O consenso atual sobre as medidas tecnológicas a serem tomadas para solucionar e prevenir cavidades de contração e porosidade em peças fundidas de ferro fundido nodular é que o molde deve ter rigidez e resistência suficientes, sua composição química deve ser próxima à composição eutética e o tratamento de esferoidização e inoculação deve ser reforçado para gerar expansão de grafitização suficiente. No entanto, ainda há controvérsias no projeto do processo. A teoria da solidificação em equilíbrio sugere que a expansão de grafitização do ferro fundido nodular pode compensar a contração de solidificação. Portanto, o processo deve tomar medidas para garantir que a contração e a expansão por unidade de tempo, e a contração e a alimentação, sejam proporcionais. A superposição da expansão e da contração dinâmica é usada para atingir o objetivo de alimentação da peça fundida. O conceito de usar alimentadores é de alimentação limitada; o alimentador não precisa estar localizado após a solidificação da peça fundida. O papel dos resfriadores é equilibrar a diferença de espessura da parede da peça fundida, eliminar pontos quentes e antecipar parte da grafitização. Outros acreditam que a contração do ferro fundido nodular é maior que sua expansão, exigindo alimentação externa. O alimentador não pode estar localizado após a solidificação da peça fundida. A função dos resfriadores é antecipar e acelerar a contração do ferro fundido, o que facilita a alimentação mais rápida e precisa, sem afetar a sobreposição da expansão e da contração. A principal diferença reside em priorizar a contração autocompensadora da expansão da grafitização ou a alimentação externa.

No que diz respeito a soluções específicas para problemas de porosidade e cavidades de contração em ferro fundido nodular, a XINDA, com décadas de experiência técnica na indústria de fundição, prioriza consistentemente as necessidades dos clientes, focando nos desafios de controle de qualidade de peças fundidas complexas e fornecendo soluções de processo personalizadas para clientes globais. A empresa conta com uma equipe profissional de P&D para controlar com precisão o equilíbrio entre expansão e contração durante o processo de solidificação do ferro fundido nodular. Desenvolveu um sistema técnico consolidado em áreas-chave como configuração de resfriadores, dosagem de materiais e tratamento de inoculação por esferoidização, ajudando com sucesso inúmeros líderes do setor a superar defeitos de contração em peças fundidas complexas e conquistando amplo reconhecimento no mercado.

Segue um estudo de caso de um cliente da XINDA sobre a instalação de um sistema de resfriamento rápido (chiller): a peça fundida é um porta-satélites dentro de uma caixa de engrenagens de turbina eólica, feito de aço QT700-2A, pesando 3 toneladas, com uma espessura de parede de aproximadamente 120 mm. Inicialmente, os chillers no eixo eram relativamente espessos, com grandes folgas. A área de resfriamento efetiva dos chillers representava apenas 30% da área total de resfriamento necessária para a peça fundida, resultando em uma qualidade de fundição altamente instável. Defeitos de contração eram frequentemente detectados durante a inspeção de falhas na raiz do eixo e entre os chillers. Posteriormente, sob a orientação precisa da equipe técnica da XINDA, o projeto do chiller foi otimizado, reduzindo a espessura dos chillers e aumentando a área de resfriamento. Devido à redução da espessura da parede do chiller, a folga entre eles pôde ser adequadamente reduzida, levando, em última análise, a uma solução de processo bem-sucedida e estável. Isso não apenas resolveu completamente o problema de defeitos de contração, mas também melhorou a eficiência da produção e reduziu os custos de fabricação. Seja para componentes grandes e espessos em energia eólica, máquinas de construção ou peças automotivas, ou para componentes pequenos e de precisão, a XINDA pode alavancar suas principais vantagens tecnológicas para fornecer aos clientes soluções eficientes e confiáveis ​​para cavidades de contração e porosidade.

O ferro fundido nodular, devido ao seu alto teor de carbono e equivalente de carbono, apresenta uma expansão significativa por grafitização. Como o ferro fundido nodular solidifica de maneira pastosa, o tempo eutético é longo. A expansão por grafitização é grande no estágio eutético inicial, mas menor no estágio posterior, à medida que a grafita cresce dentro da austenita. Portanto, para uma peça específica, isso se manifesta como a separação entre a contração e a expansão por solidificação na peça fundida.

Simplesmente enfatizar a separação entre contração e expansão, exigindo alimentação externa, pode não resolver o problema; contudo, superestimar o efeito de autoalimentação da expansão por grafitização também pode ser ineficaz. As características estruturais da peça fundida devem ser consideradas de forma abrangente; isso representa essencialmente uma evolução da teoria da solidificação em equilíbrio. De fato, usar a teoria da pressão para explicar a contração em peças fundidas pode ser mais abrangente e eficaz. Todas as medidas de processo que ajudam a prevenir defeitos de contração em peças fundidas podem ser consideradas como um aumento da pressão geral na área local da peça durante a solidificação, seja reduzindo ou minimizando a pressão negativa, seja aumentando a pressão positiva ou sua taxa de utilização.

Medidas de processo que reduzem a pressão negativa gerada pela contração e aumentam a grafitização e sua utilização são eficazes na prevenção de defeitos de contração em quase todas as peças fundidas de ferro fundido nodular, mas a forma de utilizar a pressão hidrostática do ferro fundido varia na prática. Para peças finas e pequenas, como o estágio eutético é uniforme em toda a seção transversal, a expansão e a contração não podem ser aproveitadas devido à separação. Portanto, é crucial utilizar a pressão hidrostática do líquido para manter a solidificação em um nível de pressão positiva. Para peças espessas e grandes, no entanto, sua estrutura determina a diferença na sequência de solidificação eutética entre as partes externa e interna da seção transversal — ou seja, a diferença no tempo de expansão da grafitização e contração da solidificação. Isso permite a sobreposição da expansão e contração interna e externa, possibilitando a produção de uma peça fundida sem defeitos, sem a necessidade de pressão hidrostática externa. Por outro lado, o uso de alimentação externa pode ter efeitos adversos.