7/23/2019 Defectos de La Fundicion de Aluminio. http://slidepdf.com/reader/full/defectos-de-la-fundicion-de-aluminio 1/24 xxiii 0 Universidad Nacional del Altiplan FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA Y METALURGICA Escuela Profesional de Ingenieria Metalurgica ASIGNATURA: Ensayos No Destructivos TEMA: DEFECTOS EN LA FUNDICIÓN DEL ALUMINIO DOCENTE: ING. ALTER SARMIENTO SARMIENTO !RESENTADO !OR: Danica "eatri# Tru$i%%o Cisenar&o Tania 'iara Te%%o C(arca(uana Santia)o Sar*iento +a%&ivia SEMESTRE: +III !uno , !er- /01 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1
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a. Sopladuras&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!%%%"iv
b. Puntos de alfiler&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"iv
c. aídas de arena&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"v
d. ostras&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"v
e. orrimiento del molde&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"vi
f. orrimiento del cora)ón&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! "vii
/7R/S DE$E7/S DE - $UD++/ DE -UM++/....................................4viiRE!UPES E $UD++/ES DE -UM++/&...................................................4viii
El aluminio es el tercer elemento m*s com9n encontrado en la corte)a terrestre. os compuestosde aluminio forman el :; de la corte)a de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las
rocas, de la %e"etación y de los animales.
El aluminio puro es un metal sua%e, blanco y de peso li"ero. -l ser me)clado con otros materiales
de a"ua, debido a #ue su superficie #ueda recubierta por una fina capa de ó<ido #ue lo prote"e del
medio. Sin embar"o, su reacti%idad con otros elementos es ele%ada& al entrar en contacto con
o<í"eno produce una reacción de combustión #ue ori"ina una "ran cantidad de calor, y al
combinarse con haló"enos y a)ufre da lu"ar a la formación de haluros y sulfuros.
$ue aislado por primera %e) en 0:14 por el físico dan8s !. . /ersted. El principal incon%eniente
para su obtención reside en la ele%ada cantidad de ener"ía el8ctrica #ue re#uiere su producción.
Este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su dilatada %ida 9til y la estabilidad de
su precio.
El aluminio contiene "eneralmente impure)as de hierro, silicio y ma"nesio, estas impure)as
aumentan su dure)a y resistencia, si bien disminuyen el alar"amiento. Debido a la facilidad con
#ue el aluminio se alea a otros metales y a #ue sus aleaciones pueden moldearse en frío y en
caliente, soldarse, e<truirse, forjarse, laminarse, etc., se emplean aleaciones de las composicionesm*s di%ersas. Por re"la "eneral, 8stas se di%iden en aleaciones para forja y aleaciones para
moldeo. -mbos tipos se pueden someter a tratamientos t8rmicos para obtener propiedades
especiales. El aluminio y sus aleaciones se funden en hornos con crisol de "rafito o de re%erbero
a'adi8ndose fundentes y deso<idantes especiales.
Durante la fusión estas aleaciones tienen tendencia a absorber hidró"eno y monó<ido de carbono
procedentes de la combustión del fuel@oil o del carbón utili)ado en el calentamiento del horno
resultando pie)as porosas. Por esta ra)ón es con%eniente mantener alejado el metal fundido de los
"ases de la combustión prefiri8ndose cuando no es posible utili)ar el horno el8ctrico, en #ue,
#ueda eliminado totalmente este ries"o, hornos alimentados con "as u hornos de crisol donde la
llama no entra en contacto con el metal. os hornos de fundición de aluminio donde el metal est*
en contacto con la llama del #uemador si bien presenta "randes %entajas como su "ran rapide) de
fusión y "ran producción horaria por Ailo"ramo de combustible, por el contrario, perjudiciales
como ocurre cuando e<iste sodio en las aleaciones #ue contienen ma"nesio.
as impure)as "aseosas, principalmente el !idró"eno producen porosidades en las pie)asfundidas. /tras impure)as no met*licas como el ó<ido en aleaciones #ue no son de primera fusión,
reducen la fluide) del metal y producen discontinuidad en la estructura de la aleación debilitando
las propiedades mec*nicas de las pie)as.
