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23 tipos de defeitos de fundição: dicas para prevenção

Descubra como evitar 23 tipos de defeitos de fundição na fabricação de peças de engenharia para obter qualidade e confiabilidade impecáveis. Entre em contato com a HiTop Industrial.
HITOP / Blogue / <a href="https://hitopindustrial.com/pt/tipos-de-dicas-de-defeitos-de-fundicao-para-prevencao/" title="23 tipos de defeitos de fundição: dicas para prevenção">23 tipos de defeitos de fundição: dicas para prevenção
Close de um defeito de fundição de metal em uma peça cilíndrica, mostrando dicas para prevenção de defeitos em processos de fundição

Ao fabricar peças de engenharia, fundição os defeitos podem afetar significativamente a integridade, a estética e a funcionalidade das peças, uma vez que frequentemente aparecem como imperfeições em produtos de metal e liga feitos com diferentes técnicas de fundição.

Uma compreensão completa da fundição e de seus defeitos não é apenas necessária para um fabricante, mas também uma base para manter a excelência na fabricação de peças de engenharia e a confiança do cliente. Este blog discute 23 tipos de defeitos de fundição, suas causas e técnicas de prevenção. Vamos mergulhar!

Como prevenir esses 23 tipos de defeitos de fundição?

Defeitos de porosidade:

Como o nome sugere, os defeitos de porosidade ocorrem como poros no metal ou peça fundida. Ser minúsculo torna-os difíceis de detectar e permite que ocorram interna ou externamente. Eles aparecem como resultado dos gases aprisionados durante a fundição. Eles podem ser categorizados como s

  1. Soprar/Orifício Aberto:
Foto macro de uma superfície metálica com defeito de bolha, destacando a importância do controle de qualidade na metalurgia

Grandes cavidades são frequentemente encontradas abaixo ou na superfície devido ao gás aprisionado – geralmente esférico ou alongado. O que está na superfície é chamado de 'buraco aberto', enquanto abaixo da superfície é denominado 'buraco de sopro'.

Causa:

Aprisionamento de gás durante fundição devido à ventilação inadequada.

Prevenção:

  • Projete um sistema de portão adequado
  • Melhorar a ventilação do molde
  • Controlar a temperatura de vazamento
  • Controles de materiais e processos

Identificação:

Buracos abertos são visíveis na superfície. Buracos de explosão podem ser detectados visualmente na superfície ou através de métodos de testes não destrutivos como testes ultrassônicos ou raios X para bolhas internas.

  1. Furo:
Close de um anel de metal com defeito, mostrando a necessidade de inspeção meticulosa na fabricação.

Pequenas porosidades, geralmente com menos de 2 mm de diâmetro, são frequentemente encontradas em grupos. Ele está localizado na superfície da peça e pode não ser imediatamente visível na superfície.

Causa:

Aprisionamento de gás durante a fundição.

Prevenção:

  • Projete um sistema de portão adequado
  • Melhorar a ventilação do molde
  • Controlar a temperatura de vazamento
  • Controles de materiais e processos

Identificação:

Pode exigir ampliação para visibilidade clara. Às vezes, eles só são detectados após a aplicação de um acabamento superficial ou durante processos de inspeção detalhados, como raios-X.

Defeitos de encolhimento:

Este defeito pode surgir devido à insuficiência de metal para compensar o metal espesso que está sendo solidificado.

  1. Defeitos de contração abertos:

Essas deformidades superficiais aparecem na peça fundida à medida que o metal encolhe após o resfriamento. Estes podem incluir depressões ou cavidades abertas à atmosfera.

Causa:

O resfriamento e a solidificação desiguais do metal levam a áreas onde o metal encolheu, mas ainda precisa ser compensado com material adicional.

Prevenção:

  • Certifique-se de que a peça fundida esteja resfriada uniformemente para evitar encolhimento irregular. 
  • Use risers no processo de fundição. Risers são reservatórios de material fundido que alimentam a peça fundida à medida que ela contrai, compensando a diminuição de volume.
  • Implementar tolerância de encolhimento adequada na peça fundida e projeto de molde. Isto envolve calcular e acomodar o encolhimento esperado do metal durante a solidificação.

