Análisis del agrietamiento en piezas fundidas a presión: causas, clasificación y prevención

El agrietamiento es un defecto estructural crítico en los componentes de fundición a presión que compromete directamente la integridad y la vida útil del producto. Una prevención eficaz requiere un profundo conocimiento del mecanismo de falla. Este artículo comparte información técnica fundamental sobre el agrietamiento en la fundición a presión para ayudar a los profesionales del sector a identificar y solucionar el problema de raíz.

1. Clasificación de grietas: Desgarros calientes vs. Grietas frías

En primer lugar, es fundamental distinguir entre dos tipos de grietas fundamentalmente diferentes, ya que sus características apuntan directamente a su causa:

• Lágrimas calientes (Agrietamiento caliente):Se producen a altas temperaturas durante las etapas finales de solidificación, debido a la contracción impedida. El identificador clave es unsuperficie de fractura oxidada, de color gris oscuroLa trayectoria de las grietas suele ser irregular y sigue los límites de grano (intergranular). Este es el tipo de agrietamiento más común en la fundición a presión.

• Grietas frías:Se forman después de que la pieza fundida se haya enfriado a temperaturas más bajas. Se deben principalmente a tensiones mecánicas durante la expulsión o a una alta tensión residual. La superficie de fractura es...Sin oxidar, mostrando un brillo metálico brillanteLa grieta suele ser recta y puede propagarse a través de los propios granos (transgranular).

2. Causas principales del agrietamiento

La formación de grietas es el resultado de la interacción entre el material, las herramientas y los factores del proceso.

1. Factores metalúrgicos:

2. ——Composición de la aleación:Una aleación con un amplio rango de solidificación, impurezas dañinas (por ejemplo, alto contenido de hierro) o una proporción inadecuada de elementos clave (por ejemplo, silicio en aleaciones de Al-Si) tendrá una mayor propensión al desgarro en caliente.

3. ——Proceso de fusión:Sobrecalentar la masa fundida o mantenerla durante demasiado tiempo puede generar una estructura de grano grueso, lo que reduce la resistencia y la ductilidad de la aleación a altas temperaturas.

4. Factores de diseño de herramientas y piezas:

5. ——Diseño estructural deficiente:Los cambios abruptos en el espesor de la pared y las esquinas internas afiladas con radios de filete insuficientes son fuentes importantes de concentración de tensiones, lo que hace que estas áreas sean propensas a agrietarse.

6. ——Temperatura del molde desequilibrada:El sobrecalentamiento localizado en la matriz crea puntos calientes. Estas áreas se solidifican al final y son separadas por las secciones solidificadas circundantes, lo que produce desgarros.

7. ——Sistema de eyección:Los ángulos de inclinación insuficientes o una distribución desigual de los pasadores de expulsión pueden ejercer una tensión mecánica no uniforme sobre la pieza durante la expulsión, lo que provoca grietas en frío.

3. Estrategias de prevención sistemática

Se requiere un enfoque sistemático para prevenir el agrietamiento:

• Optimizar el diseño:Asegúrese de que el espesor de pared sea uniforme en el diseño de la pieza y utilice radios de filete generosos en todas las transiciones.

• Materiales de control:Seleccione aleaciones con baja susceptibilidad al desgarro en caliente y gestione estrictamente el proceso de fusión para garantizar una composición adecuada y una estructura de grano fino.

• Refinar el proceso:Optimice el equilibrio térmico del molde para evitar puntos calientes. Establezca tiempos de espera y secuencias de apertura de la matriz adecuados para garantizar que la pieza fundida tenga la resistencia suficiente antes de la expulsión.

• Perfecciona las herramientas:Diseñe un sistema de expulsión equilibrado y estable que garantice una liberación suave y uniforme de las piezas.

En resumenEl control de grietas es un esfuerzo sistemático que abarca el diseño de piezas, la ciencia de materiales, la ingeniería de moldes y el control de procesos. Solo gestionando cada una de estas etapas con precisión se pueden eliminar radicalmente los defectos de grietas.