Compreendendo os defeitos de fundição:quando uma fundição é retornável?

A fundição de metais é uma indústria manufatureira moderna, e os produtos fundidos são utilizados em 90% dos bens duráveis, de postes de iluminação a ônibus espaciais. Ainda assim, nenhum elenco é perfeito. Mesmo com as recentes inovações em simulação e tecnologia de processo, quase todos os produtos fundidos conterão algum nível de defeito. Uma compreensão clara dos defeitos de fundição é vital para qualquer cliente de fundição, pois ajuda a orientar expectativas realistas ao trabalhar com uma instalação de fundição.

Embora instalações de fundição experientes sejam hábeis em encontrar um equilíbrio entre custo e qualidade, os compradores devem estar intimamente envolvidos na determinação dos níveis admissíveis de defeitos nos produtos entregues.

Defeitos de fundição comuns

Alguns dos tipos mais comuns de defeitos de fundição são porosidade e inclusões . A porosidade pode ser causada por gás na liga e, nesse caso, os defeitos resultantes são tipicamente pequenos, defeitos negativos de forma elíptica. A porosidade também pode resultar do encolhimento, que ocorre quando o material de alimentação insuficiente está disponível em determinadas áreas. Em alguns casos, a porosidade pode até ser causada por inclusões ou óxidos que entram no molde.

Na fundição em areia e fundição de precisão, é relativamente comum ver inclusões de peças do molde que se desprendem durante o vazamento , ou que se queimam na lateral de um molde. Na fundição de investimento, inclusões de conchas aparecem como pequenos pedaços de cerâmica presos na parte solidificada. As peças moldadas em concha às vezes exibem queima , onde a areia do molde se liga à liga de modo que não pode ser removida durante a agitação. As inclusões são frequentemente reparadas por fundições antes do envio ao cliente e, em muitos casos, baixos níveis de inclusões são admissíveis em um produto final.

Os defeitos que podem ser devolvidos com mais frequência incluem lágrimas quentes, lavagem a frio , dobra , execuções incorretas e esgotamento . Os rasgos quentes são rachaduras que se formam em uma peça fundida devido a pontos superaquecidos no molde. A lapidação a frio pode ocorrer se a temperatura de vazamento ou a taxa de vazamento não forem otimizadas, e aparece como uma divisão na fundição onde um lado esfriou demais antes de encontrar o outro lado. A flexão pode ocorrer em praticamente qualquer processo de fundição, mas é mais comum em moldes reutilizáveis, como na moldagem permanente. Os erros de execução ocorrem quando o metal fundido não preenche a cavidade do molde. Isso pode resultar de um molde inclinado, vazamento insuficiente ou temperatura de vazamento inadequada. Particularmente na fundição em areia, a excentricidade também pode ser um defeito comum. O runout ocorre quando o metal vaza do molde, seja devido a um molde danificado ou uma vedação inadequada entre a capa e o arrasto.

Prevenir ou reparar defeitos de fundição

Se os defeitos resultarem em devoluções ou sucata interna, as instalações de fundição ajustarão os fluxos de trabalho para reduzir ou eliminar sua incidência. Processos de fusão e medidas de desgaseificação podem ser ajustados para reduzir a porosidade do gás. A porosidade do encolhimento pode ser evitada projetando cantos com raios maiores ou otimizando as temperaturas do molde e do vazamento. As inclusões podem ser reduzidas removendo mais completamente a escória durante a fusão ou revestindo os moldes para que permaneçam intactos até a sacudidura. Os erros de execução geralmente são causados ​​por erros no processo de vazamento e podem ser corrigidos por meio de instruções.



Dependendo do tipo, gravidade e frequência dos defeitos de fundição, as instalações de fundição podem optar por corrigir os defeitos por meio de pós-processamento, como trituração e soldagem . Defeitos positivos podem ser retificados para formar uma superfície lisa. A porosidade do gás ou o encolhimento – e até mesmo erros de funcionamento em alguns casos – podem ser reparados por meio de soldagem. A soldagem (foto acima) é capaz de restaurar a peça com as mesmas especificações que seriam possíveis sem o defeito. Especialmente após o tratamento térmico, os materiais soldados têm propriedades físicas quase idênticas às peças totalmente fundidas.

Quando um elenco é retornável

Determinar quando uma peça é retornável é um aspecto importante do processo de desenvolvimento do produto. Os clientes e as instalações de fundição precisam concordar com antecedência sobre os níveis aceitáveis ​​de defeitos. Por exemplo, qualquer porcentagem de porosidade maior que o nível acordado será retornável, mas qualquer coisa menor será aprovada.

As características específicas de uma peça às vezes têm requisitos diferentes. Por exemplo, a porosidade do gás é muitas vezes invisível até que a superfície seja usinada, revelando defeitos negativos dentro da peça fundida. O projeto do cliente pode exigir níveis muito baixos de porosidade na área específica que será usinada, a fim de garantir uma superfície lisa após a usinagem.

Outros defeitos podem parecer retornáveis, mas após uma inspeção mais detalhada não são. Pequenas inclusões ou encolhimento podem produzir manchas estéticas que o controle de qualidade do cliente irá sinalizar durante a inspeção. No entanto, beneficia tanto o cliente quanto a fundição chegar a um acordo que acomode um certo nível de variabilidade em superfícies não críticas. O custo para eliminar completamente os defeitos estéticos pode ser muito alto para que a peça seja lucrativa, seja para a fundição ou para o cliente final.

Vários grupos do setor oferecem diretrizes padrão e sistemas de classificação para ajudar a determinar os níveis admissíveis de defeitos, incluindo ASTM, ASME e SAE. Esses padrões fornecem escalas para medir a incidência de defeitos, mas cada peça tem requisitos diferentes. Os processos de fabricação podem ser melhorados e ajustados para aumentar a escala das peças, mas uma qualidade mais alta quase sempre significa um custo mais alto.

Para garantir um resultado satisfatório para ambas as partes, as instalações de fundição e os clientes devem trabalhar juntos para determinar um equilíbrio entre a qualidade da fundição, o nível de defeitos e o custo geral.

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