Descrição, razões e soluções para defeitos comuns de fundição em areia

Existem muitas razões paradefeitos de fundição em areiade verdadeprocesso de fundição em areia. Mas podemos encontrar as razões exatas analisando os defeitos internos e externos. Qualquer irregularidade no processo de moldagem causa defeitos nas peças fundidas que às vezes podem ser tolerados. Normalmente, os defeitos de fundição em areia podem ser eliminados com métodos adequados de fixação ou reparo do molde, como soldagem e metalização. Aqui neste artigo tentamos fornecer algumas descrições dos defeitos comuns de fundição em areia para encontrar as razões e soluções adequadas.

A seguir estão os principais tipos de defeitos que podem ocorrer emfundições em areia:
i) Defeitos de gás

ii) Cavidades de contração

iii) Defeitos no material de moldagem

iv) Derramamento de defeitos metálicos

v) Defeitos metalúrgicos

 

1. Defeitos de gás

Os defeitos nesta categoria podem ser classificados em golpes e golpes abertos, inclusão de ar e porosidade de furo de pino. Todos estes defeitos são causados, em grande parte, pela menor tendência de passagem de gás do molde, o que pode ser devido à baixa ventilação, baixa permeabilidade do molde e/ou projeto inadequado da peça fundida. A menor permeabilidade do molde é, por sua vez, causada por grãos mais finos da areia, maior teor de argila, maior umidade ou por compactação excessiva dos moldes.

Buracos de sopro e golpes abertos
São as cavidades esféricas, achatadas ou alongadas presentes no interior da peça fundida ou na superfície. Na superfície são chamados de golpes abertos e, no interior, são chamados de furos de sopro. Por causa do calor do metal fundido, a umidade é convertida em vapor, parte do qual, quando aprisionado na peça fundida, termina como golpe ou como golpe aberto quando atinge a superfície. Além da presença de umidade, ocorrem devido à menor ventilação e menor permeabilidade do molde. Assim, em moldes de areia verde é muito difícil eliminar os orifícios de sopro, a menos que seja fornecida ventilação adequada.

Inclusões aéreas
Os gases atmosféricos e outros absorvidos pelo metal fundido no forno, na panela e durante o fluxo no molde, quando não escapassem, ficariam presos dentro da peça fundida e a enfraqueceriam. As principais razões para este defeito são as temperaturas de vazamento mais elevadas que aumentam a quantidade de gás absorvido; projetos de canais inadequados, como sprues retos em canais não pressurizados, curvas bruscas e outras práticas que causam turbulência no canal, que aumentam a aspiração de ar e, finalmente, a baixa permeabilidade do próprio molde. A solução seria escolher a temperatura de vazamento apropriada e melhorar as práticas de comporta, reduzindo a turbulência.

Porosidade do furo do pino
Isto é causado pelo hidrogênio no metal fundido. Isto pode ter sido captado no forno ou pela dissociação da água dentro da cavidade do molde. À medida que o metal fundido solidifica, ele perde temperatura, o que diminui a solubilidade dos gases, expelindo assim os gases dissolvidos. O hidrogênio, ao deixar o metal em solidificação, causaria furos de diâmetro muito pequeno e longos mostrando o caminho de escape. Essas séries de furos causam vazamento de fluidos sob altas pressões operacionais. A principal razão para isso é a alta temperatura de vazamento, que aumenta a captação de gás.

Cavidades de encolhimento
Estas são causadas pela contração do líquido que ocorre durante a solidificação da peça fundida. Para compensar isso, é necessária uma alimentação adequada de metal líquido, bem como um projeto de fundição adequado.

2. Defeitos no material de moldagem

Nesta categoria estão aqueles defeitos causados ​​pelas características dos materiais de moldagem. Os defeitos que podem ser colocados nesta categoria são cortes e lavagens, penetração de metal, fusão, esgotamento, rabos de rato e fivelas, inchaço e queda. Esses defeitos ocorrem essencialmente porque os materiais de moldagem não apresentam as propriedades exigidas ou devido a compactação inadequada.

Cortes e Lavagens
Eles aparecem como pontos ásperos e áreas de excesso de metal e são causados ​​pela erosão da areia de moldagem pelo fluxo do metal fundido. Isso pode ser causado pela areia de moldagem não ter resistência suficiente ou pelo metal fundido fluir em alta velocidade. O primeiro pode ser remediado pela escolha adequada da areia de moldagem e pelo uso de método de moldagem apropriado. Este último pode ser resolvido alterando o projeto das comportas para reduzir a turbulência no metal, aumentando o tamanho das comportas ou usando múltiplas comportas internas.

Penetração Metálica
Quando o metal fundido entra nos espaços entre os grãos de areia, o resultado seria uma superfície de fundição áspera. A principal razão para isso é que o tamanho do grão da areia é muito grosso ou nenhuma lavagem de molde foi aplicada na cavidade do molde. Isto também pode ser causado por temperaturas de vazamento mais altas. A escolha do tamanho de grão apropriado, juntamente com uma lavagem adequada do molde, deve ser capaz de eliminar esse defeito.