Identificação:

Visível durante uma inspeção visual. Distinguem-se dos espiráculos/orifícios abertos pela sua forma irregular e localização correspondente às últimas áreas a solidificar.

  1. Defeitos de contração fechados:
Diagrama Exibindo um defeito de contração fechado dentro de uma peça fundida de metal, indicativo de solidificação inadequada

Esses defeitos internos lembram porosidade e não são visíveis na superfície. Eles geralmente aparecem como redes de pequenas cavidades dentro da peça fundida.

Causa:

Semelhante aos defeitos de contração abertos, eles são causados por resfriamento e solidificação irregulares, mas neste caso, as cavidades ficam presas dentro do metal solidificado.

Prevenção:

  • Controle o gradiente de temperatura durante o resfriamento para minimizar a solidificação irregular.
  • Projete a peça fundida e o molde com tolerância de contração, considerando a estrutura interna da peça fundida.
  • Os resfriadores, que são pedaços de material com alta capacidade térmica, são utilizados no molde para controlar as taxas locais de resfriamento e solidificação.

Identificação:

Normalmente requer métodos de inspeção interna como Raio X ou tomografia computadorizada, pois não são visíveis na superfície.

Defeitos Metalúrgicos:

  1. Ponto de acesso:
Ponto de acesso

Estas áreas localizadas em uma peça fundida solidificam por último e geralmente são mais quentes que o material circundante. Eles geralmente aparecem como áreas elevadas ou mais refinadas na peça fundida.

Causa:

É causada por resfriamento irregular, muitas vezes devido ao projeto inadequado da peça fundida ou o molde, fazendo com que áreas específicas retenham o calor por mais tempo.

Prevenção:

  • Projete o molde e a peça fundida para garantir um resfriamento uniforme.
  • Utilize sistemas de resfriamento ou resfriamento para gerenciar áreas quentes.

Identificação:

Foram identificadas visualmente como áreas que esfriam por último. A termografia infravermelha é útil para detectar esse defeito.

  1. Ponto difícil:

Áreas da peça fundida que são mais duras que o material circundante. Eles podem não ser visivelmente distintos, mas podem ser detectados por uma alteração na textura da superfície ou dificuldade de usinagem.

Causa:

Normalmente é formado devido ao resfriamento rápido; resulta em uma microestrutura mais dura, como martensítica em aço. Isto também pode ser devido à segregação dos elementos de liga.

Prevenção:

  • Controle as taxas de resfriamento.
  • Use tratamentos térmicos pós-fundição para homogeneizar a microestrutura.
  • Garanta uma composição consistente do metal fundido.

Identificação:

Foi detectado através de testes de dureza ou durante a usinagem quando a ferramenta enfrentou aumento de resistência.

Uma das falhas comuns de fundição em metal é o rasgo a quente, que se manifesta como rachaduras na superfície do metal. produtos de fundição. Quando uma liga metálica é forçada pelo projeto do molde a se contrair e encolher, isso resulta em rasgo a quente. A solidificação do metal produz essa contração e encolhimento.

  1. Lágrimas quentes:
Close de uma válvula metálica com defeitos de rasgo quente, destacando rachaduras superficiais irregulares

Essas rachaduras irregulares ou irregulares aparecem enquanto a peça fundida está esfriando e solidificando. Eles podem ser defeitos superficiais ou estender-se para dentro da peça fundida

Causa: As rupturas a quente são causadas pela contração do metal durante o resfriamento, levando a tensões que excedem a resistência do metal em solidificação, especialmente em áreas de restrição.

Prevenção:

  • Projete a peça fundida e o molde para minimizar as concentrações de tensão.
  • Garanta gradientes de temperatura adequados e use risers para compensar o encolhimento.

Identificação:

Inspecione visualmente a peça fundida em busca de rachaduras. Um teste de corante penetrante (DPT) ou inspeção de partículas magnéticas (MPI) também pode revelar esses defeitos.

  1. Rachaduras:
Fundição de metal prateado mostrando finas rachaduras indicativas de defeitos de fundição, focadas em uma borda curva

Linhas ou fissuras visíveis na superfície ou dentro da peça fundida. Eles podem variar de linhas finas a grandes lacunas e ser retos ou ramificados.

