RESUMO

As marcas de fluxo en superficies de fundición por moldura son liñas, raias ou patróns visibles que indican un fluxo inconsistente do metal fundido durante o proceso de enchemento do molde. Causaranse principalmente por solidificación prematura debido a factores como a baixa temperatura do molde, velocidade de enchemento inadecuada ou deseño defectuoso do molde. A resolución destes defectos require un axuste sistemático dos parámetros do proceso, a optimización da temperatura do molde e o refinamento do sistema de alimentación para asegurar un enchemento suave e uniforme da cavidade do molde.

Comprensión das marcas de fluxo: definición e identificación visual

No proceso de fundición por inxección, acadar un acabado superficial sen fallos é un obxectivo primordial. Non obstante, poden xurdir varios defectos, sendo as marcas de fluxo un dos máis comúns. As marcas de fluxo, ás veces chamadas liñas de fluxo, son imperfeccións superficiais que aparecen como liñas non direccionais, raias ou veas. Estes patróns, que poden semellar un mapa xeográfico, trazan o camiño que seguiu o metal fundido ao encher a cavidade do molde. Aínda que normalmente son defectos a nivel superficial, adoitan ser visibles e poden notarse ao tacto, indicando unha irregularidade na superficie da peza fundida.

A formación de marcas de fluxo é un asunto de dinámica térmica e mecánica de fluídos. Ocorrén cando diferentes correntes de metal fundido no interior do molde non se fusionan perfectamente. Isto sucede porque unha parte do metal líquido se solidifica prematuramente mentres o resto segue fluíndo. Cando o metal aínda fundido flúe sobre estas seccións parcialmente solidificadas, créanse xuntas imperfectas e liñas visibles na superficie. Estas non son fisuras senón evidencia dun proceso de enchaemento turbulento ou interrompido no que os frentes de metal non se fusionaron sen interrupcións.

Identificar visualmente as marcas de fluxo é o primeiro paso para diagnosticar o problema. Os técnicos de control de calidade buscan características específicas para distinguilas doutras deficiencias. Os indicadores visuais clave inclúen:

• Raias ou Liñas: A aparencia máis común é a de liñas suaves e lixeiramente onduladas que se distinguen da textura do metal base.
• Patróns Non Direcionais: Ao contrario que un rallo, que ten unha dirección clara, as marcas de fluxo adoitan aparecer como patróns en espiral ou sinuosos.
• Variación de cor: As marcas poden ter un matiz lixeiramente diferente ou nivel de brillo comparado coa superficie circundante.
• Localización: Adoitan aparecer arredor do portelo ou onde converxen múltiples fluxos de metal fundido.

É importante diferenciar as marcas de fluxo doutros defectos como as fisuras térmicas. As marcas de fisuración térmica son fisuras finas na superficie da peza causadas por fatiga térmica no molde, non por problemas co fluxo de metal durante un só ciclo. Comprender estas diferenzas é crucial para aplicar as accións correctoras adecuadas.

As causas orixe das marcas de fluxo na fundición en moldes

As marcas de fluxo non están causadas por un único problema, senón por unha combinación de factores relacionados cos parámetros do proceso, o deseño do molde e a manipulación do material. Un diagnóstico exhaustivo require examinar todo o proceso de fundición en moldes. Os principais responsables provén de condicións que promoven un arrefriamento prematuro ou irregular da aleación fundida mentres enche a cavidade do molde.

Un dos factores máis importantes é a temperatura —tanto do molde como do metal fundido—. Unha temperatura baixa do molde é unha causa frecuente; por exemplo, unha temperatura inferior a 180°C para as aleacións de aluminio ou 90°C para as aleacións de cinc pode facer que o metal se arrefrecesca demasiado rápido ao entrar en contacto coas paredes do molde. De xeito semellante, se o propio metal fundido non está a unha temperatura óptima, aumenta a súa viscosidade, o que dificulta un fluxo suave e impide que os frentes separados se fusionen correctamente. Isto orixina as raias e liñas características na peza final.