Fusão
Isto é causado pela fusão dos grãos de areia com o metal fundido, dando uma aparência quebradiça e vítrea à superfície da peça fundida. A principal razão para este defeito é que a argila na areia de moldagem é de menor refratariedade ou que a temperatura de vazamento é muito alta. A escolha de um tipo e quantidade apropriados de bentonita sanaria esse defeito.

Acabar
Um desvio é causado quando o metal fundido vaza do molde. Isso pode ser causado por falha na fabricação do molde ou por causa do frasco de moldagem com defeito.

Caudas e fivelas de rato
A cauda de rato é causada pela falha de compressão da pele da cavidade do molde devido ao calor excessivo no metal fundido. Sob a influência do calor, a areia se expande, movendo assim a parede do molde para trás e, no processo, quando a parede cede, a superfície de fundição pode ter isso marcado como uma pequena linha, como mostrado na Fig. , a superfície de fundição pode ter uma série de pequenas linhas entrecruzadas. Fivelas são caudas de rato severas. A principal causa para esses defeitos é que a areia de moldagem tem propriedades de expansão e resistência a quente fracas ou o calor no metal vazado é muito alto. Além disso, a areia de revestimento aplicada não possui material carbonáceo suficiente para proporcionar o efeito de amortecimento necessário. A escolha adequada dos ingredientes da areia de revestimento e a temperatura de vazamento são as medidas para reduzir a incidência desses defeitos

Inchar
Sob a influência das forças metalostáticas, a parede do molde pode recuar causando um aumento nas dimensões da peça fundida. Como resultado do swell, aumentam as exigências de alimentação das peças fundidas, o que deve ser atendido pela escolha adequada do risering. A principal causa disto é o procedimento de fabricação de moldes defeituoso adotado. Uma compactação adequada do molde deve corrigir esse defeito.

Derrubar
A queda de areia de moldagem solta ou pedaços normalmente da superfície do molde para dentro da cavidade do molde é responsável por esse defeito. Isto se deve essencialmente à compactação inadequada do frasco de cobertura.

3. Derramamento de defeitos de metal

Erros de funcionamento e fechamentos a frio
O mau funcionamento ocorreu quando o metal não consegue preencher completamente a cavidade do molde e, portanto, deixa cavidades não preenchidas. Um fechamento a frio é causado quando duas correntes de metal, ao se encontrarem na cavidade do molde, não se fundem adequadamente, causando assim uma descontinuidade ou ponto fraco na peça fundida. Algumas vezes, uma condição que leva a fechamentos a frio pode ser observada quando não há cantos vivos presentes na peça fundida. Esses defeitos são causados ​​essencialmente pela menor fluidez do metal fundido ou pela espessura da seção da peça fundida ser muito pequena. Este último pode ser corrigido por um projeto de fundição adequado. A solução disponível é aumentar a fluidez do metal alterando a composição ou aumentando a temperatura de vazamento. Este defeito também pode ser causado quando a capacidade de remoção de calor é aumentada, como no caso de moldes de areia verde. As peças fundidas com grande proporção entre área superficial e volume são mais propensas a apresentar esses defeitos. Este defeito também é causado em moldes que não são devidamente ventilados devido à contrapressão dos gases. As soluções são basicamente melhorar o design do molde.

Inclusões de Escória
Durante o processo de fusão, é adicionado fluxo para remover os óxidos e impurezas indesejáveis ​​presentes no metal. No momento do vazamento, a escória deve ser devidamente removida da panela, antes que o metal seja despejado no molde. Caso contrário, qualquer escória que entre na cavidade do molde enfraquecerá a peça fundida e também danificará a superfície da peça fundida. Isto pode ser eliminado por alguns dos métodos de retenção de escória, tais como telas de bacia ou extensões de canal.

4. Defeitos Metalúrgicos.

Lágrimas Quentes
Como o metal tem baixa resistência em temperaturas mais altas, qualquer tensão de resfriamento indesejada pode causar a ruptura da peça fundida. A principal causa para isso é o mau projeto de fundição.

Pontos quentes
Estes são causados ​​pelo resfriamento da peça fundida. Por exemplo, com ferro fundido cinzento contendo pequenas quantidades de silício, pode resultar ferro fundido branco muito duro na superfície resfriada. Este ponto quente interferirá na usinagem subsequente desta região. O controle metalúrgico adequado e as práticas de resfriamento são essenciais para eliminar pontos quentes.

 

Como visto nos parágrafos anteriores, as soluções para alguns defeitos são também as causas de outros. Portanto, o engenheiro de fundição deve analisar a peça fundida do ponto de vista de sua aplicação final e assim chegar a um procedimento de moldagem adequado para eliminar ou minimizar os defeitos de fundição mais indesejáveis.