Causa:

As rachaduras podem ocorrer por vários motivos, incluindo tensões térmicas, resfriamento inadequado ou fraquezas estruturais na peça fundida.

Prevenção:

  • Controle as taxas de resfriamento.
  • Melhore o projeto do molde para reduzir as concentrações de tensão e garantir a qualidade adequada do material.
  • O tratamento térmico pós-fundição também pode ajudar

Identificação:

O teste visual é o principal método para identificar rachaduras. Métodos de testes não destrutivos, como testes ultrassônicos ou radiografia, são usados para trincas internas.

Defeitos no material do molde:

  1. Cortes e Lavagens:

Este defeito é frequentemente enfrentado devido à presença de excesso de metal na superfície da peça fundida. Pode ser visto como uma projeção ou ranhura. Isso acontece quando o metal derramado corrói o material do molde. Este defeito geralmente ocorre entre as linhas de partição e/ou interfaces do molde.

Causa:

A alta velocidade e turbulência do metal fundido combinam-se com a fraqueza do material do molde.

Prevenção:

  • Para evitar esses defeitos, é essencial projetar sistemas de canais que minimizem a turbulência e aumentem a resistência do molde e do macho.

Identificação:

A inspeção visual é o método principal. Os inspetores procuram superfícies irregulares, ranhuras ou excesso de material ao longo das linhas de partição ou interfaces da peça fundida.

  1. Incha:

Este defeito apresenta-se como áreas lisas e ampliadas na superfície da peça fundida, muitas vezes refletindo o formato da cavidade do molde. Os inchaços ocorrem quando o molde ou areia se expande durante o processo de fundição, ampliando a peça final.

Causa:

Os motivos comuns incluem fraca resistência do molde, pressão excessiva do metal ou compactação inadequada da areia.

Prevenção:

  • A prevenção implica o uso de medidas mais robustas materiais de molde, técnicas adequadas de compactação e ajuste das taxas de vazamento.

Identificação:

A detecção de inchaços envolve a procura de protuberâncias inesperadas na superfície de fundição. Eles podem ser identificados por meio de testes visuais.

A inspeção cuidadosa pode identificar as características distintivas de cada uma dessas falhas, e a prevenção desses defeitos depende principalmente de moldes bem projetados, materiais cuidadosamente escolhidos e processos de fundição bem gerenciados.

  1. Gotas:

Estas são saliências irregulares em uma peça fundida, geralmente encontradas em suas superfícies superiores. Isso ocorre quando pedaços do material do molde se desprendem e ficam embutidos na peça fundida.

Causa:

As causas são normalmente um molde fraco ou reforço insuficiente dos materiais do molde.

Prevenção:

  • As causas são normalmente um molde fraco ou reforço insuficiente do molde.

Identificação:

As gotas podem ser identificadas a olho nu durante testes visuais.

  1. Fusão:

É observado como uma crosta fina e vítrea que adere à superfície da peça fundida. Isto dá à superfície de fundição uma aparência quebradiça e vítrea, criada pela fusão de grãos de areia com metal fundido.

Causa:

A fusão ocorre quando o material do molde se funde com o metal fundido, normalmente devido à baixa refratariedade do material do molde ou a temperaturas de vazamento excessivamente altas.

Prevenção:

  • Utilizar materiais de molde com maior resistência ao calor e controlar a temperatura de vazamento são medidas preventivas eficazes.

Identificação:

A fusão é identificável inspecionando áreas onde a peça fundida apresenta uma aparência fundida, semelhante a vidro.

Penetração Metálica:

Este defeito se manifesta como um acabamento superficial áspero e irregular na peça fundida, causado quando o metal fundido se infiltra nas lacunas do material do molde.

Causas: Os principais fatores que contribuem incluem areia de molde com baixa resistência ou alta permeabilidade e grãos de areia grossos.

Prevenção:

  • Utilizar areia mais fina e vital e garantir a aplicação adequada da solução de lavagem de mofo pode ajudar a prevenir esse problema.

