Defeitos na fundição de alumínio: os outros 10 problemas diversos

A fundição sob pressão é um processo de fabricação preciso.Mas não está isento de desafios. Obter uma peça perfeita sempre exige um controle rigoroso sobre materiais, máquinas e parâmetros do processo. Quando surgem problemas, eles geralmente se manifestam como defeitos específicos e identificáveis.

Os defeitos comuns em peças fundidas de liga de alumínio são normalmente categorizados em três grupos principais: defeitos de superfície, defeitos internos e outras questões diversasEste artigo se concentra especificamente em 10 desses defeitos "outros". Este guia fornece uma análise técnica detalhada desses 10 defeitos comuns de fundição sob pressão, descrevendo seus fenômenos observáveis, causas principais e ações corretivas recomendadas para ajudar engenheiros e equipes de controle de qualidade a solucionar problemas e melhorar a qualidade da produção.

The 10 Outros Assuntos Diversos De defeitos de fundição sob pressão

1. Composição química não atendida

Fenômeno: Análises espectrométricas ou metalográficas revelam que a composição elementar ou os níveis de impurezas da liga estão fora das especificações exigidas.

Causas comuns:

• Matérias-primas não conformes (lingotes) ou sucata metálica.
• Controle de qualidade ou análise deficientes de materiais reciclados.
• Adição ou proporção inadequada de elementos de liga.
• Métodos de amostragem incorretos para testes.
• Processos de fusão inadequados (por exemplo, temperatura incorreta, queima excessiva ou tempos de espera prolongados) alteram a composição dos elementos.
• Contaminação por escória ou ferramentas de fusão limpas incorretamente.

Análise e soluções:

• Implementar inspeções rigorosas na entrada de todas as matérias-primas (por exemplo, análise por espectrômetro) e devolver os lotes não conformes.
• Gerenciar e analisar rigorosamente todos os materiais descartados/reciclados antes do uso.
• Utilize técnicas de amostragem corretas e padronizadas para a análise.
• Controle rigorosamente o processo de fusão, incluindo a temperatura, e assegure a remoção oportuna da escória.
• Siga rigorosamente os procedimentos operacionais para limpeza e utilização das ferramentas de fusão.

2. Propriedades mecânicas não atendidas

Fenômeno: A peça fundida final não atende aos padrões especificados de resistência, dureza ou ductilidade, problema frequentemente descoberto durante o processamento ou a montagem.

Causas comuns:

• Composição química incorreta (ex.: níveis de Si, Cu, Mg, Zn, etc., fora das especificações).
• Defeitos internos de fundição, como porosidade, contração ou inclusões de escória.
• Tratamento térmico ou procedimentos de teste inadequados.
• Projeto de estrutura de peças inadequado.
• Processos de fusão inadequados criam óxidos ou outros compostos.

Análise e soluções:

• Controlar rigorosamente a composição química, visando o valor mediano dentro da faixa de especificação.
• Respeitar rigorosamente os parâmetros do processo de fusão e fundição sob pressão para evitar e minimizar defeitos internos.
• Realizar testes de capacidade de processo e de tratamento térmico conforme necessário.
• Melhorar o projeto estrutural da peça fundida para evitar a concentração de tensões internas.

3. Piscando

Fenômeno: Após o ciclo de injeção, um excesso de material (rebarba) de certa espessura aparece na linha de partição do molde, o que afeta diretamente as dimensões da peça.

Causas comuns:

• A linha de junção do molde está suja, com rebarbas residuais ou outros contaminantes.
• Fixação irregular ou insuficiente do molde.
• Força de fixação insuficiente na máquina de fundição sob pressão.
• Deformação ou desalinhamento do molde.
• Tensão desigual nas quatro barras de fixação.
• Pressão de injeção excessivamente alta.
• Blocos deslizantes desgastados ou mal instalados.

Análise e Soluções:

• Certifique-se de que a linha de junção do molde esteja limpa e livre de detritos.
• Verifique se o molde está esquadrejado e assegure-se de que a fixação esteja uniforme.
• Recalcule e aplique a força de fixação correta com base na área projetada da peça; atualize a máquina, se necessário.
• Certifique-se de que a superfície do molde esteja limpa e que as placas da máquina estejam paralelas.
• Verifique a tensão na barra de fixação e ajuste para uniformidade.
• Reduza a pressão de injeção ao nível mínimo eficaz.
• Repare ou substitua os blocos deslizantes desgastados e verifique as folgas.

