Defeitos de fundição sob pressão: tipos, causas e como evitá-los

O processo de fundição envolve a aplicação de alta pressão ao metal fundido, um processo semelhante à moldagem por injeção de plástico. No entanto, a fundição sob pressão é complexa e muitos fatores podem comprometer a qualidade dos produtos fundidos sob pressão. Defeitos de fundição sob pressão são agora grandes preocupações devido ao controle inadequado de matéria-prima, processo inadequado e planejamento de produção, entre outros.

Consequentemente, a incapacidade de resolver esses defeitos de fundição adequadamente afetará a qualidade dos produtos finais. No entanto, uma coisa essencial a observar é que você pode não ser capaz de evitar todos os defeitos durante o processo de fundição sob pressão. Nesses casos, os projetistas podem ter que modificar o projeto do molde.

Portanto, discutiremos os vários tipos de defeito de carcaça de matriz neste artigo, detalhando suas causas, soluções e como evitá-los. Vamos direto ao assunto!

Defeito de fundição sob pressãos: Tipos, destaque, e Soluçãos

Aqui, estaremos cobrindo os vários defeitos e soluções de fundição sob pressão. Esses defeitos geralmente ocorrem devido a preenchimentos incorretos ou uma fase de solidificação inadequada, e existem duas categorias principais:

Interno Defeitos de fundição sob pressão

Esses tipos de defeitos de fundição são difíceis de encontrar e enfraquecem a resistência estrutural dos componentes. Os dois principais defeitos de fundição interna são:

1. Porosidade do Gás

Isso envolve a formação de bolhas no molde após o resfriamento. Você verá as porosidades do gás como estruturas redondas ou ovais no corpo das peças de fundição sob pressão, e elas também têm superfícies brancas ou amarelas lisas e brilhantes.  

A maioria dos metais sólidos não pode conter uma grande quantidade de gás dissolvido, mas os metais líquidos podem. Como resultado, o gás no metal sólido forma vazios ou bolhas dentro do molde à medida que esfria. Isso geralmente ocorre durante a fase de solidificação e você pode notar alguns furos no gesso. Dependendo da gravidade da porosidade do gás, ela pode levar a outros tipos de defeitos e aumentar as taxas de refugo.

provoca:

• Hidrogênio liberado de ligas metálicas fundidas – Temperaturas de fundição mais altas geralmente levam a uma maior solubilidade de hidrogênio em ligas de metal fundido. O resfriamento e a solidificação envolvidos na fundição sob pressão reduzem a solubilidade do hidrogênio e o liberam do metal fundido. Como resultado, ocorrem porosidades de gás.
• Gases envolvidos no processo de enchimento de ligas metálicas – O processo de fundição sob pressão envolve o preenchimento de liga de metal fundido em matrizes em alta velocidade e pressão. Portanto, podem ocorrer turbulências se a liga líquida não puder fluir de forma estável e ordenada, levando a porosidades do gás.
• Gases de agentes desmoldantes – Agentes desmoldantes geralmente se decompõem e liberam gases quando aquecidos pela liga metálica fundida. Consequentemente, a volatilização do gás pode ocorrer devido ao uso excessivo de desmoldantes.

Soluções:

• Controle o processo de fusão fundindo a matéria-prima no vácuo sob fluxo ou em torno de um gás de baixa solubilidade para impedir que o ar atinja o metal fundido.
• Certifique-se de ter um lingote de liga de metal limpo e seco.
• Use parâmetros de fundição discerníveis, incluindo a velocidade de injeção.
• Um comprimento suficiente do jito e do canal ajudará a liga fundida a fluir de forma estável e a descarregar os gases facilmente. 
• Selecione agentes desmoldantes de alta qualidade e use uma quantidade razoável.

2. Porosidade de Encolhimento

A porosidade de contração é formada durante o processo de resfriamento e solidificação da fundição, e as ligas metálicas encolhem com o resfriamento. Portanto, há uma grande possibilidade desse defeito ocorrer sem as devidas precauções. No entanto, torna-se um defeito quando o encolhimento desigual torna a forma distorcida ou cria furos no molde.

