opciones. En primer lugar, ajustar la t\u00e9cnica de refrigeraci\u00f3n. En segundo lugar, considere la posibilidad de alterar la composici\u00f3n qu\u00edmica del metal.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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