Guía de defectos de fundición a presión: causas, diagnóstico y acciones
Reducir el costo oculto de los defectos es esencial para mejorar OEE, calidad y rentabilidad. En líneas HPDC, LPDC y fundición en arena, el diagnóstico debe partir del tipo de defecto, su ubicación, el historial del proceso y un sistema de medición confiable.
Esta guía resume mecanismos físicos, causas probables y pruebas de verificación. No sustituye el análisis metalúrgico, la validación de calidad ni los límites aprobados de máquina y molde.
1. Defectos de porosidad
La porosidad puede reducir propiedades mecánicas, estanqueidad y vida a fatiga. Su contribución a los rechazos depende de la aleación, la geometría, el método de inspección y la aplicación. El primer paso es distinguir porosidad gaseosa de porosidad por contracción.
1.1 Porosidad gaseosa
La porosidad gaseosa aparece cuando aire de la cavidad o gases quedan atrapados en el metal durante el llenado. Tras el mecanizado suele observarse como cavidades lisas y redondeadas.
Causas probables: perfil de primera fase inadecuado, diseño del pistón, ventilación o vacío insuficientes y exceso de lubricante.
Impacto: los vacíos actúan como concentradores de tensión; el efecto real depende de tamaño, distribución y sección crítica.
Verificación: revisar la curva de inyección, el punto de cambio, el vacío, la ventilación y la dosificación de lubricante. Castella puede ayudar a priorizar variables y diseñar una prueba controlada; la decisión debe validarse con calidad.
1.2 Porosidad por contracción
La porosidad por contracción aparece cuando la contracción volumétrica durante la solidificación no recibe alimentación suficiente. Suele presentar cavidades irregulares, rugosas o esponjosas.
Causas probables: presión de intensificación insuficiente o tardía, presión específica baja, punto caliente o equilibrio térmico deficiente.
Impacto: una zona gruesa mal alimentada puede comprometer resistencia y estanqueidad.
Verificación: revisar canales, alimentadores, temporización de intensificación, presión efectiva y enfriamiento localizado para favorecer la solidificación direccional.
2. Defectos de flujo y llenado
2.1 Junta fría
Si el metal no llena la cavidad dentro de la ventana térmica y cinética necesaria, pueden deteriorarse el acabado superficial, la continuidad metalúrgica y la integridad de la pieza.
La junta fría ocurre cuando dos frentes de metal se encuentran pero no se fusionan correctamente. Puede verse como una línea o costura superficial.
Causas probables: temperatura baja del metal o molde, llenado lento, recorrido largo o velocidad de compuerta insuficiente.
Impacto: puede comportarse como una discontinuidad y reducir la capacidad de carga.
Verificación: controlar temperatura respecto al liquidus, estandarizar el precalentamiento y revisar tiempo de llenado, velocidad y posición del punto de cambio. No aumentar velocidad sin revisar atrapamiento de aire y erosión.
2.2 Marcas de flujo
Las marcas de flujo son formaciones onduladas en la superficie producidas por solidificación prematura o por un patrón de llenado inestable.
Causas probables: punto de cambio incorrecto, distribución desigual de lubricante, temperatura baja o velocidad de compuerta inadecuada.
Impacto: aumenta el rechazo cosmético, especialmente antes de pintura o recubrimiento.
Verificación: confirmar velocidad de compuerta, tiempo de llenado y transición a fase rápida con datos de máquina y, cuando esté disponible, simulación de llenado.
3. Defectos de superficie y herramental
3.1 Adherencia al molde (die soldering)
La presión, el choque térmico, la lubricación y las reacciones químicas degradan el acero del molde con el tiempo y pueden transferir defectos permanentes a la pieza.
La adherencia al molde es la unión metalúrgica del metal fundido con el acero de la matriz. Es frecuente con aluminio, pero depende de aleación, química superficial, temperatura, velocidad e impacto.
Causas probables: puntos calientes locales, agente desmoldante insuficiente, película protectora deteriorada o impacto del metal a alta velocidad y ángulo desfavorable.
Impacto: dificulta la expulsión, deteriora la superficie y puede acelerar desgaste o daño de pernos.
Verificación: medir temperatura superficial en la zona afectada, revisar enfriamiento, química de aleación, lubricación, recubrimiento y patrón de impacto. No existe un único umbral universal para todos los moldes y aleaciones.
3.2 Rebaba
La rebaba es una lámina delgada de metal que penetra y solidifica entre mitades del molde, alrededor de núcleos o en holguras de expulsores.
Causas probables: pico de presión elevado, fuerza de cierre insuficiente o desequilibrada, superficies deformadas o suciedad en la línea de partición.
Impacto: aumenta recorte y acabado, acelera desgaste y puede cargar de forma desigual columnas y platos.
Verificación: comparar fuerza de cierre con el área proyectada total, inspeccionar la línea de partición y revisar calibración hidráulica, válvulas y presión al final del llenado.
Preguntas frecuentes sobre defectos de fundición
¿Cómo distinguir rápidamente porosidad gaseosa y porosidad por contracción?
La inspección tras el mecanizado ofrece una primera señal: los poros gaseosos suelen ser lisos y redondeados; la contracción suele ser irregular, rugosa y cercana a zonas gruesas. La confirmación puede requerir sección metalográfica, radiografía, tomografía o correlación con el mapa térmico.
¿A qué temperatura comienza la adherencia al molde en HPDC?
No existe una temperatura universal. El riesgo aumenta con puntos calientes, tiempo de contacto, aleación, contenido de hierro, condición del acero H13, recubrimiento, lubricación y patrón de impacto. Use medición local y evidencia de superficie para definir el umbral de su molde.
¿Puede usarse Castella fuera del HPDC de aluminio?
Sí. La arquitectura puede configurarse para HPDC, LPDC y fundición en arena, incluidas distintas aleaciones. Las variables, restricciones y criterios de calidad deben definirse para cada proceso; una recomendación no se transfiere automáticamente entre metales o máquinas.
¿Cómo afecta la velocidad de primera fase al atrapamiento de aire?
Una velocidad demasiado alta puede generar una ola turbulenta en la cámara y atrapar aire; una velocidad demasiado baja puede aumentar enfriamiento y solidificación prematura. El objetivo es un perfil que desplace el aire hacia respiraderos antes de la fase rápida, validado con curva de máquina y resultados de calidad.