A dinámica do modo en que o metal é inxectado no molde é igualmente crítica. Unha velocidade de enchido incorrecta pode perturbar o proceso. Se a velocidade é demasiado lenta, o metal ten tempo de sobra para arrefriarse antes de que a cavidade estea chea, o que provoca pechados fríos e marcas de fluxo. Polo contrario, se a velocidade é excesiva, pode causar turbulencia, atrapando aire e impedindo un fluxo laminar, o que tamén resulta en defectos superficiais. O obxectivo é encher a cavidade tan rápido como sexa posible sen introducir turbulencia, un equilibrio delicado que require un control preciso.

Alén dos parámetros de proceso, o deseño físico do molde e os seus compoñentes desempenan un papel fundamental. Un sistema de alimentación e canles mal deseñado é unha fonte común de problemas de fluxo. Canles que son demasiado pequenas ou están mal colocadas poden restrinxir o fluxo ou crear chorrocos, mentres que as esquinas afiadas no sistema de canles poden causar turbulencias. Ademais, un venting inadecuado impide que o aire atrapado e os gases saían da cavidade cando entra o metal. Este aire atrapado actúa como unha barreira, interrompendo a traxectoria do fluxo do metal e provocando imperfeccións na superficie. Finalmente, debe xestionarse con coidado a aplicación de axentes de liberación do molde ou recubrimentos. Un recubrimento excesivo ou aplicado de forma irregular pode interferir co fluxo do metal e afectar á temperatura superficial da ferrame, contribuíndo á formación de marcas de fluxo.

Solucións probadas e estratexias de prevención

Para eliminar de forma efectiva as marcas de fluxo é necesario un enfoque sistemático que aborde as causas principais identificadas na fase de diagnóstico. As solucións implican axustar os parámetros do proceso, realizar posibles modificacións no molde e implementar estratexias preventivas de deseño. Os cambios máis inmediatos e a miúdo máis efectivos realízanse nos axustes da máquina.

A primeira liña de defensa consiste en optimizar as temperaturas. Aumentar a temperatura do molde garante que o metal fundido se mantenha fluído durante máis tempo, permitindo que os diferentes frentes de fluxo se fusionen á marxe antes da solidificación. Tal como recomenden fontes como Minghe Casting , manter temperaturas por riba de 180°C para o aluminio e no intervalo de 90-150°C para o cinc é un bo punto de partida. Axustar a temperatura do metal fundido tamén pode mellorar a fluidez. Xunto coa temperatura, optimizar a velocidade de enchemento é crucial. Isto implica atopar a velocidade de inxección axeitada para asegurar que a cavidade se encha completamente antes de que se solidifique calquera parte do metal, sen causar turbulencia excesiva. Afinar estes parámetros adoita ser un proceso iterativo para atopar o equilibrio óptimo para unha peza e molde específicos.

Se axustar os parámetros do proceso non é suficiente, debe mudarse o foco ao molde en si. O deseño do sistema de alimentación é fundamental. Isto pode implicar axustar a área transversal ou a posición da comporta para mellorar o estado de fluxo do metal ao entrar na cavidade. Ampliar as canles de desbordamento e mellorar as ventilacións tamén pode proporcionar un camiño para que saia o aire atrapado e o metal máis frío, asegurando un enchido máis uniforme. Ademais, debe controlarse coidadosamente a aplicación dos axentes desmoldantes para que sexan finos e uniformes, evitando calquera interferencia co fluxo do metal. A seguinte táboa resume unha aproximación baseada en problemas e solucións:

Para prevención a longo prazo, especialmente durante o desenvolvemento de pezas novas, a tecnoloxía moderna ofrece ferramentas potentes. O uso de software de simulación de fluxo de molde durante a fase de deseño é unha medida preventiva moi eficaz. Como indican os expertos en Bruschi , estes programas poden predicir como fluirá o metal a través do molde, identificando áreas problemáticas onde poderían aparecer marcas de fluxo antes de cortar calquera acero. Isto permite aos enxeñeiros optimizar virtualmente os sistemas de alimentación, canles e refrigeración, aforrando tempo e custos significativos ao previr defectos dende o inicio.

