La porosidad por gas penetrante representa más del 60 % de todos los poros de gas en las piezas fundidas de hierro, lo que la convierte en el tipo de porosidad más frecuente y problemático en la producción de fundición. Caracterizada por su gran tamaño y paredes internas lisas, suele aparecer en la capa superficial de las piezas fundidas y es difícil de corregir una vez formada. Partiendo de las causas fundamentales, este documento analiza sistemáticamente las estrategias clave para prevenir la porosidad por gas penetrante, lo que le ayudará a reducir la tasa de rechazo por porosidad a menos del 8 %.

I. Principios básicos: ¿Cómo penetra la porosidad del gas penetrante en las piezas fundidas?

La clave de la porosidad por gas penetrante reside en el gas generado por los moldes o machos de arena bajo la acción del metal fundido a alta temperatura. Cuando la presión del gas en la interfaz molde-metal supera la resistencia al flujo del metal fundido, el gas se introduce a la fuerza en el metal líquido. Al no poder ascender y escapar a tiempo, el gas queda finalmente atrapado dentro de la pieza fundida durante la solidificación.

II. Eliminar las fuentes de gas: Reducir la generación de gas de la arena de moldeo y de machos.

• Controlar estrictamente el contenido de humedad de la arena de moldeo.

  La humedad de la arena verde no debe ser excesiva, especialmente para la fundición de aleaciones de aluminio; el contenido de humedad de la arena verde debe controlarse por debajo del 6,0 %. Una vez que el agua se vaporiza, su volumen se expande miles de veces, provocando un aumento instantáneo de la presión del gas en la interfaz entre el molde y el metal. El contenido de humedad de la arena de moldeo para la fundición de acero no debe exceder el 5,5 %, y se requiere un control más estricto para la fundición de hierro dúctil.

• Restringir las sustancias generadoras de gas.

  El contenido de materiales que generan gases, como el polvo de carbón y el fueloil pesado, debe controlarse adecuadamente, ya que su adición excesiva produce efectos adversos en lugar de beneficios.

  Minimice el uso del agua durante el trazado de patrones y la reparación de moldes para evitar la humedad excesiva localizada.

  Los gases de descomposición de nitrógeno e hidrógeno procedentes de la arena de resina de furano son los principales responsables de la porosidad en las piezas fundidas de aleación de aluminio. Como alternativa, se pueden utilizar aglutinantes con bajo contenido de nitrógeno.

• Garantizar un secado completo y de calidad óptima.

  Los moldes secos y los moldes con secado superficial deben secarse completamente. Tras el secado, deben ensamblarse y verterse inmediatamente, evitando un almacenamiento prolongado para prevenir la reabsorción de humedad y la adsorción de gases. Este requisito es especialmente importante para la producción de piezas fundidas de gran tamaño, ya que la reabsorción de humedad invalidará todo el trabajo realizado previamente.

• Los escalofríos y las guirnaldas deben cumplir con el estándar de los tres noes.

  Libre de óxido, contaminación por aceite y humedad, y mantenido completamente seco. 

III. Desbloquear los canales de ventilación: mejorar la permeabilidad al moho.

1. Controlar razonablemente el grado de compactación del molde

   Cuanto mayor sea el grado de compactación, menor será la permeabilidad y mayor la tendencia a la formación de porosidades que permitan la entrada de gas. Reduzca el grado de compactación al máximo, garantizando al mismo tiempo una resistencia suficiente del molde.

   Posición	Requisito de compactación	Razón
   Pared de molde, barra de molde	Relativamente denso	Asegúrese de tener la resistencia suficiente para evitar el colapso del molde durante el levantamiento y la manipulación.
   Parte inferior del molde de arena	Más denso que la parte superior	Resiste el impacto de la erosión causada por el metal fundido.
   Superficie de la cavidad del molde	Relativamente denso	Resiste la abrasión por metal fundido
   Áreas alejadas de la cavidad del moho	Relativamente suelto	Facilitar la ventilación de gases

2. Perforar numerosos orificios de ventilación: una medida sencilla pero muy eficaz.

   Tras compactar y nivelar el molde superior, perfore los orificios de ventilación con agujas de ventilación. El diámetro de la aguja oscila entre 2 mm y 8 mm, con no menos de 4 a 5 orificios por decímetro cuadrado.

