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POROSIDAD
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La porosidad en una fundición suele sercausada por contracción, por gases o por
ambos. La porosidad perjudica laductilidad de una fundición y su acabadosuperficial, haciéndola permeable, y portanto, afectando la compacidad a lapresión de un recipiente fundido.
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Se pueden desarrollar regiones porosasen las fundiciones debido a la contracción
del metal solidificado.Las secciones delgadas de la fundición
solidifican mas pronto que las regiones
gruesas; como resultado el metal fundidono puede ser alimentado a las regionesmas gruesas que no han solidificado.
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Porosidad gaseosa
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Formación de gases en unafundicion
la energí a térmica de los sistemas constituidos por el metal y el resto de
dispositivos (revestimientos de horno, cucharas y moldes) es lo
suficientemente elevada como para favorecer de manera considerable laaparición de fenómenos de difusión y/o absorción de elementos quí micos,
incluso en estado sólido. Por otra parte, las variaciones de temperatura
asociadas a los procesos de enfriamiento en el interior de los moldes
también implican cambios en la solubilidad de estos elementos.
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A
disolución
+
B
disolución
← →
AB
gas (1)
ABdisolución ← → AB gas (2)
Estas porosidades son el resultado bien de reacciones qu í micas que generan un gas
como subproducto
ambien de la precipitación del propio gas como consecuencia de la saturación de
éste en la aleación lí quida
!os moldes evacuan gran parte del calor del sistema y se inicia un proceso de
enfriamiento previo a la transformación lí quido"sólido. #omo resultado de este
cambio de energí a, el equilibrio inicial reacciona siguiendo el principio de !e #hatelier
y la solubilidad del gas disminuye de manera cr í tica en el metal fundido, gener ándose
burbu$as de diferentes tamaños.
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Zonas mas propensas a formarporosidades gaseosas
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Tipos de porosidad gaseosa
Fisuras de nitrógeno
Se trata de un defecto con mayor incidencia en las piezas fabricadas
con fundición de hierro de bajo carbono y acero. Las fisuras de
nitrógeno son cavidades superficiales o subsuperficiales, que
presentan formas redondeadas o alargadas hasta !"# mm deanchura y en ocasiones con apariencia de grietas$. %stas porosidades
muestran tendencia a aparecer en &ngulos inter"nos de las piezas o
bien en zonas de 'ltima solidificación que est&n en contacto con el
molde y(o macho.
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%l origen de este defecto radica en la
diferencia de solubilidad que tiene elnitrógeno en las aleaciones de hierro cuando
éste se enfr)a y posteriormente pasa del
estado l)quido *+- ppm$ al sólido /!--
ppm$. 0l disminuir la temperatura del metal,
el nitrógeno se vuelve cada vez m&s insolubleen el hierro l)quido.
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Fisuras por nitrogeno
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Porosidad por oxigeno
La aparición de este tipo de defectos est& directamente
relacionada con los contenidos de o1)geno activo en el metal
l)quido y su capacidad de o1idación. 2ado que el aluminio
fundido origina aleaciones f&cilmente o1idables y las
fundiciones de hierro contienen concentraciones importantes
de carbono elemental, ambos materiales muestran niveles de
o1)geno activo o libre muy reducidos y no son propensos a la
aparición de este tipo de porosidades. 3or todo ello, son las
piezas fabricadas con fundición de acero las que muestran en
la pr&ctica mayores incidencias de este defecto.
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Sopladuras
%n este tipo de defectos se agrupan todas aquellas
porosidades provocadas por la generación m&s o
menos masiva de un gas como consecuencia de la
colada de los moldes. pueden ser consecuencia de
las reacciones de combustión de los materiales
utilizados en la fabricación de moldes de o de los
productos qu)micos empleados en el fraguado de
machos y(o moldes moldeo qu)mico$.
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Sopladuras
4tra posibilidad para la formación de sopladuras
radica en la presencia de aire atrapado en el inte"rior
de los moldes cuando éstos son colados con una
aleación met&lica l)quida y no e1isten v)as de
evacuación para la sali"da de estos gases hacia el
e1terior.