Impacto do deseño do molde e da elección do material nas marcas de fluxo

Aínda que os operarios poden axustar os parámetros do proceso na liña de produción, as solucións máis robustas para previr as marcas de fluxo adoitan estar integradas no deseño inicial do molde e na selección da aleación de fundición. Estes elementos fundamentais determinan as condicións básicas baixo as cales o metal fundido flúe e solidifica, polo que son cruciais para acadar acabados superficiais de alta calidade de forma consistente.

Un molde ben deseñado é a base dunha peza fundida sen defectos. O sistema de alimentación —que inclúe o canal de entrada, canais de distribución e compuertas— debe deseñarse para levar o metal fundido á cavidade dun xeito controlado e sen turbulencias. As mellores prácticas no deseño de moldes, como destacan recursos como Prototool , resaltar as transicións suaves, canles de tamaño axeitado e localizacións das comportas que promoven un patrón de enchemento uniforme. Igualmente importante é o sistema de ventilación e desbordamento. As ventilacións son canles pequenas que permiten que o aire atrapado na cavidade saia mentres entra o metal. Sen unha ventilación axeitada, este aire atrapado pode causar presión inversa, interrompendo o fluxo e provocando defectos como marcas de fluxo e porosidade.

A selección de material tamén desempeña un papel sutil pero importante. Diferentes ligazóns de fundición por inxección, como o cinc (Zamak) fronte ao aluminio (por exemplo, A380), teñen características térmicas e de fluxo distintas. As ligazóns de cinc xeralmente teñen puntos de fusión máis baixos e maior fluidez, o que pode facelos máis tolerantes en certas situacións. Con todo, cada ligazón ten o seu rango ideal de temperatura, presión e velocidade de fundición. É esencial comprender estas propiedades para adaptar tanto o deseño do molde como os parámetros do proceso a fin de previr defectos relacionados co fluxo. A composición química da ligazón, incluído o contido de silicio ou magnesio, tamén pode afectar o seu comportamento durante a solidificación e a súa susceptibilidade a certos defectos.

En última instancia, evitar os defectos superficiais trata de levar a cabo unha enxeñaría de precisión dende o comezo ata o final. Este principio esténdese máis aló da fundición por inxección a outros métodos de fabricación de alto rendemento. Por exemplo, no mundo dos compoñentes automotrices, procesos como a forxadura en quente tamén requiren un control minucioso do fluxo do material para garantir a integridade estrutural e superficies impecables. As empresas que se especializan na fabricación de precisión, como Shaoyi (Ningbo) Tecnoloxía do metal , constrúen a súa reputación baseándose no dominio destes procesos complexos para aplicacións críticas como pezas forxadas para automóbiles, onde a calidade é imprescindible. O uso de simulacións avanzadas, deseño interno de moldes e un rigoroso control de calidade son sinais dun compromiso coa produción de compoñentes sen defectos, sexan fundidos ou forxados.

Preguntas frecuentes

1. Que son as marcas de choque térmico na fundición por inxección?

As marcas de calor son fisuras finas en forma de rede que aparecen na superficie dunha peza fundida. Ao contrario das marcas de fluxo, que se deben a problemas co fluxo do metal fundido nun só disparo, a comprobación de calor é un resultado da fatiga térmica no propio acero do molde. Despois de moitos ciclos de quentamento e arrefriamento, a superficie do molde desenvolve fisuras, que logo se transfiren á superficie de cada peza fundida con el. É un indicio de desgaste do molde, non un problema de parámetros de proceso.

2. Como resolver as marcas de fluxo no moldeo por inxección?

Aínda que este artigo se centra na fundición, as marcas de fluxo tamén ocorren no moldeo por inxección de plástico por razóns semellantes. As solucións son conceptualmente paralelas: aumentar a temperatura do molde e do plástico fundido para mellorar o fluxo, optimizar a velocidade e a presión de inxección para asegurar que o molde se encha uniformemente, e modificar o deseño do molde ampliando as comportas ou canais. Aumentar a presión de retroceso tamén pode axudar a asegurar que o material se empaquete de maneira uniforme, evitando defectos relacionados co fluxo.