The influence of cooling rate and heat treatment on microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu alloy castings made in gypsum molds

Influencia de la velocidad de enfriamiento y el tratamiento térmico en la microestructura y las propiedades mecánicas de las fundiciones de aleaciones de Al-Si-Cu fabricadas en moldes de yeso

En el artículo se presenta la influencia de la velocidad de enfriamiento y del tratamiento térmico en las propiedades mecánicas de las fundiciones de aleaciones de Al-Si-Cu fabricadas en moldes de yeso. Se realizó una serie de muestras idénticas de resistencia con tratamiento térmico T6 para tres variantes de temperatura del molde: 30 °C, 200 °C, 300 °C. Se midieron la velocidad de enfriamiento en el eje térmico de la muestra y el parámetro de microestructura Dendrite Arm Spacing. Los parámetros analizados se correlacionaron con los valores obtenidos de las propiedades mecánicas.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones de aluminio de fundición del grupo de Al-SiCu han encontrado una amplia aplicación, entre otras, en la industria del automóvil como piezas de fundición de, por ejemplo, culatas y bloques de motor, cajas de cambios o carcasas de engranajes de distribución. Deben tener una mayor resistencia y parámetros de corrosión y requisitos en cuanto a su estanqueidad.

Las piezas de fundición de la aleación analizada se fabrican principalmente con la tecnología de moldeo en arena y fundición a presión. El uso de los métodos mencionados puede verse limitado debido a la complicada forma del producto y, por tanto, a la costosa producción de equipos de fundición junto con la producción de lotes pequeños.

En este caso, la alternativa es el uso de tecnologías aditivas, que son idóneas para la producción unitaria o en pequeños lotes de piezas complejas.

Según los productores, la impresión 3D se utiliza en la industria de la fundición principalmente para la producción de moldes de fundición complejos y en la industria de la joyería, donde prácticamente no hay limitaciones en la conformación de la forma y para hacer prototipos.

Las principales limitaciones del uso de la impresión 3D son, entre otras: los costes de las grandes impresoras para moldes de fundición y el tiempo de su realización, la precisión dimensional y la lentitud del procesamiento posterior [1-3].

Para fabricar piezas de fundición, por ejemplo, precisas, prototipos o en la producción unitaria de piezas de fundición complejas y de paredes finas, se pueden utilizar modelos impresos, por ejemplo, poliestireno de alto impacto, polimetilmetacrilato, que se colocan en forma de yeso y después se gasifican en un horno. El esquema del proceso se muestra en la figura 1.