E<isten una serie de productos denominados fundentes cuya misión es eliminar todas las
impure)as efectuando un la%ado y des"asificado o formar una capa protectora en la superficie del
metal fundido prote"i8ndolo contra la o<idación, %olatili)ación de al"unos de sus componentes y
de la absorción de "ases.
os fundentes de des@escoriado, producen una capa de escorias f*cilmente fusibles #ue arrastran
consi"o los ó<idos met*licos y dem*s impure)as, separando efecti%amente estos elementos perjudiciales del metal fundido. as aleaciones del -luminio #ue contienen ma"nesio, deben
lle%ar en la preparación de los moldes, una arena de re%estimiento especial #ue conten"a un
inhibidor por#ue son muy propensas a reaccionar con el molde. El ma"nesio puede o<idarse muy
f*cilmente durante la fusión, por lo cual es necesario usar fundentes #ue no sólo protejan el ba'o,
si no #ue limpien la aleación de ó<idos. Para e%itar las reacciones con el molde deben emplearse
arenas de re%estimiento #ue conten"an de 1; a 2; de *cido bórico o 1; de bifloruro amónico.
Estas reacciones se pueden dia"nosticar por las )onas manchadas #ue se e<tienden hacia el centro
de la pie)a a partir de la superficie y #ue se descubren en las pie)as rotas.
a fundición es el procedimiento m*s anti"uo para dar forma a los metales. $undamentalmenteradica en fundir y colar metal lí#uido en un molde de la forma y tama'o deseado para #ue allí
solidifi#ue. Beneralmente este molde se hace en arena, consolidado por un apisonado manual o
mec*nico alrededor de un modelo, el cual se e<trae antes de recibir el metal fundido. o hay
limitaciones en el tama'o de las pie)as #ue puedan colarse, %ariando desde pe#ue'as pie)as de
prótesis dental, con peso en "ramos, hasta los "randes bastidores de m*#uinas de %arias toneladas.
Este m8todo, es el m*s adaptable para dar forma a los metales y muchas pie)as #ue son imposibles
de fabricar por otros procesos con%encionales como la forja, laminación, soldadura, etc.
En el si"uiente es#uema se resume el proceso de fundición.
5. Dimensiones o formas incorrectas&Se pueden presentar por una inadecuada tolerancia de contracción, un error en el montaje del
modelo o una deformación por liberación de esfuer)os residuales de la pie)a fundida.
6. +nclusiones&Estas inclusiones principalmente de material no met*lico act9an como concentradores de
esfuer)os y reducen la resistencia de la fundición. Se pueden dar por reacción del metal fundido
con el entorno Co<idación, con el material del crisol Ccer*micas o el molde Carena o con otros
materiales e<tra'os atrapados en el metal fundido Cescoria.
DE$E7/S E - $UD++/ DE -UM++/&
Llenado incompleto, este defecto aparece en una fundición #ue solidificó antes de completar el llenado de la ca%idad del molde. as causas típicas incluyen
0 fluide) insuficiente del metal fundido,
1 baja temperatura de %aciado,
2 %aciado #ue se reali)a lentamente, y
3 sección trans%ersal de la ca%idad del molde muy del"ada.
Junta fría, aparece cuando dos porciones del metal fluyen al mismo tiempo, pero hay una falta de
fusión entre ellas debido a la solidificación o enfriamiento prematuro, sus causa son similares a las
d. ostras&Son reas r./osas en la s.per0cie de la .ndicin de3idas a la incr.stacin de arena4 5etal6 7stas son ca.sadas por desprendi5ientos de la s.per0cie del 5olde 8.e se
descascaran d.rante la solidi0cacin 4 8.edan ad9eridas a la s.per0cie de la.ndicin!
Penetración. C.ando la :.ide; del 5etal l<8.ido es 5.4 alta6 7ste p.ede penetraren el 5olde o en el cora;n de arena! Desp.7s de la solidi0cacin6 la s.per0cie de la.ndicin presenta .na 5e;cla de /ranos de arena 4 5etal! Una 5e=or co5pactacindel 5olde de arena a4.da a evitar este deecto!