Identificação: Superfícies ásperas e irregulares onde o metal parece ter se infiltrado no molde indicam penetração do metal. Estes podem ser identificados através da inspeção visual da peça fundida.

Caudas e fivelas de rato:

Elas aparecem como linhas irregulares ou rachaduras na peça fundida, geralmente encontradas em superfícies planas. Fivelas são formas mais graves de cauda de rato. Resultam da expansão da areia a altas temperaturas, criando imperfeições semelhantes a linhas.

Causas: Calor excessivo, projeto de molde inadequado e propriedades inadequadas da areia são causas típicas.

Prevenção: Ajustar a composição da areia para obter melhor resistência ao calor e projetar moldes para minimizar grandes seções planas pode ser eficaz na prevenção.

Identificação: Caudas de rato e fivelas são identificadas procurando imperfeições ou rachaduras semelhantes a linhas, especialmente em superfícies planas da peça fundida.

Derramamento de defeitos de metal:

  1. Tiro frio:

Esses defeitos ocorrem quando pequenos respingos ou gotículas de metal fundido se solidificam antes que possam se integrar totalmente ao corpo principal da peça fundida. Eles aparecem como pequenos glóbulos metálicos na superfície ou dentro da peça fundida.

Causas: Esse defeito normalmente surge quando o metal fundido é derramado muito lentamente ou em uma altura muito grande, fazendo com que ele esfrie e solidifique no ar antes de pousar no molde. Outros fatores que contribuem incluem baixa temperatura de funcionamento e turbulência durante o vazamento.

Prevenção:

  • Para evitar disparos a frio, é crucial garantir que o metal fundido seja derramado na temperatura e velocidade corretas.
  • Reduzir a altura a partir da qual o metal é derramado também pode ajudar, assim como projetar o sistema de comporta para minimizar a turbulência.

Técnicas de identificação: Os disparos a frio podem ser identificados através de inspeção visual, onde pequenos nódulos metálicos redondos são visíveis na superfície ou na seção transversal da peça fundida. Raios X ou outros métodos de teste não destrutivos podem ser necessários se forem internos.

  1. Fechamento a frio:

Este defeito ocorre quando duas correntes de metal fundido fluem para dentro do molde, mas não se fundem adequadamente, resultando em uma rachadura ou linha na superfície da peça fundida ou em uma costura interna.

Causas: Este defeito é frequentemente causado por uma temperatura de vazamento muito baixa, uma velocidade de vazamento lenta ou resfriamento prematuro do metal, impedindo que os fluxos se fundam perfeitamente.

Prevenção:

  • Para evitar fechamentos a frio, é essencial manter temperatura e velocidade de vazamento adequadas.
  • O projeto do sistema de passagem também deve garantir um fluxo contínuo e consistente de metal fundido no molde.

Técnicas de identificação: Os fechamentos a frio são geralmente visíveis como defeitos lineares na superfície da peça fundida. Técnicas como testes ultrassônicos ou radiografias podem ser necessárias para detectar defeitos internos.

  1. Erros de execução:

Este defeito ocorre quando o metal fundido não consegue preencher toda a cavidade do molde, resultando em uma peça fundida incompleta ou em partes da peça fundida mais finas do que o pretendido.

Causas: As principais causas de erros de execução incluem vazamento do metal a uma temperatura muito baixa, velocidade de fluxo inadequada ou um projeto de molde complexo que dificulta o fluxo do metal fundido.

Prevenção:

  • Garantir a temperatura e a velocidade de vazamento ideais é fundamental para evitar erros de execução.
  • Projeto de molde deve facilitar o fácil fluxo do metal, possivelmente exigindo modificações no moldes complexos.

Técnicas de identificação: Erros de execução geralmente são aparentes após inspeção visual como áreas onde o metal não preencheu o molde, levando a seções incompletas ou finas na peça fundida. Em casos de erros sutis, as verificações dimensionais podem revelar discrepâncias.

Defeitos de forma de fundição:

  1. Mudança ou Incompatibilidade:

Este defeito é caracterizado por um desalinhamento entre as diferentes partes do molde, originando uma peça fundida que não corresponde ao desenho pretendido. O desalinhamento pode fazer com que a peça fundida tenha superfícies irregulares ou formato assimétrico.