   La profundidad del orificio deberá ser de 2 a 10 mm desde la superficie del patrón.

   Se perforarán orificios de ventilación ciegos por encima de las secciones de fundición, y se dispondrán orificios de ventilación abiertos en los puntos más altos de la cavidad del molde.

   La superficie transversal total de todas las ventilaciones deberá ser mayor o igual que la superficie transversal total de todas las compuertas para garantizar una descarga de gas sin obstrucciones.

3. Ventilación del núcleo: máxima prioridad

   Tipo básico	Plan de ventilación
   Núcleo pequeño y simple	Perfore los orificios de ventilación en la posición central.
   Núcleo complejo/curvo	Incrustar hilos de cera o cuerdas de paja, que se queman a alta temperatura para formar conductos de gas.
   Núcleo rectangular pesado	Rellene el interior con coque/escoria para reducir el espesor de la capa de arena y conecte los orificios de ventilación perforados en los planos del núcleo a la cavidad interior.
   Núcleo cilíndrico largo	Utilizar un tubo de hierro como estructura principal, perforar pequeños agujeros radiales en el tubo y envolverlo con cuerda de paja externamente.

   
   

1. Aumentar adecuadamente la temperatura de vertido.

   Tras elevar la temperatura de vertido, la viscosidad del metal fundido disminuye, mejorando su fluidez; el tiempo de formación de la costra se prolonga, lo que permite que el gas penetrante ascienda y escape. Las aleaciones de aluminio son particularmente sensibles; el vertido a baja temperatura provoca casi inevitablemente defectos de porosidad por gas.

2. Reduzca la velocidad de vertido y consiga un llenado uniforme del molde.

   Un vertido excesivamente rápido arrastrará gas y generará aire atrapado, mientras que los núcleos de arena no pueden ventilar el gas a tiempo. Recomendaciones:

   Disminuir la velocidad a la que el aluminio fundido cubre los núcleos de arena;

   Minimizar la distancia entre el cucharón y el bebedero;

   Sustituya los bebederos cónicos por otros planos ovalados para evitar la formación de vórtices;

   Evite las curvas pronunciadas en el canal de alimentación para asegurar que el metal fundido llene la cavidad del molde de manera uniforme y sin impactos.

3. Aumentar la altura del bebedero

   Esto eleva la presión estática del metal fundido e incrementa la resistencia a la penetración de gases. Es un ajuste sencillo que a menudo se pasa por alto en la producción.

Recubra la superficie de los moldes de arena con recubrimientos que presenten baja generación de gas y baja permeabilidad, que formen una barrera de gas entre el metal fundido y la arena de moldeo para bloquear la penetración del gas en la cavidad del molde.

Para prevenir la formación de poros en las piezas fundidas de acero, se puede añadir una cantidad adecuada de polvo de carbón o aceite pesado a la arena de moldeo para crear una película de gas aislante reductora en la interfaz molde-metal. Asimismo, se debe controlar el contenido de humedad de la arena de moldeo a ≤5% y mantener la permeabilidad por encima de 200. En consecuencia, la aplicación del recubrimiento de fundición Xinda mejorará notablemente el efecto antiporoso.

Los recubrimientos para moldes de la serie Xinda están diseñados a medida para satisfacer las exigencias de producción antiporos. Gracias a su mínima emisión de gases y su capacidad de formación de película compacta, crean una capa de aislamiento de gases más densa que los recubrimientos convencionales, suprimiendo eficazmente la generación de poros penetrantes y microporos subsuperficiales en las piezas fundidas de acero. Compatibles con arena de arcilla, arena de resina de furano y procesos de machos de caja fría, los recubrimientos Xinda se combinan a la perfección con polvo de carbón y aceite pesado para reducir la tasa de rechazo causada por defectos de gas, mejorando notablemente el acabado superficial y el rendimiento de las piezas fundidas de hierro y acero.