4. Desvio dimensional

Fenômeno: As dimensões, tolerâncias geométricas ou forma da peça finalizada não correspondem aos desenhos ou especificações de engenharia.

Causas comuns:

• Projeto defeituoso da peça que não leva em consideração a contração da liga ou a expansão térmica.
• Guias de molde inadequadas (por exemplo, pinos guia desgastados) ou instalação incorreta.
• Tempo de pressão incorreto (muito longo ou muito curto).
• Movimentação ou deslocamento de núcleos ou lâminas durante a injeção.
• Desgaste em blocos deslizantes ou cunhas soltas.
• Pré-aquecimento inadequado do molde.
• Desalinhamento das duas metades do molde.

Análise e soluções:

• Analise o projeto da peça e do molde; utilize dados reais de contração para modificar as dimensões da cavidade do molde.
• Inspecionar e verificar os componentes de guia do molde (pinos, buchas).
• Verifique e respeite o tempo de espera especificado.
• Reforce os núcleos móveis ou adicione pilares de suporte.
• Reparar ou substituir as guias e placas de desgaste.
• Assegure-se de que o molde esteja alinhado corretamente e que os procedimentos de pré-aquecimento sejam seguidos.

5. Fraca resistência à corrosão

Fenômeno: A peça fundida apresenta sinais de oxidação ou corrosão precoce durante a montagem ou o uso.

Causas comuns:

• Composição de liga deficiente (ex.: alto teor de Cu, baixo teor de Mg ou alto teor de Ni).
• A peça não recebeu o tratamento de proteção de superfície exigido.
• A camada protetora da superfície (por exemplo, revestimento, pintura) foi danificada durante o processamento ou manuseio.

Análise e soluções:

• Utilize a espectrometria para controlar rigorosamente a composição química, mantendo-a dentro da faixa padrão, idealmente próxima da mediana.
• Aplique um tratamento de superfície apropriado (por exemplo, jateamento, cromagem, niquelagem) com base no ambiente de trabalho da peça.
• Controle rigorosamente a qualidade de qualquer camada protetora para evitar descascamento, lascamento ou omissões.

6. Má qualidade do revestimento da superfície

Fenômeno: O tratamento da superfície da peça (por exemplo, galvanização, pintura) não atende aos padrões, apresentando descascamento, textura inadequada ou cobertura incompleta.

Causas comuns:

• Descascamento causado por pré-tratamento inadequado ou defeitos de fundição subjacentes (ex.: juntas frias, porosidade).
• Cor ou textura inconsistentes devido à preparação inadequada da superfície (ex.: polimento irregular, marcas de escorrimento).
• Descascamento ou desprendimento da tinta devido à má qualidade da tinta ou à aplicação inadequada (tempo, temperatura).

Análise e soluções:

• Ajustar o processo de fundição sob pressão para eliminar defeitos superficiais subjacentes; controlar rigorosamente todas as etapas de pré-tratamento (limpeza, polimento).
• Para ambientes agressivos, o jateamento ou polimento é obrigatório; para ambientes menos severos, outros pré-tratamentos podem ser suficientes.
• Alterar ou ajustar os materiais de pintura/revestimento; ajustar os parâmetros do processo de aplicação.

7. Soldagem (Fixação no Molde)

Fenômeno: A liga metálica adere aos núcleos do molde, à cavidade, ou a peça inteira fica presa dentro do molde, não sendo ejetada corretamente.

Causas comuns:

• Má fabricação do molde, especialmente ângulos de inclinação (conicidade) insuficientes em cavidades profundas ou em núcleos.
• Tratamento inadequado ou ausente da superfície do molde (ex.: nitretação, oxidação).
• Proporção de mistura incorreta do agente desmoldante (ex.: muita água).
• Aplicação insuficiente ou irregular do agente desmoldante.
• Problemas de projeto ou de injeção que fazem com que a peça fique presa.

