Influence of ecologically friendly cores on surface quality of castings based on magnesium alloys

Influencia de los núcleos ecológicos en la calidad superficial de las piezas moldeadas a base de aleaciones de magnesio

Los materiales de construcción como las aleaciones de Al pueden sustituirse por otros materiales con una elevada resistencia y una baja densidad de masa, como las aleaciones de Mg. Para la prefusión de agujeros y cavidades se pueden utilizar núcleos a base de sal inorgánica pura, ya que permiten limpiar fácilmente incluso agujeros prefabricados geométricamente complejos. Esta tecnología se aplica principalmente para la tecnología de fundición por gravedad y de baja presión. El objetivo de esta contribución es estudiar la interacción mutua entre la aleación de Mg y el núcleo de sal. Los experimentos se centraron en la calidad de la superficie y en la determinación de la macro y microestructura de las muestras de fundición sometidas a ensayo. Se emplearon el análisis metalográfico y el microscopio electrónico de barrido (SEM) con microanálisis superficial y puntual de dispersión de energía de rayos X (EDAX).

INTRODUCCIÓN

La relación óptima entre las altas resistencias específicas y la baja densidad de masa predetermina las aleaciones de magnesio para su utilización en el campo de los materiales de construcción, especialmente en la industria aeronáutica, automovilística [1] y de cohetes, pero también en la fabricación de técnicas ópticas e instrumentales, en la industria textil y de bienes de consumo. Las aleaciones de Mg también presentan una buena colabilidad y soldabilidad en atmósfera controlada y una mejor maquinabilidad que las aleaciones de Al. Las desventajas de las aleaciones de Mg consisten en la fuerte disminución de las propiedades mecánicas a temperaturas elevadas (por encima de 120 °C) [2], la baja resistencia a la fluencia causada por el aumento de la cantidad de volumen de Al, el bajo módulo elástico, el alto grado de contracción durante la solidificación y la baja resistencia a la corrosión en algunas aplicaciones [3]. Estas propiedades son decisivas para el uso de piezas fundidas de estas aleaciones para piezas sometidas a esfuerzos térmicos en el diseño de automóviles, por ejemplo, bloques de motor y culatas. Por lo tanto, entre estas aplicaciones [4, 5] predominan siempre las piezas fundidas de aleaciones de aluminio o aleaciones de Mg aleadas con metales de tierras raras más resistentes a temperaturas elevadas.

A pesar de sus atractivas propiedades, la fundición de aleaciones de Mg conlleva una serie de problemas debido a la alta afinidad del magnesio con el oxígeno. Por esta razón, durante la fundición es necesario utilizar aditivos especiales - inhibidores (fluoruros, H₃BO₃, aditivos a base de urea o azufre) que protegen el flujo de la masa fundida de la oxidación sin influir negativamente en la calidad de la aleación de magnesio. La fundición en moldes metálicos -fundición a presión, a baja presión y, en parte, por gravedad- son tecnologías predominantes de fabricación de piezas fundidas de aleaciones de magnesio. Para la fundición previa de orificios menos complicados pueden utilizarse los machos metálicos.