Causas: A principal causa do deslocamento ou incompatibilidade é o alinhamento inadequado das peças do molde durante a montagem. Isso pode ocorrer devido ao posicionamento impreciso, desgaste do molde ou fixação inadequada.

Prevenção:

  • Garantir o alinhamento preciso das peças do molde é crucial.
  • A manutenção e verificações regulares do molde, juntamente com o uso de ferramentas de alinhamento de precisão, podem prevenir esse defeito.
  • A fixação adequada e segura das peças do molde também são essenciais.

Identificação e Retificação: Esse defeito normalmente é identificado visualmente pela inspeção do alinhamento do molde e da simetria da peça fundida. Para corrigi-lo, realinhe as peças do molde com precisão e verifique se há desgaste que possa exigir reparo ou substituição do molde.

  1. Flash, barbatana e rebarbas:
Peça de metal fundido com excesso de rebarbas, aletas e rebarbas ao longo das bordas, indicando necessidade de corte e acabamento

Rebarbas, aletas e rebarbas aparecem como filmes finos ou excesso de material ao longo das bordas ou superfícies da peça fundida. Eles geralmente são leves e podem se estender além do formato pretendido da peça fundida.

Causas: Esses defeitos são geralmente causados pelo escape de metal fundido entre os mofo interfaces devido à alta pressão, excesso de metal no molde ou má fixação das peças do molde.

Prevenção:

  • Fixar e alinhar adequadamente as peças do molde é fundamental para evitar esses defeitos.
  • Garantir o volume e a pressão corretos do metal para o tamanho do molde e usar a pressão de fixação adequada também pode ajudar.

Identificação e Retificação: Rebarbas, aletas e rebarbas são facilmente identificadas através da inspeção visual, onde o excesso de material é visto saindo da superfície da peça fundida. A retificação envolve a remoção do material extra por meio de processos como retificação ou usinagem.

Rachaduras na fundição:

  1. Rachadura quente:

Isso também é conhecido como trincas a quente, que aparecem como linhas irregulares ou irregulares na peça fundida. Eles podem ser superficiais ou penetrar profundamente na peça fundida, muitas vezes seguindo os limites dos grãos.

Causas: Essas trincas ocorrem durante a fase de solidificação, quando o metal está parcialmente sólido e parcialmente líquido. Eles são causados principalmente por tensões térmicas que excedem a resistência do metal em seu estado semissólido, muitas vezes devido ao resfriamento desigual ou a gradientes térmicos.

Prevenção: Para evitar fissuras quentes, é essencial garantir o seguinte:

  • Resfriamento uniforme da peça fundida. Isso pode ser evitado projetando cuidadosamente o molde e o sistema de comporta, controlando as temperaturas de vazamento e usando resfriamento para gerenciar pontos críticos.
  • Um design adequado para evitar cantos vivos e seções pesadas também pode reduzir o risco.

Identificação e Retificação: As fissuras quentes podem ser identificadas visualmente, muitas vezes exigindo ampliação. Métodos de teste não destrutivos, como teste de corante penetrante ou radiografia, são usados para rachaduras internas. A retificação normalmente envolve soldagem ou retrabalho da área afetada, embora isso dependa da gravidade e da localização da trinca.

  1. Rachadura fria:

Estas, também conhecidas como fissuras de tensão, são normalmente mais retas e mais definidas do que as fissuras quentes. Eles podem aparecer após o processo de fundição, muitas vezes à temperatura ambiente.

Causas: As fissuras a frio são causadas principalmente por tensões residuais que se desenvolvem durante o resfriamento e a solidificação. Taxas de resfriamento inadequadas, transformações de fase no metal e projetos de fundição restritos podem exacerbar essas tensões.

Prevenção:

  • A prevenção de trincas a frio envolve controlar a taxa de resfriamento da peça fundida e garantir um gradiente de temperatura uniforme em toda a peça.
  • Modificações de projeto para reduzir as concentrações de tensão e processos de tratamento térmico apropriados também podem ser eficazes.