Análise e soluções:

• Polir a superfície do molde ou reparar áreas aderidas; modificar o molde para garantir um ângulo de saída de pelo menos 1.5°.
• Aplique um tratamento de superfície adequado (nitretação, etc.) à cavidade e aos núcleos do molde.
• Troque para um agente desmoldante de qualidade superior e assegure-se de que a mistura esteja correta.
• Certifique-se de que o agente desmoldante seja pulverizado de maneira uniforme e suficiente, especialmente em áreas quentes ou propensas a aderência.
• Ajuste a aplicação do spray ou adicione/aumente o tamanho dos pinos extratores.

8. Deslocamento do núcleo / Desalinhamento do furo

Fenômeno: A posição de um núcleo está incorreta ou o próprio núcleo está torto, causando desalinhamento. Isso pode resultar na visualização da "pele negra" (superfície bruta da peça fundida) após a usinagem de um furo, ou em interferência durante a montagem.

Causas comuns:

• Erros na fabricação do molde (posição incorreta do núcleo).
• Taxa de contração incorreta utilizada durante o projeto do molde.
• Danos ou desgaste nos elementos de localização, ou deformação da peça.
• Pinos de núcleo tortos.
• Erros no programa de usinagem.

Análise e soluções:

• Meça e ajuste a posição do núcleo no molde.
• Após o processo se estabilizar, meça as peças para confirmar a taxa real de contração.
• Controle rigorosamente o processo de produção para evitar deformações das peças; repare as superfícies de encaixe.
• Verifique e substitua quaisquer núcleos tortos.
• Revise e ajuste o programa de usinagem.

9. Pino central quebrado

Fenômeno: Os núcleos, especialmente aqueles usados ​​para formar pequenos orifícios redondos ou de formato complexo, fraturam ou se quebram.

Causas comuns:

• Soldagem severa (aderência) no núcleo, causando altas forças de tração.
• Qualidade ruim do núcleo, resistência insuficiente ou tratamento térmico inadequado.
• Localização inadequada do ponto de injeção, fazendo com que a liga fundida impacte diretamente o núcleo.
• A peça se deforma durante a ejeção, exercendo tensão angular no núcleo.
• A peça gruda no molde e o núcleo quebra durante a remoção manual.

Análise e soluções:

• Aumente a quantidade de agente desmoldante em spray e lustre o núcleo; monitore se há sinais de soldagem.
• Reforçar a inspeção de amostras recebidas; refazer as amostras, se necessário.
• Ajuste a localização do portão ou modifique a estrutura do mesmo para evitar impacto direto.
• Utilize pinos extratores curtos e uniformes para evitar deformações da peça.
• Controle o processo para evitar que grude.

10. Superfície exposta do estado bruto de fundição após usinagem (“pele preta”)

Fenômeno: Após uma operação de usinagem, a superfície usinada não é completamente "limpa", deixando manchas da superfície original escura, tal como fundida.

Causas comuns:

• Um pino central torto.
• Referências/localizadores de ferramentas incorretos ou desgastados.
• Sobretaxa de usinagem insuficiente projetada no molde.
• Deformação da peça (empenamento) causando inconsistências na localização durante a usinagem.
• Acúmulo de detritos ou liga metálica nos pontos de referência do molde, causando erros dimensional na peça.
• Danos à peça (ex.: amassados, arranhões) durante o manuseio.
• Falha na fixação ou carregamento incorreto da peça durante a usinagem.

Análise e soluções:

• Verifique e substitua imediatamente quaisquer núcleos tortos.
• Reparar o molde para aumentar a tolerância de usinagem.
• Repare o molde para preencher quaisquer pontos baixos ou corrigir as referências.
• Aumente o tempo de retenção para reduzir a deformação da peça; corrija qualquer empenamento subsequente.
• Verifique e limpe o molde periodicamente, especialmente as superfícies de referência.
• Garanta que as peças estejam protegidas contra danos durante o transporte e manuseio.

Conclusão

O sucesso na fundição sob pressão depende de uma compreensão profunda da interação entre ciência dos materiais, projeto de moldes e controle de processos. Ao identificar sistematicamente as causas principais de defeitos de fundição—Desde a composição dos materiais até as configurações das máquinas—as equipes de produção podem implementar soluções direcionadas, reduzir as taxas de refugo e garantir que o produto final atenda a todos os padrões de qualidade e desempenho.