Studying the properties and microstructure of parts obtained by different casting technologies

Estudio de las propiedades y la microestructura de piezas obtenidas mediante distintas tecnologías de fundición

El trabajo presenta algunos datos del estudio de la microestructura, propiedades y calidad superficial de piezas obtenidas en diferentes modos. Se demuestra que en el caso del temple y revenido (QT) en el proceso de cristalización primaria por vibración, en el futuro es posible sustituir el QT por un método más sencillo y barato: la normalización con enfriamiento acelerado aire-agua. Tras este tratamiento, la estructura del acero se caracteriza por casi los mismos parámetros que tras el QT. La resistencia a la tracción, la dureza y el tamaño medio del grano son comparables a las prestaciones de los aceros QT.

INTRODUCCIÓN

Una parte importante del equipamiento minero de la República de Kazajstán se fabrica mediante fundición. Uno de los métodos de fundición más comunes sigue siendo el método en moldes de arena-arcilla (MSA). A pesar de las graves desventajas, este método se utiliza ampliamente, ya que es asequible y barato. Sin embargo, si el uso de SCM está justificado cuando se trata de coladas simples de aceros al carbono, el uso de SCM deja de ser rentable en la fabricación de coladas conformadas de aceros aleados, ya que da lugar a un alto porcentaje de chatarra y residuos metálicos.

Para obtener piezas moldeadas de alta calidad de aceros aleados, se suele utilizar el método de fundición a la cera perdida [1, 2].

Este método es bastante caro, pero permite producir piezas con un acabado superficial y un grado de cumplimiento de las dimensiones geométricas elevados. Para obtener una estructura de alta calidad de la pieza, se utilizan diversas técnicas, como el tratamiento por vibración, el campo magnético, la introducción de inoculantes y otras [3-6].

Basándose en estudios anteriores, se perfeccionó la tecnología de producción de piezas moldeadas con una mejor estructura [7]. Para el método básico de producción, se utilizó el método IC, y para mejorar la calidad de la estructura y las propiedades, se introdujo la etapa de tratamiento por vibración en el proceso de cristalización primaria. Tras dicho tratamiento, la microestructura de la pieza se caracteriza por un grano más fino, un alto grado de homogeneidad y, en consecuencia, unas propiedades mecánicas más elevadas.

Para confirmar los resultados de laboratorio, se realizaron pruebas de producción de la tecnología propuesta. Se fundieron piezas moldeadas de acero 30HGSNM utilizando el método IC, la masa era de 1,2 kg/pc.  Los moldes de concha con la masa fundida se sometieron a vibración a la frecuencia de 110 Hz en 5 minutos. Después del enfriamiento, las piezas fundidas se sacaron de las conchas y se sometieron a normalización a la temperatura de 920 °С con enfriamiento acelerado de agua-aire (muestra No. 2).