La fundición inyectada es un proceso de contradicción controlada: se inyecta aluminio fundido en un molde de acero a alta velocidad y luego se le pide que se solidifique en una pieza dimensionalmente precisa y sin defectos internos. Cierta transigencia es inherente al proceso, la disciplina de la ingeniería consiste en saber qué defectos son aceptables, dónde están y cómo controlarlos.
Esta guía cubre los ocho defectos que explican casi toda la chatarra de fundición inyectada. Para cada uno: qué aspecto tiene, qué lo causa, cómo se detecta y qué lo corrige de verdad.
1. El mapa de defectos
| Defecto | Familia de causa raíz | Palanca principal de solución |
|---|---|---|
| Porosidad gaseosa | Aire/gas atrapado durante el llenado | Ventilación, desgasificado, asistencia de vacío |
| Porosidad por contracción | Alimentación insuficiente durante la solidificación | Presión de intensificación, compuertas, temperatura de colada |
| Rebaba | Metal que escapa por la línea de partición | Fuerza de sujeción, control de fin de disparo |
| Cold shut / llenado incompleto | Frentes de fusión que se encuentran sin fusionarse | Temperatura del metal/molde, velocidad de inyección, ventilaciones |
| Inclusiones | Contaminación en la fusión o el molde | Carga limpia, refinado, control de escoria |
| Puntos duros no metálicos | Óxidos, reacción con el revestimiento del horno | Disciplina en el manejo de la fusión |
| Puntos duros metálicos | Si sin disolver, intermetálicos Fe/Mn | Control de la composición de la aleación |
| Fugas | Porosidad que intersecta el límite de presión | Presión, compuertas, impregnación |
2. Porosidad gaseosa, El problema de las burbujas
Qué aspecto tiene: huecos redondos de pared lisa visibles al cortar o mediante END, a menudo agrupados cerca de las últimas zonas llenadas de la pieza.
Qué lo causa:
- Dirección de flujo del metal inadecuada o velocidad de llenado excesiva que hace que el chorro arrastre aire
- Ventilaciones bloqueadas o de tamaño insuficiente; formación de vórtice en la cámara de inyección
- Carga sucia o sobrecalentamiento, que aumenta el hidrógeno disuelto en la fusión
- Exceso de lubricante de molde o mal limpiado que libera gas durante el llenado
- Punto de conmutación a alta velocidad incorrecto, de modo que la cavidad se llena demasiado rápido para que el aire escape
Qué lo corrige: carga limpia con temperatura de fusión adecuada y desgasificado eficaz; velocidad de inyección y conmutación optimizadas; presión de intensificación adecuada para un llenado ordenado; capacidad correcta de ventilación y rebosadero; lubricante de bajo contenido de gas en cantidades controladas. Para piezas estancas a presión, la fundición asistida por vacío (VHPDC, vacío mantenido por debajo de 50 mbar) extrae la mayor parte del aire de la cavidad antes de la inyección y es la respuesta estándar para carcasas críticas en fugas.
3. Porosidad por contracción, El problema de la alimentación
Qué aspecto tiene: cavidades irregulares, mates y angulares, la firma del metal que simplemente no estaba cuando la pieza se solidificó. La microcontracción aparece como porosidad fina dispersa.
Qué lo causa: falta de alimentación durante la solidificación; temperatura de colada excesiva o mala distribución de temperatura; presión de intensificación baja; compuertas o canales que se congelan demasiado pronto para alimentar la pieza; puntos calientes en el diseño de la pieza; volumen de metal insuficiente o galleta demasiado fina.
Qué lo corrige: bajar la temperatura de colada; aumentar la presión de intensificación para mejorar la densidad; modificar el diseño de compuertas para una mejor alimentación; optimizar el diseño de la pieza para un espesor de pared uniforme; mejorar la refrigeración de las secciones gruesas; aumentar el espesor de la galleta a aproximadamente 15–30 mm.
4. Rebaba, La fuga de la línea de partición
Qué aspecto tiene: aletas finas de metal sobrante en la línea de partición, alrededor de correderas e insertos.
Qué lo causa: fuerza de sujeción o presión de intensificación insuficiente; insertos o correderas desgastados que no quedan a ras con la superficie de partición; línea de partición contaminada; deformación del molde bajo la presión de inyección.
Qué lo corrige: verificar la fuerza de sujeción y la presión de intensificación; limpiar la cavidad y la superficie de partición; reparar el molde y los insertos desgastados; usar control de fin de inyección en lazo cerrado para que cada disparo termine con precisión. La rebaba que aparece de repente en un proceso antes estable también es una señal de salud de la máquina, verifique el estiramiento de las barras de amarre y el estado de las platinas, no solo el molde.
5. Cold shut y llenado incompleto
Qué aspecto tiene: líneas parecidas a solapes donde dos frentes de fusión se encontraron sin fusionarse, o zonas que nunca se llenaron por completo.
