Defeitos e descontinuidades comuns de fundição

Mergulhe profundamente na superfície, inclusão, moldagem, vazamento e defeitos de resfriamento

A fundição de metais em fundições é um processo complexo. Métodos de teste estão em vigor para ajudar a inspecionar peças fundidas para garantia de qualidade. Esses métodos de inspeção ajudam a identificar possíveis defeitos de fundição. Como outros processos de fabricação, a fundição é vulnerável a vários tipos de defeitos, seja fundição em areia ou fundição por cera perdida. Defeitos na fundição representam anormalidade indesejada no processo de fabricação de fundição de metal. Os diferentes tipos de defeitos incluem defeitos de superfície, defeitos de inclusão, defeitos de moldagem e vazamento e defeitos de resfriamento.

Defeitos de superfície

Defeitos de fundição de superfície são visíveis para um inspetor. Estes incluem superfícies muito ásperas ou irregulares; “veias” ou “rat tails” causadas por rachaduras do molde em altas temperaturas; “pele de elefante”, que é enrugada devido ao resfriamento rápido; areia queimada; e defeitos de decapagem. Defeitos de decapagem são lascas de metal na superfície causadas pelo gás preso no molde.

Defeitos de inclusão

Inclusão de escória

A inclusão de escória é um defeito em que materiais não metálicos criam bolsões ou entranhas semelhantes a fitas na fundição. A escória é uma parte importante do processo de fusão no forno, necessária para fundições de boa qualidade, pois os processos químicos em sílica e escórias à base de cálcio alteram a viscosidade do metal. Durante o vazamento, no entanto, o trabalhador da fundição deve manter a escória fora do próprio molde. Pouco antes de vazar, a escória é frequentemente desnatada, mas nem toda a escória é capturada nesta fase. O sprue ou portas do molde também precisam ser formados para capturá-lo. Falhas em qualquer etapa deste processo podem permitir que a escória contamine o metal. Além disso, a oxidação do metal pode ser um problema para metais que permaneceram em altas temperaturas por muito tempo; escória pode se formar dentro do molde. Os óxidos não são a única escória:carbonetos, sulfetos ou nitretos também podem estar em falta.

Inclusão de areia

A inclusão de areia é muito comum. É esperado em pequenas quantidades em profundidades de superfície para todos os fundidos em areia. No entanto, muita inclusão de areia pode arruinar uma fundição. Nesse defeito, a areia do molde fica presa no metal.

Se houver muita inclusão de areia na superfície, isso pode indicar a necessidade de uma lavagem do molde ou um sistema de moldagem diferente. Na areia de fundição que foi assada para estabilidade, talvez o molde tenha passado muito tempo no forno e tenha se tornado frágil. Talvez uma escolha melhor seria a moldagem sem cozedura ou uma fundição de investimento. Esse defeito também pode sugerir que não havia aglutinante suficiente, ou não o tipo certo de aglutinante, para criar uma casca forte. Outra possibilidade é que a areia foi insuficientemente compactada.

Defeitos de moldagem e vazamento

Defeitos de vazamento insuficiente ou mau funcionamento

Esses defeitos de fundição ocorrem quando não foi introduzido metal fundido suficiente para preencher o molde. Às vezes, risers abertos são usados ​​para avaliar quando um molde está cheio:se forem mal colocados, a peça fundida pode ser vazada. Às vezes, os erros de execução são causados ​​pelo congelamento precoce durante o vazamento. Em erros de execução, alguma parte da fundição está incompleta, geralmente com uma borda arredondada onde o metal congelou antes de atingir a parede do molde.

Molde elevado ou defeito no núcleo flutuante

Este tipo de defeito fará com que o fundido tenha dimensões erradas. O metal fundido exerce pressão e, se o núcleo não estiver estabilizado ou o molde não estiver devidamente preso, eles podem levantar, deformando a peça fundida.

Defeito piscando

Piscar nas junções é comum em castings, mas deve ser removido. Flashing é uma pele fina criada quando o metal líquido se infiltra entre as juntas fechadas do molde. Se houver instabilidade no molde, a rebarbação pode ser ruim o suficiente para deformar a peça fundida.

Incompatibilidade de molde ou defeito de deslocamento do molde

Isso pode acontecer se a capa e o arrasto, ou a parte superior e inferior do molde estiverem desalinhadas quando ele for fechado. A fundição resultante é muitas vezes cômica, pois as partes superior e inferior do molde estão tortas.

