¿Qué causas pueden afectar la falla del molde de fundición a presión?

Fecha:

2022-05-18

En el proceso de fundición a presión, el molde se ve sometido repetidamente a ciclos de calentamiento y enfriamiento, lo que provoca deformaciones en la superficie de conformado y en su interior, interrelacionadas entre sí, generando tensiones térmicas cíclicas que ocasionan daños estructurales y una reducción de la tenacidad, dando lugar a la aparición de microfisuras que continúan propagándose. A medida que la fisura se agranda, el metal fundido se introduce en ella, y las tensiones mecánicas recurrentes aceleran aún más su crecimiento.

¿Qué causas pueden afectar la falla del molde de fundición a presión?

1. Daño por fractura por fatiga térmica en matrices de fundición a presión

En el proceso de fundición a presión, el molde se ve sometido repetidamente a ciclos de choque térmico —calor y frío—, lo que provoca deformaciones en la superficie recién formada y en su interior, generando una interacción mutua y tensiones térmicas recurrentes. Esto conduce a daños estructurales y a una reducción de la tenacidad, favoreciendo la aparición de microfisuras que tienden a propagarse. Una vez iniciada la propagación de las fisuras, el metal fundido puede infiltrarse en ellas, y las tensiones mecánicas repetitivas se suman para acelerar aún más dicho proceso. Por ello, por un lado, es fundamental precalentar completamente el molde al inicio del ciclo de fundición a presión. Asimismo, durante el proceso de fundición a presión conviene mantener el molde dentro de un rango específico de temperatura de servicio, a fin de evitar fallas por fisuración prematura. Al mismo tiempo, es preciso asegurar que los factores internos existentes antes de la puesta en producción del molde y durante su fabricación no originen problemas. En la práctica productiva, la mayoría de las fallas de los moldes corresponden a fallos por fisuración debida a fatiga térmica.

2. Causas del fallo por fractura en los moldes de fundición a presión

Bajo la acción de la fuerza de inyección a presión, el molde desarrollará grietas en los puntos débiles; en particular, las marcas de trazado o las marcas de mecanizado eléctrico presentes en la superficie de moldeo del molde, si no han sido pulidas, darán lugar a la aparición de microgrietas en las zonas de limpieza de las esquinas. Cuando existen fases frágiles o granos gruesos en los límites de grano, la fractura resulta especialmente fácil. Sin embargo, durante la fractura frágil la grieta se propaga rápidamente, lo que constituye un factor muy peligroso para el fallo por fractura del troquel. Por esta razón, por un lado, todas las rayaduras y marcas de mecanizado eléctrico sobre la superficie del molde deben ser pulidas; incluso aquellas ubicadas en el sistema de alimentación deben someterse a este tratamiento. Además, los materiales empleados para la fabricación del troquel deben presentar alta resistencia, buena plasticidad, excelente tenacidad al impacto y elevada tenacidad a la fractura.

3. Causas del fallo por corrosión en los moldes de fundición a presión

Las aleaciones de fundición a presión más utilizadas son la aleación de zinc, la aleación de aluminio, la aleación de magnesio, la aleación de cobre y la fundición a presión de aluminio puro. El zinc, el aluminio y el magnesio son elementos metálicos más activos, que presentan una mayor afinidad con los materiales del molde; en particular, el aluminio tiende a obstruir fácilmente el molde. Cuanto mayor sea la dureza del molde, mejor será su resistencia a la corrosión. Si en la superficie del molde existen zonas blandas, ello perjudica la resistencia a la corrosión.

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