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Las sopladuras se originan debido a deficiencias de
los machos y(o moldes utilizados en la fabricación
de las piezas. Los factores m&s importantes son la
e1istencia de permeabilidades reducidas, una gran
formación de gases durante la colada o tras
finalizar ésta y un e1ceso de humedad en las
mezclas de arena utlizadas para fabricar los
moldes.
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Pinholes
Se trata de peque5os orificios habitualmente
redondeados #/ mm de di&metro$, producidos de la
formación de burbujas de gas y localizados en las zonas
superficiales o subsuperficiales de las piezas. %n general,
estos defectos muestran una superficie interior esférica y
lisa, la cual puede aparecer recubierta por una pel)cula de
grafito de te1tura lisa y sin que haya ó1idos u otros
materiales depositados. los poros superficiales pueden
mostrar morfolog)as distorsionadas debido al granallado
al que se somete a las piezas.
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Los poros se clasifican en función del tipo de gas que los
origina. Las &reas afectadas por este defecto suelen situarse
en las zonas opuestas a las entradas del metal y(o en la
parte superior de las piezas, originados por gases
inicialmente disueltos en el metal fundido o en localizaciones
m&s espec)ficas. %n el caso de que estos defectos esténmotivados por reacciones molde"metal, su localización suele
ser variada y su distribución m&s uniforme por toda la pieza.
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Eliminacion de porosidad
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La porosidad causada por contracción puede
reducirse o eliminarse de diferentes maneras; es
el uso de enfriadores internos o e1ternos en
fundiciones de arena es un medio efectivo de
reducir la porosidad causada por contracción.
La función de los enfriadores internos por lo
general es incrementar la solidificación enregiones criticas.
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Los enfriadores internos por lo general est&n hechos del
mismo material que se funde y se dejan en la misma.
Sin embargo e1isten muchos problemas involucrados en
la fusión apropiada de los enfriadores internos, por esta
razón las fundidoras evitan los enfriadores internos.
Los enfriadores e1ternos est&n hechos del mismo
material o pueden ser de hierro, cobre o grafito.
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%n general cualquier tipo de porosidad se puede
eliminar por un abrupto gradiente de
temperatura, por ejemplo se pueden utilizar
materiales para el molde con una conductividad
térmica mas elevada
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icro porosidad
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La micro porosidad se genera cuando el metal
liquido solidifica y se contrae entre dendritas y
entre ramas interdendriticas.
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!ontracción "rechupe#
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607068%79S8960S:
7echupe primario, aparece como cavidades abiertas
o cerradas al e1terior, la superficie suele ser lisa y
aparecen en las zonas de 'ltima solidificación.
8ambién puede presentarse como una depresión o
hundimiento de la superficie e1terior en la parte
superior del molde, sin llegar a ser una cavidad.
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29/32!ausas
%l rechupe primario se debe a la contracción liquida que sufre el metal desde la
colada hasta el inicio de la solidificación.
0 menor carbono equivalente, mayor es la contracción del metal y en
consecuencia mayor tendencia al rechupe.
8emperatura de colada altas, m&s tiempo est& el metal contrayendo y en
consecuencia mas tiempo de formación del rechupe.
9nadecuado sistema de alimentación y(o incorrecto sistema de llenado.
3untos calientes resultantes de entradas mal dise5adas.
ajas propiedades mec&nicas del molde, causando una dilatación del molde.
8ama5o y posición de los enfriadores insuficientes.
0lta temperatura del liquidus, seg'n la posición del carbono equivalente.9nsuficiente, pobre o baja inoculación.
0lto magnesio residual.
2ise5o erróneo de la pieza debido a la diferencia entre secciones, que dificultan
la alimentación o que generan zonas aisladas. 7adios agudos.
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!ontrol
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Factores a tomar en cuenta
>elocidad: %s la distancia recorrida por la materia prima
derretida en un espacio de tiempo determinado conocida como la
velocidad de disparo.
8emperatura. La temperatura es un factor importante en la
producción de cualquier componente.
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@70690S
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