The porosity of TiN bronze castings

La porosidad de las fundiciones de bronce TiN

El trabajo presentado expone los resultados de la investigación sobre la influencia del método de eliminación del hidrógeno del bronce de estaño en la porosidad y la resistencia a la tracción. La deshidrogenación se llevó a cabo mediante tres métodos. En el primer método, el hidrógeno se eliminó utilizando un horno de vacío, en el segundo método, la masa fundida se sopló con aire comprimido, y en el tercer método, la masa fundida se refinó con la sal llamada Ecosal CU 440. Para hacer las muestras se utilizó chatarra de recirculación. Con fines comparativos, también se hicieron fundiciones de lingotes fundidos de la aleación. Se determinó la densidad de las fundiciones y, sobre esta base, el efecto del método de deshidrogenación en la porosidad y la resistencia a la tracción.

INTRODUCCIÓN

La presencia de gases en las piezas moldeadas es el mayor problema asociado a la producción de piezas moldeadas a partir de aleaciones no ferrosas. Los gases que contaminan las aleaciones metálicas pueden dividirse en simples y complejos. Los gases simples incluyen H₂, O₂, N₂ y Cl₂. De estos gases, el hidrógeno se disuelve fácilmente en los metales, el nitrógeno es un gas inerte para la mayoría de los metales y el oxígeno es el que tiene mayor capacidad para formar compuestos químicos. El gas que contamina el metal suele proceder del molde, de un metal o es el resultado de un vertido inadecuado. La presencia de gas en el metal provoca muy a menudo la formación de burbujas de gas en la colada [1,2]. La gasificación de la colada también puede tener otras causas. Una de ellas es mantener la masa fundida demasiado tiempo en la cuchara o en el horno de mantenimiento. Otra razón puede ser la temperatura demasiado baja del molde, que afecta al tiempo de cristalización de la colada. Cuanto más lenta sea la solidificación de la colada, mayor será su porosidad. El diseño del sistema de inyección desempeña un papel muy importante. Si el sistema de inyección está mal diseñado, puede aumentar la porosidad de la pieza. Esto afecta principalmente a las piezas de fundición de formas complicadas con diferentes espesores de pared [1, 3].

Las impurezas en el cobre y sus aleaciones pueden dividirse en gaseosas y no gaseosas. En la fabricación de piezas fundidas de aleaciones de cobre, se suele hablar de la llamada enfermedad del hidrógeno. La causa de la enfermedad del hidrógeno es el hecho de que el hidrógeno tiene una gran capacidad de difusión hacia el cobre a temperaturas elevadas. El hidrógeno, al reaccionar con el óxido cuproso, forma vapor de agua, lo que da lugar a la formación de una gran porosidad de la pieza fundida. El hidrógeno, en forma de burbujas, sale a la superficie del metal líquido incluso antes de que se solidifique [4, 5]. Muchos años de investigación no han logrado hasta ahora establecer la relación entre la solubilidad del hidrógeno en las aleaciones de cobre y su porosidad. Los datos de la bibliografía muestran que para que se produzca la porosidad de una pieza fundida de aleación de cobre se necesita un exceso de oxígeno del 40 %, por lo que la formación de porosidad en las piezas fundidas de aleación de cobre está estrechamente relacionada con la actividad del hidrógeno y el oxígeno [6, 7].