A porosidade de retração pode ocorrer como retração aberta, empenamento e retração fechada, afetando a tensão do metal. Você veria esse defeito como arestas angulares e elas também podem vir com rachaduras ou fraturas dendríticas.

provoca:

• Projeto irracional do sistema de resfriamento.
• Abertura do molde muito cedo.
• Usando uma temperatura de vazamento extremamente alta.

Soluções:

• Melhorar a estrutura geral de fundição. 
• Redesenhe o sistema de execução (porta) para ter risers que permitem o fluxo contínuo de metal fundido.
• Insira calafrios internos, bobinas de resfriamento ou nervuras para aumentar a dissipação de calor.
• Ajuste a temperatura de fundição para reduzir os déficits de volume total.

3. Incluso:

São orifícios de formato irregular dentro da peça fundida ou em sua superfície. Com inclusões, há partículas indesejadas de areia, material, escória ou produto de desoxidação na fundição de metal. As inclusões podem afetar as funções mecânicas da fundição de metal e podem ser identificadas usando raios X ou UT.

provoca:

• Impurezas do metal devido à purificação imprópria ou poluição de lixo.
• Baixa pureza de carga do forno. 
• Interação do metal com a atmosfera circundante ou com a superfície do molde.
• Inclusão de muito grafite em desmoldantes. 

Soluçãos:

• Certifique-se de que a carga do forno seja pura.
• Purificação adequada do líquido metálico com remoção completa de escórias.
• Limpe a cavidade da matriz e as conchas adequadamente. 
• Se os desmoldantes contiverem grafite, certifique-se de misturar e mexer uniformemente. 

Raso morrem Formação do elenco Defeitos

Esses tipos de defeitos de fundição geralmente são visíveis e destroem a superfície do componente e sua qualidade estética. Eles incluem:

1. Rachaduras

As rachaduras ocorrem quando o material quebra devido ao estresse dentro e fora do material. Eles aparecem como padrões irregulares ou lineares nas superfícies de fundição sob pressão. A primeira trinca ocorre durante o processo de resfriamento e solidificação.

Isso ocorre porque os materiais de geometria de cavidade não podem encolher em seu estado natural. Como resultado, tensões residuais geram trincas ou deformações no molde. A segunda forma de trinca ocorre devido à força externa sobre o componente. As forças vêm da fase de corte ou molde durante a ejeção da peça.

As trincas são resultado de elementos de liga impróprios contidos na liga de moldagem. Assim, você deseja usar os elementos de liga corretos durante a fusão. Além disso, otimizar a estrutura do componente e garantir uma espessura de parede uniforme evitará esse defeito. Uma ejeção de peças de fundição sob pressão balanceada também é uma boa solução para esse defeito de fundição.

2. Fechamento a Frio

Aqui, existem linhas lineares irregulares na superfície do molde. As linhas são estreitas e pequenas, com bordas lisas que podem se estender com forças externas. Os defeitos de fechamento a frio na fundição sob pressão ocorrem quando há uma fusão imprópria de duas frentes de metal líquido na cavidade da matriz. Consequentemente, resta um ponto fraco no componente.

Baixa temperatura de fusão, baixa velocidade de injeção, design irracional do sistema de gating e baixa fluidez da liga são algumas das causas do fechamento a frio. As inspeções visuais o ajudarão a descobrir esse defeito. Uma boa maneira de evitar o fechamento a frio é aumentar as temperaturas do molde e do metal fundido. Você também pode alterar o tamanho e a posição do jogo enquanto aumenta a velocidade do êmbolo.

3. Rachaduras de rede

As trincas de rede aparecem como depressões e saliências semelhantes a cabelos ou redes na superfície da peça fundida. A saliência da matriz se estende com um aumento nos tempos de fundição sob pressão. Pode ocorrer devido a uma cavidade áspera da matriz, alta temperatura de enchimento, material de fundição inadequado e tratamentos térmicos inadequados.

