Fábrica de fundición a presión de aleación de aluminio Shuangcheng de Huizhou

Método de operación

En el proceso de fundición a presión, debido al elevado punto de volatilización y a la considerable emisión de gases de algunos recubrimientos, se produce un impacto directo sobre la porosidad de las piezas fundidas. El agente desmoldante se aplica principalmente mediante pulverización manual, y su cantidad se determina en gran medida por la experiencia. Si la cantidad de pulverización es excesiva o el tiempo de aplicación resulta demasiado prolongado, es fácil que se produzca una importante volatilización de gases. Además, cuando la temperatura del molde es baja y la volatilización no se realiza de manera adecuada, entre otros factores, ello puede dar lugar a una elevada porosidad. Por lo tanto, en el proceso de producción conviene seleccionar pinturas con un bajo punto de volatilización y una mínima emisión de gases. Al mismo tiempo, puede ampliarse oportunamente el tiempo de soplado para garantizar que los moldes móvil y fijo queden bien secos. En el caso de moldes con estructuras de carcasa complejas, es necesario eliminar el exceso de agua o aceite de desmoldeo presente en la superficie de contacto entre la cámara de inyección y el émbolo, así como en la superficie de la cavidad del molde, en la zona de extracción del núcleo y en el canal de colada.

Ejemplos de mejora de la estanqueidad al aire en las piezas fundidas

Un ejemplo de la mejora de la estanqueidad al aire de la base CLQ81 es el siguiente. Los requisitos de estanqueidad al aire de la base CLQ81 (véase la Figura 5) para automóviles

Cuando se exige una rigurosa detección del 100 % de las fugas, de lo contrario se producirán pérdidas de aceite durante el uso, lo que afectará el funcionamiento normal de los vehículos. Garantizar la estanqueidad al aire en el proceso de producción constituye el eje central de la inspección de calidad.

En la etapa inicial del diseño del molde, debido a que la estanqueidad al aire no se consideraba un problema de primera importancia, la tasa de fuga de aire en las piezas fundidas de la base CLQ81 durante la producción era muy elevada; especialmente tras un período de operación, la superficie del molde presentaba grietas pronunciadas y las tensiones locales eran también muy severas, lo que aumentaba aún más la tasa de fuga de aire de las piezas fundidas. La deficiente hermeticidad de las piezas del producto se convirtió en el principal cuello de botella que limitaba la producción (aunque este problema podía corregirse mediante infiltración posterior, ello implicaba un notable incremento del coste de fabricación). Para resolver este problema, hemos analizado las causas de la fuga de aire en las piezas fundidas.

Debido a la gran cantidad de piezas de desecho y materiales de canal de colada utilizados para la refundición en la producción, el contenido de impurezas en las piezas fundidas de los lotes posteriores aumenta, lo que resulta sumamente perjudicial para garantizar la calidad de la fundición. Al mismo tiempo, durante el proceso de mecanizado, debido a la elevada tolerancia de mecanizado, los poros de aire y los poros de arena internos de la pieza fundida quedan más expuestos, lo que agrava la fuga de aire en la pieza. En respuesta a este análisis, hemos adoptado las siguientes medidas.

(1) El uso de materiales reciclados deberá ser estrictamente controlado; se deberá insuflar nitrógeno en el aluminio fundido y añadir simultáneamente un agente refinador en polvo, de modo que el aluminio fundido en el horno mantenga un contacto pleno con el gas y el agente refinador, permitiendo eliminar en la medida de lo posible el gas y las impurezas presentes en el aluminio fundido.

(2) Con el fin de garantizar la estanqueidad al aire de las piezas fundidas a presión de aleación de aluminio tras el mecanizado, mejoraremos el diseño del dispositivo de sujeción en la etapa posterior de mecanizado, aumentaremos la precisión de posicionamiento durante el proceso y reduciremos, en la medida de lo posible, el margen de mecanizado, siempre que se respeten las dimensiones exigidas por los planos.

(3) Con el fin de reducir los defectos superficiales, como grietas y tensiones, en la posterior utilización del molde, se deberán reforzar las partes correspondientes del mismo y recubrir su superficie con titanio al fabricar nuevos núcleos de extracción. Tras aplicar estas medidas durante un período de tiempo, la tasa de fugas de aire en la pieza fundida se ha reducido considerablemente, y prácticamente ya no es necesario realizar tratamientos de infiltración.

Debido a las características propias del proceso de fundición a presión, resulta necesario establecer una “solidificación secuencial” natural. Es difícil y complejo adoptar medidas tecnológicas; la razón fundamental quizá sea precisamente esa: la “solidificación secuencial”. Las medidas de proceso propias del moldeo a presión suelen requerir un tiempo de solidificación relativamente prolongado, lo que entra en cierta contradicción con el propio proceso de fundición a presión. La principal ventaja de la alimentación por solidificación forzada radica en que el tiempo de solidificación es corto; por lo general, apenas alcanza la etapa de “solidificación secuencial”. Por ello, sobre la base del sistema del proceso de fundición a presión, la incorporación de medidas de alimentación forzada se ajusta adecuadamente a las características de dicho proceso y permite resolver eficazmente los problemas de cavidades de contracción y porosidad en las piezas fundidas.

4. Existen dos niveles de alimentación forzada: la alimentación por extrusión y la alimentación por forjado. Para las piezas fundidas, existen dos modalidades de alimentación forzada: una tiene como objetivo principal eliminar las cavidades de contracción y la porosidad del pieza fundida, mientras que la otra busca lograr que el interior de la pieza alcance un grado de grano fragmentado o una estructura forjada. Si deseamos emplear términos distintos para expresar estos dos niveles, podemos utilizar “alimentación por extrusión” para referirnos al primero y “alimentación por forjado” para el segundo. Es preciso tener plenamente en cuenta que la reposición es un medio directo y no puede lograrse de manera indirecta. Desde el punto de vista del proceso, se puede introducir un parámetro operativo para describirlo: la “presión de alimentación”. En el plano físico, el concepto de presión se manifiesta de dos formas: por un lado, en el estado líquido, según la “ley de Pascal”; para mayor claridad, lo denominamos “presión líquida”; por otro, en el estado sólido, que definimos como “presión sólida”. Cabe señalar que, si se confunden las condiciones de aplicación del concepto de presión en estos dos estados diferentes, ello puede acarrear serios problemas.