Qué lo causa: temperatura del metal demasiado baja; velocidad de inyección demasiado lenta para la geometría; exceso de lubricante que enfría el frente de fusión; mala ventilación que deja que el aire atrapado bloquee la última zona de llenado; longitud de flujo excesiva para el espesor de pared.
Qué lo corrige: elevar la temperatura del metal y del molde dentro de la ventana de la aleación; aumentar la velocidad de inyección en la fase de llenado; reducir el exceso de lubricante; añadir ventilaciones o depósitos de rebosadero en las últimas zonas de llenado; donde la longitud de flujo es la restricción, reequilibrar las compuertas o aumentar localmente el espesor de pared.
6. Inclusiones y puntos duros
Qué aspecto tienen: impurezas irregulares de tamaño y color variables vistas durante el mecanizado o el corte (inclusiones); partículas de alta dureza que aceleran el desgaste de la herramienta y dejan superficies mecanizadas irregulares (puntos duros, no metálicos por óxidos y reacciones con el revestimiento del horno, metálicos por silicio sin disolver o compuestos intermetálicos Fe/Mn).
Qué los causa: carga sucia o exceso de material de retorno; falta de refinado; escoria arrastrada durante el cucharoneo; desprendimiento de grafito de crisoles o recubrimientos; temperatura de mantenimiento alta y tiempo de mantenimiento prolongado; recogida de óxidos superficiales; violaciones del revestimiento no reactivo del horno.
Qué los corrige: carga limpia con la suciedad eliminada de los retornos; refinado y cuidadoso desespumado antes del cucharoneo; limpieza regular de la cavidad y la cámara de inyección; temperatura y tiempo de mantenimiento controlados; revestimiento de horno no reactivo; inspección estricta de la materia prima. Para los puntos duros metálicos en concreto: evitar el polvo de silicio (usar aleaciones madre), controlar la temperatura de fusión y colada, y mantener el contenido de hierro cerca (pero sin rebasar), el nivel eutéctico.
7. Fragilidad y fugas
La fragilidad se debe a impurezas (Zn, Fe, Pb, Sn más allá de los límites), sobrecalentamiento o mantenimiento prolongado que engruesa el grano, o enfriamiento excesivamente rápido que lo refina en exceso. Controle los niveles de impurezas espectrométricamente, optimice la fusión y modere la temperatura del molde.
Las fugas en piezas sometidas a prueba de presión casi siempre se deben a porosidad que intersecta el límite de presión, por eso la cadena de soluciones es la presión (intensificación), el diseño de compuertas y ventilaciones y, como paso final, la impregnación: impregnación con resina de la porosidad conectada a la superficie, mucho más barata que un fallo en campo en una carcasa montada.
8. Cómo se detecta cada defecto
| Método | Qué encuentra | Cuándo usarlo |
|---|---|---|
| Inspección visual | Porosidad superficial, variación de color, rebaba, cold shut | Todas las piezas (cribado); no ve defectos internos |
| Radiografía de rayos X | Porosidad gaseosa y por contracción, inclusiones | Piezas críticas; estándar para aplicaciones estancas a presión |
| Tomografía computarizada industrial | Mapeo 3D de porosidad, medición cuantitativa de huecos | Geometría compleja, análisis de causa raíz, calificación |
| Ensayo por ultrasonidos | Huecos internos en secciones más gruesas | Rápido, portátil; bueno para piezas de sección gruesa |
| Metalografía (destructiva) | Tamaño, distribución y morfología de la porosidad; estructura de grano | Análisis de causa raíz en muestras, no cribado en producción |
| Densidad (Arquímedes) | Desviación de la densidad teórica → índice de porosidad | Cuantificación por lotes; correlaciona con el contenido de huecos internos |
9. La secuencia de diagnóstico
Los defectos rara vez tienen una sola causa, y el orden en que se investiga determina si una solución cuesta minutos o semanas. Trabaje de lo simple a lo complejo:
- Primero, lo gratuito: limpiar superficies de partición, cavidad y pasadores de expulsión; verificar la fuerza de sujeción; comprobar el volumen de disparo y el espesor de la galleta; racionalizar la cantidad de lubricante
- Luego, los parámetros de proceso: fuerza y velocidad de inyección, tiempo de llenado, temperatura de colada, temperatura del molde, punto de conmutación
- Luego, el material: lingote más limpio, fusión refinada, proporción de retorno ajustada, tiempo de mantenimiento controlado
- Solo entonces, el molde: cambios de compuertas, ventilaciones y canales de rebosadero añadidos, reparación de insertos
Saltar directamente a la modificación del molde es la forma de convertir un ajuste de cinco minutos en una reparación de herramienta de dos semanas. Si su pieza está en producción y lucha contra uno de estos defectos, el camino más rápido suele ser una revisión de proceso estructurada, envíe las fotos del defecto, la geometría de la pieza y la hoja de parámetros actual, y la causa raíz a menudo es visible antes de cortar nada.