O material do molde de fundição sob pressão e o processo de tratamento térmico devem ser adequados para evitar esse defeito. Além disso, você deve garantir um aquecimento uniforme e suficiente do molde para remover o estresse interno. O equilíbrio térmico da cavidade da matriz deve ser assegurado com métodos de resfriamento adequados. Você deseja um bom nível de rugosidade para o processo de fundição sob pressão. Portanto, você deve polir a cavidade da matriz e o sistema de gating regularmente.

4. Arrastos e Soldas

Arrastos são defeitos que ocorrem paralelamente à direção de abertura da matriz. Eles aparecem como arranhões semelhantes a faixas na superfície dos componentes fundidos. A soldagem resulta da aderência anormal da cavidade da matriz e da liga metálica. Aparece como excesso ou falta de materiais em algumas áreas do componente.

Esses defeitos na fundição sob pressão são causados ​​por liga fundida superaquecida, danos na superfície da cavidade da matriz ou ângulos de inclinação insuficientes. Um mecanismo irracional de injeção e baixa qualidade do desmoldante também podem causar esses defeitos.

Assim, seria melhor usar agentes de liberação de alta qualidade e otimizar seu mecanismo de ejeção. Se houver danos na superfície da cavidade da matriz, certifique-se de fazer os reparos adequados. Você também pode ajustar a direção do gate para manter os núcleos da matriz nas condições corretas.

5. Pisca

Este defeito de fundição dá formas de chapa de metal finas e irregulares na peça fundida. Algumas de suas causas incluem alta velocidade de injeção, alta temperatura de lima, lixo sujo na superfície de corte e força de fixação insuficiente da matriz. Portanto, você deve usar os parâmetros de processamento corretos e garantir a manutenção regular da matriz para evitar esse defeito.

6. bolhas

A fundição sob pressão envolve a compressão do ar na máquina e a ejeção da peça do molde com uma válvula de vácuo, transbordamento ou ventilação. O ar deixado no interior se dissolverá no metal derretido com uma distribuição uniforme. As turbulências tornam o ar concentrado, causando uma cavidade de alta pressão – bolhas. 

Este defeito na fundição sob pressão permanece oculto se a temperatura do componente for baixa, reduzindo assim a resistência do componente. No caso em que a temperatura é alta, você percebe bolhas na superfície. Portanto, seus parâmetros de fundição sob pressão devem ser adequados. Você também deve otimizar seu sistema de gating para garantir um desempenho de ventilação adequado.

7. Deformação

Isso ocorre quando a forma da peça final não corresponde ao desenho. A deformação ocorre devido à remoção imprópria do portão, projeto de fundição ruim, abertura prematura do molde, mecanismos de ejeção inadequados e arrastos durante a ejeção da fundição.

Portanto, você deve garantir a escolha de um mecanismo de remoção de portão adequado. Além disso, ajuste o tempo de abertura do molde para garantir a rigidez. A otimização dos projetos de fundição estrutural e a remoção de fatores de desmoldagem desfavoráveis ​​também ajudam a evitar esse defeito.

8. Marcas de Fluxo

Estas são listras e linhas não direcionais na superfície da peça fundida que diferem em cor da base da fundição. O metal líquido que entra na cavidade geralmente forma uma camada fina e incompleta que pode ser preenchida com metal fundido. Esse preenchimento deixa vestígios no componente.

Outras causas de marcas de fluxo incluem baixa temperatura da matriz, baixa pressão de enchimento, excesso de lubrificante ou agente desmoldante e uma pequena área de seção transversal. Portanto, você deve aumentar a temperatura da matriz, ajustar a velocidade de injeção, a área da seção transversal e outros parâmetros de fundição.

9. Preenchimento Curto

Neste defeito na fundição sob pressão, alguns materiais podem estar faltando na área da superfície do fundido. Ocorre devido à baixa fluidez da liga metálica, baixa temperatura de enchimento, baixa pressão de injeção, más condições de enchimento e uso excessivo de lubrificantes.

Uma boa maneira de evitar enchimento curto é escolher a liga de metal certa. Ajudaria se você também aumentasse a temperatura da matriz e do enchimento, bem como a velocidade e a pressão da injeção. Melhorar o projeto do sistema de gating e o desvio do fluxo de líquido metálico também ajudará a evitar enchimento curto.