Defeito de instabilidade de areia

Instabilidade da areia, empacotamento insuficiente ou problemas com a mistura de areia de fundição podem causar perda de detalhes em uma peça fundida. Esse problema pode afetar detalhes finos, como letras ou decorações, ou pode levar a bordas onduladas em todo o elenco.

Volta a frio ou fechamento a frio

Ocorrem quando a temperatura do molde ou do material fundido é muito baixa. Em vez de fluir rapidamente pelo molde, parte do fluxo de metal diminui e começa a endurecer. Essa protuberância congelante torna-se um obstáculo ao redor do qual o resto do metal gira:como uma pedra no rio, muitas vezes há uma perturbação no lado a jusante do obstáculo. O lábio redondo visível da lapidação a frio cria uma descontinuidade permanente na superfície da peça fundida. Esse defeito é visível na superfície e, às vezes, é pequeno o suficiente para ser retificado ou preenchido, mas um fechamento a frio ou uma sobreposição pode ser profundo o suficiente para ameaçar a integridade estrutural da peça fundida.

Tiros frios

As injeções frias são causadas da mesma forma pelo congelamento prematuro de parte do metal. Parecem pequenas bolas de ferro ou gotas de lágrima que são mantidas, suspensas, no material ao seu redor.

Orifícios e espiráculos ou porosidade do gás

Isso pode ser causado pelo gás no molde empurrando o metal fundido deixando vazios ou bolhas à medida que esfria. O gás preso pode ser causado pelas condições do molde, se não for poroso o suficiente para permitir o escape de gás. Cargas enferrujadas e ricas em hidrogênio de sucata são mais propensas a causar defeitos de pinhole, pois trazem mais hidrogênio com elas. A porosidade do gás é diferente da porosidade de retração, embora ambas deixem pequenos orifícios na peça fundida e possam ser encontradas na mesma peça de metal. A porosidade do gás tende a deixar orifícios regulares em forma de bolha perto do topo do molde.

Defeitos de resfriamento

Retração da porosidade

A porosidade do encolhimento é causada pelo volume insuficiente de metal no molde. À medida que o metal esfria e encolhe, pequenos orifícios são deixados para trás ao longo da fundição. Esses orifícios geralmente são irregulares, em comparação com os orifícios flutuantes lisos causados ​​​​pelo gás.

Cavidades de retração

Estes são como a porosidade de encolhimento, pois não há metal suficiente para preencher o espaço à medida que a peça esfria e encolhe. No entanto, esse defeito tende a ser um problema estrutural mais sério. Muitas vezes, essas cavidades de contração aparecerão como fendas grandes e irregulares no centro de um volume de metal. As peças fundidas esfriam de fora para dentro, e assim a cavidade pode se formar no último lugar para esfriar. Isso não é universalmente o caso:depressões de retração visíveis na parte externa da fundição podem aparecer dependendo da infraestrutura de portões, corrediças e risers que suportam a fundição. Essas depressões normalmente não são irregulares ou abertas, mas sim lugares onde o metal parece afundado em comparação com a forma pretendida. Um objeto que sofre de muito encolhimento pode ser consertado alterando o design da fundição, afunilando as paredes e suavizando os cantos, colocando tirantes adicionais no padrão ou alterando onde os portões emergem.

Defeitos de resfriamento

Defeitos de fundição por resfriamento podem ocorrer se o molde estiver muito frio ou se a fundição for removida muito rapidamente da areia. O congelamento rápido pode fazer com que a superfície das peças fundidas se torne extremamente quebradiça, como se tivessem sido temperadas ao ar. Quando o defeito é mecânico, mas não estrutural, o recozimento do fundido pode salvá-lo, removendo a fragilidade por meio de tratamento térmico.

Lágrimas quentes ou rachaduras

Rasgos quentes ou rachaduras também podem surgir em resfriamento muito rápido. Estes são semelhantes a cavidades de encolhimento, mas são mais vazios em forma de fita no metal causados ​​pelo encolhimento rápido. Fundições com rasgos quentes ou rachaduras terão desempenho inferior mecanicamente.

Deformação por resfriamento

Este é um defeito comum em peças fundidas muito longas e finas, mas também pode ocorrer em outras formas. Nesse defeito, a fundição de metal se deforma de sua forma pretendida durante o resfriamento, fazendo com que fique fora das tolerâncias especificadas.

Inspeção

Tolerância dimensional ou problemas de acabamento superficial podem ser vistos com inspeção visual e medição. Testes para propriedades mecânicas também podem ser feitos de forma simples. Alguns dos outros problemas, como cavidades de porosidade e retração, são internos ao fundido. Métodos de teste estão disponíveis para detectar problemas internos para que uma transmissão não falhe inesperadamente sob carga.

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