.
e. orrimiento del molde& Se e%idencia como un escalón en el plano de partición del molde debido a una mala alineación de
o tienen cone<ión con el e<terior y, por tanto, est*n situados en el interior de la pie)a fundida. Su
forma es irre"ular, las paredes son *speras y a menudo est*n cubiertas por dendritas. Se aprecian a
simple %ista durante una prueba no destructi%a o, a m*s tardar, durante el procesamiento.
as depresiones superficiales son ca%idades con forma de cuenco en la superficie de la pie)a
fundida #ue se producen en la )ona de mayor acumulación de material. a superficie de una
depresión superficial no se distin"ue de la superficie del resto de la pie)a fundida. as depresiones
superficiales tambi8n son apreciables a simple %ista. Si las medidas relacionadas con la fundición
Csolidificación direccional, alimentación no consi"uen lle%ar los rechupes a las )onas e<terioresde la pie)a fundida, este defecto de fundición hace #ue se rechace la pie)a.
REC7U!ES EN FUNDICIONES DE ALUMINIO:
-#uí el d8ficit de %olumen total tambi8n depende principalmente de la composición de la aleación
y de las temperaturas de referencia Ccondiciones de enfriamiento, y su formación est* controlada
en "ran medida por el proceso de solidificación.
a capacidad de car"a de la costra perif8rica y la capacidad de alimentación, es decir, las
condiciones para el transporte de la colada en el cuerpo fundido en proceso de solidificación,
desempe'an un papel importante.
En "eneral se puede especificar la si"uiente pro"resión del comportamiento de contracción en
función del contenido del elemento de aleación& a partir de material puro, el %olumen de rechupes
e<ternos disminuye bruscamente hasta la aleación con el mayor inter%alo de temperaturas de
solidificación y aumenta de nue%o hasta la eut8ctica. o contrario sucede con los %ol9menes de
depresiones superficiales y microporosidad. Esta situación corresponde al cambio del proceso de
solidificación. - medida #ue se a'ade m*s cobre, ma"nesio y silicio, el %olumen total de rechupes
disminuye en comparación con el aluminio= el silicio es el #ue ejerce la mayor influencia. -
medida #ue aumenta el contenido de u o Si, disminuye la contracción por solidificación de las
aleaciones -l@u y -l@Si. Sin embar"o, la formación de rechupes aumenta si"nificati%amente en
presencia de contaminación por hierro, por ejemplo.
os rechupes e<ternos y las depresiones superficiales en aleaciones de aluminio tambi8n pueden
estar pro%ocados por un molde de arena #ue no se ha compactado adecuadamente o, en lafundición en co#uilla, por unas temperaturas de la lin"otera demasiado ele%adas. Puesto #ue el
d8ficit de %olumen total puede ser de entre el 1 ; y el 6 ;, en función de la composición, siempre
es necesario aplicar medidas para la solidificación direccional y una alimentación suficiente en la
pie)a fundida.
El refinado con sodio o estroncio hace #ue la cantidad de rechupes e<ternos aumente
si"nificati%amente en la fundición en arena y en co#uilla= las depresiones superficiales y los
rechupes internos Cmicroporosidad disminuyen. En pie)as fundidas reales esto puede pro%ocar un
cambio en el proceso de solidificación, de e<ó"eno a endó"eno, en determinadas )onas
trans%ersales. En este caso los efectos se solapan, es decir, las proporciones por %olumen derechupes e<ternos y porosidades se encuentran en las )onas centrales.
Durante el refinado se debe tener en cuenta #ue la eut8ctica de aluminio@silicio se puede
autoajustar tanto a laminar como a "ranular en función del contenido de fósforo. En la fundición
en co#uilla ambas modificaciones muestran pr*cticamente el mismo d8ficit de %olumen total= en la
fundición en arena el material "ranular est* li"eramente por debajo del material laminar.
En ambos casos la distribución del d8ficit de %olumen cambia un >,>1 ; cuando se a'ade sodio.
En el caso del material "ranular y laminar el %olumen de rechupes e<ternos aumenta, mientras #ue
el n9mero de depresiones superficiales disminuye. - partir de a#uí a'adir m*s sodio 9nicamente
puede pro%ocar li"eros cambios en el %olumen de rechupes e<ternos. En el caso de la fundición enco#uilla el sodio no tiene apenas influencia en el tipo laminar. En la aleación "ranular la tendencia
a formar rechupes e<ternos es considerablemente menor. - medida #ue se a'ade m*s sodio, el
%olumen de rechupes e<ternos aumenta y el %olumen de depresiones superficiales disminuye.
-dem*s, si se a'ade m*s sodio en la fundición en arena, aumenta la ramificación del rechupe por