10. laminaçãos

As laminações vêm da sobreposição de duas camadas separadas durante o processo de enchimento. Esses defeitos na fundição sob pressão são difíceis de detectar. Eles aparecem após operações de pré-acabamento, como jateamento e tombamento.

O impacto entre o fundido e os insertos durante essas fases causa o levantamento das camadas de zinco. Como resultado, sujeira e fluidos podem ficar escondidos no meio dessas camadas. As substâncias ocultas podem aparecer na superfície durante processos de acabamento de superfície como galvanização e pintura, piorando o resultado.

11. Pias

Estas são depressões na superfície da peça fundida junto com as áreas de paredes espessas. Os afundamentos são causados ​​pela baixa pressão da injeção, espessura irregular da parede fundida, superaquecimento parcial da matriz e tempos curtos de manutenção da pressão.

Você pode garantir uma espessura de parede uniforme otimizando os projetos de fundição. Além disso, você pode evitar afundamentos melhorando o desempenho de ventilação da cavidade da matriz e aumentando a pressão de injeção. Aumentar o tempo de retenção de pressão também é um método eficaz.

Dicas para evitar Defeitos de fundição sob pressão

Defeitos de fundição sob pressão ocorrem devido a vários motivos. Um bem guia de design de moldagem será eficaz. No entanto, as seguintes dicas de 'primeiro princípio' ajudarão você a evitar esses defeitos:

Um sistema de classificação eficaz

Um sistema de classificação eficaz diria se você está reduzindo os defeitos ou se a situação está piorando. O sistema de classificação ajudará você a saber se precisa de correções. Isso é importante porque você deseja resolver o defeito antes que ele atinja o nível do clímax.

A porosidade do gás, encolhimentos e inclusões são os principais defeitos na fundição sob pressão que requerem julgamento para conhecer sua gravidade. Como você não pode melhorar algo sem medi-lo, você precisa de um sistema de classificação eficaz para evitar esses defeitos.

Espessura da Parede Direita

A espessura da parede desempenha um papel importante nos defeitos de fundição, com paredes diferentes produzindo resultados diferentes. Uma parede fina fará com que a liga metálica congele, aumentando a deformação. A espessura mínima da parede para magnésio e alumínio é de 1.5 a 2.5 mm e 1.0 mm para zinco.

Tempo de Preenchimento Certo

O tempo de preenchimento começa quando a liga atinge o portão e termina quando a cavidade é preenchida. Aqui está um guia para o tempo máximo de preenchimento para a maioria dos lançamentos:

Você pode prever o tempo de preenchimento correto usando o cálculo PQ2. O cálculo prevê alterações nas velocidades do portão e preenche o tempo alterando qualquer um destes:

• Área do portão
• Tamanho do êmbolo
• Pressão hidráulica da máquina
• Configuração de velocidade do êmbolo

Padrão de fluxo de metal direito

O fator chave no projeto do portão é o fluxo de metal, que é uma função dos padrões de projeto. Estas etapas simples ajudarão você a usar o padrão de fluxo de metal correto:

• Use o cálculo PQ2 para determinar o tamanho da comporta e o êmbolo, certifique-se de usar o tempo de preenchimento correto, a velocidade da comporta e a pressão da cavidade
• Em seguida, divida o elenco em zonas
• Divida os portões para que cada zine seja preenchido ao mesmo tempo
• Fluir no elenco
• Evite misturar defeitos de fundição

Temperatura correta da matriz

Você tem que usar a temperatura certa para evitar defeitos de fundição. Baixas temperaturas resfriam o metal líquido e podem afetar a superfície aumentando a porção solidificada. Uma alta porcentagem de metal sólido torna o fluxo rígido e não se mistura bem. Como resultado, pode haver fluxo frio, levando a defeitos.

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Compreender os defeitos de fundição sob pressão e suas causas é vital para garantir a qualidade da peça. No entanto, há muito mais a saber, por isso é melhor fazer parceria com um especialista em fundição sob pressão. RapidDirect oferece o melhor serviços de fundição personalizados com material de primeira linha, técnicos profissionais e processos de ponta.

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