Identificação e Retificação: As fissuras a frio são normalmente identificadas através de inspeção visual, embora também possam ser detectadas através de testes não destrutivos se forem internas. A retificação geralmente requer soldagem e tratamento térmico apropriado para aliviar tensões residuais.

Outros defeitos de fundição:

  1. Problemas de composição e desempenho:

Esses defeitos nem sempre são visíveis, mas afetam a composição química e as propriedades mecânicas da peça fundida, como resistência, flexibilidade e resistência à corrosão.

Causas: Problemas de composição e desempenho podem surgir de impurezas no metal, composições incorretas de liga, procedimentos inadequados de fusão e mistura ou tratamentos pós-fundição inadequados.

Prevenção:

  • O controle rigoroso sobre a qualidade do material, a formulação precisa das ligas e a adesão aos processos adequados de fusão e tratamento são cruciais para prevenir esses defeitos.

Identificação e Retificação: Esses defeitos são normalmente identificados através de análises químicas e testes mecânicos da peça fundida. A retificação envolve ajustar a composição do material, refinar o processo de fusão ou aplicar tratamentos térmicos adicionais.

Conclusão:

Compreender e prevenir defeitos de fundição é crucial na indústria de fundição de metal, pois esses defeitos afetam significativamente a qualidade, funcionalidade e confiabilidade dos produtos fundidos. A identificação precisa e medidas proativas para prevenir tais defeitos são cruciais para manter padrões de alta qualidade. Enfatizar a melhoria contínua da qualidade nos processos de fundição é essencial.

Isto aborda os desafios existentes, impulsiona a inovação e promove a eficiência geral e a sustentabilidade da indústria. Em última análise, um foco incansável no controle de qualidade e no refinamento do processo é vital para o avanço e a confiabilidade do setor de fundição.

Contato Profissionais da HiTop Industrial para serviços de fundição sem defeitos.”

Perguntas frequentes:

Quais são as causas mais comuns de defeitos de fundição e como podem ser prevenidas?

As causas mais comuns de defeitos de fundição incluem taxas de resfriamento inadequadas, solidificação irregular, aprisionamento de gás e projeto de molde inadequado. As estratégias de prevenção envolvem:

  • Projetar sistemas de comporta adequados e garantir um resfriamento uniforme para evitar encolhimento irregular.
  • Melhorar a ventilação do molde para reduzir o aprisionamento de gases.
  • Controlando a temperatura de vazamento e a qualidade do metal.
  • Uso de risers e resfriadores em moldes para gerenciar taxas de resfriamento locais.
  • Inspeção e manutenção regular dos moldes para evitar defeitos como desalinhamentos e erosão.

Como identificar defeitos internos de fundição que não são visíveis na superfície?

Defeitos internos de fundição podem ser identificados usando métodos de testes não destrutivos, como:

  • Radiografia ou tomografia computadorizada: Esses métodos são eficazes para detectar vazios internos, porosidade e defeitos de contração.
  • Teste ultrassônico: Esta técnica utiliza ondas sonoras de alta frequência para detectar falhas como rachaduras internas e inclusões.
  • Inspeção de partículas magnéticas: Útil para identificar defeitos superficiais e próximos à superfície em materiais ferromagnéticos.
  • Teste de corante penetrante: Aplicável para localizar defeitos de ruptura superficial em materiais não porosos.

Quais são as implicações dos defeitos de fundição na funcionalidade e confiabilidade das peças de engenharia?

Os defeitos de fundição podem impactar significativamente a funcionalidade e a confiabilidade das peças de engenharia ao:

  • Reduzindo a integridade estrutural: Defeitos como porosidade, encolhimento e rachaduras podem enfraquecer o material, levando à falha prematura sob tensão ou carga.
  • Afetando a estética: Defeitos superficiais como inchaços, flashes e fechamentos a frio podem degradar a aparência da peça, o que é crucial para produtos voltados para o consumidor.
  • Comprometendo propriedades mecânicas: Os defeitos podem alterar as propriedades mecânicas esperadas da peça, como resistência, flexibilidade e resistência à corrosão, afetando assim o seu desempenho na aplicação pretendida.

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