Análisis de causas y medidas preventivas ante el daño de los moldes de fundición a presión

Fecha:

2022-03-21

En la fabricación de piezas de fundición a presión de aluminio, las fisuras y las roturas son formas frecuentes de daño por abrasión. Las tensiones residuales constituyen la causa principal del deterioro de los moldes de fundición a presión. El calor, el equipo mecánico, la química orgánica y las condiciones operativas prácticas son fuentes de tensiones residuales, incluidas las tensiones residuales propias del equipo mecánico y las tensiones debidas a la soldadura.

Análisis de causas y medidas preventivas ante el daño de los moldes de fundición a presión

En la fabricación de piezas fundidas en molde de aluminio, las formas más frecuentes de daño por abrasión son las fisuras y las roturas. La tensión geológica constituye la causa principal del deterioro del molde de fundición a presión. El calor, el equipo mecánico, la química orgánica y los impactos derivados de la operación real son todas fuentes de dicha tensión geológica, incluyendo la tensión residual y la tensión de soldadura propias del equipo mecánico. La tensión geológica se debe a los siguientes factores:

1. En todo el proceso de fabricación, producción y manufactura de moldes

1. El problema de calidad de los productos forjados con un embrión tosco. Algunos abrasivos se agrietaron tras fabricar apenas unos cientos de piezas, y las grietas se propagan rápidamente. Es posible que la especificación de apariencia solo estuviera garantizada durante el proceso de forjado. Los defectos de porosidad, como la estructura reticular cristalina, la cementita mixta, las cavidades de contracción y las burbujas en la placa de acero inoxidable, se ampliaron y alargaron a lo largo del proceso de producción y procesamiento, dando lugar a una microestructura lineal; esto resulta sumamente perjudicial para la deformación, la formación de fisuras, la fragilización y la tendencia a la falla durante el posterior tratamiento térmico de extremo Z.

2. Las tensiones geológicas de perforación provocadas por el torneado, el fresado, el cepillado y otros procesos finales de producción y elaboración pueden eliminarse mediante un temple intermedio.

3. Las tensiones residuales, el calor por fricción, la capa ablandada y la capa carburizada generadas durante el corte del acero endurecido reducen el límite de fatiga térmica y facilitan la aparición de fisuras por calor y fisuras iniciales. Tras el pulido, el acero H13 puede calentarse hasta 510–570 °C. Se deben realizar tratamientos de mantenimiento de la temperatura y de temple cada 25 mm para eliminar las tensiones residuales.

4. El corte por electroerosión con hilo genera tensiones residuales, y en la superficie de la herramienta de rectificado se forma una capa blanca y limpia compuesta por elementos de calidad eléctrica y por componentes del medio electrolítico, que resulta dura y frágil. Esta capa presenta por sí misma fisuras y tensiones residuales. Durante el corte por electroerosión con hilo, conviene seleccionar una frecuencia elevada para reducir al mínimo la formación de dicha capa blanca. A continuación, es necesario pulir y rectificar para eliminarla, y emplear un líquido de temple a la temperatura correspondiente al tercer grado de temple.

2. Un tratamiento térmico inadecuado de las herramientas abrasivas provocará fisuración y daños prematuros en dichas herramientas.

En muchos casos, se recurre únicamente al tratamiento térmico en lugar de combinarlo con otros procesos, y a continuación se lleva a cabo el nitrurado superficial. Tras mil ciclos de fundición a presión, el aluminio presenta fisuras y craqueladuras en la superficie. El esfuerzo residual generado por el tratamiento térmico del acero resulta de la acumulación del esfuerzo de soldadura y del esfuerzo residual sistemático durante todo el proceso de enfriamiento. El esfuerzo residual originado por el tratamiento térmico es la causa de la deformación y las fisuras, por lo que es necesario someter la pieza a un temple para eliminar dicho esfuerzo residual.

3. En el proceso de fundición a presión de aluminio, los abrasivos deben calentarse hasta una temperatura determinada antes de su fabricación.

De lo contrario, los materiales metálicos a alta temperatura producirán enfriamiento al llenarse con líquido, lo que ampliará el campo de temperatura en la superficie interna de la herramienta abrasiva, generará tensiones de soldadura y provocará fisuras o incluso roturas en la superficie de la herramienta. Durante el proceso de mecanizado, la temperatura del molde sigue aumentando. Cuando la temperatura del molde supera cierto umbral, es muy fácil que se produzcan fallos en la adherencia del molde y en las piezas de ajuste, lo que ocasiona daños en la superficie de la herramienta abrasiva. El software del sistema de control de la temperatura de refrigeración debe configurarse para mantener la temperatura de funcionamiento de la herramienta abrasiva dentro de un rango determinado.

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