En los procesos de fundición, la escoria oxidada, la escoria fundida y las inclusiones de arena en el metal fundido constituyen las principales causas de defectos como el atrapamiento de escoria, las fugas y las propiedades mecánicas deficientes. Gracias a su mecanismo de filtración de doble capa y su sistema de alimentación optimizado, los filtros de espuma cerámica mejoran eficazmente la limpieza del metal fundido y reducen la formación de defectos. Se utilizan ampliamente en la producción de hierro dúctil, hierro gris y otras piezas fundidas.

I. Mecanismo de filtración y adaptación del proceso

La purificación de los filtros de espuma cerámica se logra en dos etapas: tamizado mecánico y filtración por torta. El tamizado mecánico se basa en poros internos interconectados para atrapar directamente partículas de inclusión y aglomerados de impurezas de mayor tamaño que el de los poros. A medida que las impurezas se acumulan en la superficie de entrada del filtro, se forma gradualmente una torta de filtración que puede capturar inclusiones oxidadas finas de menor tamaño que el de los poros, logrando así una purificación profunda del metal fundido.

Este componente de filtro es compatible con los procesos de moldeo convencionales, incluyendo el moldeo horizontal y vertical con arcilla y arena. Para las líneas de producción con moldeo horizontal, se debe reservar un espacio libre de instalación y un ángulo de desmoldeo adecuados para la disposición del filtro, a fin de evitar el raspado y la caída de arena durante la producción. Para las líneas de producción con moldeo vertical, se utiliza un sistema de compuertas que adopta el principio de cierre y apertura, combinado con compuertas inferiores y estructuras de ventilación de la cavidad del molde. Esto estabiliza la velocidad de flujo del metal fundido y reduce los riesgos de erosión por arena, reoxidación del hierro fundido y porosidad, garantizando así un rendimiento de filtración estable.

II. Casos de aplicación en ingeniería

Caso 1: Fundición de 400 kg de RUT450: Eliminación eficiente de escoria y llenado equilibrado del molde para fundiciones de gran tonelaje.

La pieza fundida pesa 400 kg y lleva instalado un filtro de espuma cerámica de 15 ppi en el canal de alimentación, con una disposición simétrica de dos piezas. La fundición de gran tonelaje implica un alto flujo de metal fundido. Este sistema intercepta eficazmente la escoria fundida generada durante la fusión y el vertido, equilibra el flujo de metal fundido en ambos lados, elimina la turbulencia causada por un llenado unilateral demasiado rápido, estabiliza el proceso de llenado, reduce los riesgos de inclusiones de escoria en piezas fundidas de gran sección y garantiza una microestructura general uniforme.

Caso 2: Carcasa de eje de hierro dúctil de 240 kg: Filtración y alimentación de inclusiones equilibradas para piezas fundidas

Las carcasas de ejes son piezas fundidas de alta carga y críticas para la seguridad, que imponen estrictos requisitos de limpieza y densidad internas. Para esta carcasa de eje de hierro dúctil de 240 kg, se dispone simétricamente un filtro de espuma cerámica de 10 ppi, integrado en una estructura de alimentación con bebederos laterales. El filtro elimina las inclusiones finas del metal fundido para evitar defectos internos de escoria. Asimismo, el sistema de alimentación completo garantiza un flujo y una alimentación estables, optimiza el proceso de solidificación de las piezas fundidas, reduce la porosidad por contracción y cumple con los altos estándares de resistencia y fiabilidad para componentes de alta carga.

Caso 3: Voluta HT300 — Modificación del proceso para piezas fundidas con alta tasa de rechazo

En el proceso de producción original de las volutas HT300, la escoria reoxidada y las pequeñas inclusiones de arena representaban problemas importantes, lo que resultaba en una tasa de rechazo de inclusiones de escoria superior al 30 %. El gran volumen de piezas fundidas desechadas incrementaba los costos de producción. Tras la adopción de filtros de espuma cerámica de alta porosidad para la optimización del proceso, se pueden capturar eficazmente las partículas finas de escoria oxidada y arena en suspensión, controlando así los defectos de inclusión en su origen. Después de la modificación, la tasa de rechazo de inclusiones de escoria en las piezas fundidas se redujo a menos del 1 %, disminuyendo considerablemente el desperdicio de material y el reprocesamiento, y mejorando significativamente la estabilidad del proceso.

Los filtros de espuma cerámica de carburo de silicio son adecuados para la filtración de metal fundido a temperaturas de trabajo de hasta 1500 °C. Cuando la temperatura del metal fundido supera los 1450 °C, la capacidad de carga del filtro disminuye. Se deben reservar suficientes márgenes de seguridad en la etapa de diseño del proceso y realizar una verificación de producción de prueba en lotes pequeños. Se debe garantizar la protección contra golpes y humedad durante el almacenamiento y transporte del producto. Se deben verificar las dimensiones del producto antes de la instalación y limpiar la arena flotante en las cavidades del molde para evitar el paso de metal fundido causado por desviaciones dimensionales y prevenir fallas en la filtración.

La industria de la fundición continúa avanzando hacia la fabricación de precisión. La purificación del metal fundido, un procedimiento clave para controlar la calidad intrínseca de las piezas fundidas, cobra cada vez mayor importancia. Los filtros de espuma cerámica de Xinda ofrecen una capacidad estable de retención de impurezas y se adaptan a las exigencias de producción de piezas fundidas de diferentes pesos y materiales. Gracias a su amplia experiencia en la optimización de procesos, Xinda proporciona soluciones fiables para que las fundiciones resuelvan los defectos relacionados con inclusiones y estabilicen la calidad del producto.

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