Como prevenir a porosidade por gás penetrante durante a fundição?
2026-07-02 13:37A porosidade por gás penetrante representa mais de 60% de todos os poros gasosos em peças fundidas de ferro, tornando-se o tipo de porosidade mais prevalente e problemático na produção de peças fundidas. Caracterizada por tamanho grande e paredes internas lisas, ela aparece principalmente na camada superficial das peças fundidas e é difícil de corrigir após sua formação. Partindo das causas principais, este artigo apresenta sistematicamente as principais estratégias para prevenir a porosidade por gás penetrante, ajudando você a reduzir a taxa de rejeição por porosidade para menos de 8%.
I. Princípios básicos: Como a porosidade induzida por gás penetra nas peças fundidas?
A essência da porosidade por gás penetrante reside no gás gerado por moldes ou núcleos de areia sob a ação do metal fundido em alta temperatura. Quando a pressão do gás na interface molde-metal excede a resistência ao fluxo do metal fundido, o gás se aloja à força no metal líquido. Sem conseguir subir e escapar a tempo, o gás acaba ficando preso dentro da peça fundida durante a solidificação.
| Fator chave | Descrição |
|---|---|
| Fonte de geração excessiva de gás | Alto teor de umidade da areia de moldagem, alta liberação de gases do aglutinante, abundância de matéria volátil no revestimento |
| Canais de ventilação obstruídos | Baixa permeabilidade da areia, orifícios de ventilação insuficientes, espaços vazios na impressão do núcleo selados. |
| O metal fundido não resiste à penetração de gás. | Temperatura de vazamento excessivamente baixa, velocidade de enchimento muito rápida, pressão estática insuficiente. |
II. Interromper as fontes de gás – Reduzir a evolução de gás na areia de moldagem e no núcleo.
Controle rigorosamente o teor de umidade da areia de moldagem.
A umidade da areia verde não deve ser excessiva, especialmente para fundição de ligas de alumínio; o teor de umidade da areia verde deve ser controlado abaixo de 6,0%. Uma vez que a água vaporiza, seu volume se expande milhares de vezes, causando um aumento instantâneo da pressão do gás na interface molde-metal. O teor de umidade da areia de moldagem para fundição de aço não deve exceder 5,5%, e um controle ainda mais rigoroso é necessário para fundição de ferro fundido nodular.
Restringir substâncias geradoras de gás
O teor de materiais liberadores de gás, como pó de carvão e óleo pesado, deve ser devidamente controlado, pois a adição excessiva traz efeitos adversos em vez de benefícios.
Minimize o uso de água com a escova durante a criação de padrões e o reparo de moldes para evitar umidade excessiva localizada.
Os gases decompostos de nitrogênio e hidrogênio da areia de resina furânica são os principais responsáveis pela porosidade penetrante em peças fundidas de liga de alumínio. Aglomerantes com baixo teor de nitrogênio podem ser adotados como alternativa.
Garantir uma secagem completa e de qualidade.
Moldes secos e moldes com superfície seca devem estar completamente secos. Os moldes devem ser montados e o material fundido deve ser vazado imediatamente após a secagem, sem armazenamento prolongado para evitar a reabsorção de umidade e a adsorção de gases. Este requisito é particularmente crítico para a produção de peças fundidas de grandes dimensões — a reabsorção de umidade tornará todo o trabalho anterior inútil.
Calafrios e grinaldas devem atender ao padrão "Três Nãos"
Livre de ferrugem, contaminação por óleo e umidade, e mantido completamente seco.
III. Desobstruir canais de ventilação – Melhorar a permeabilidade ao mofo
Controle razoavelmente o grau de compactação do molde
Quanto maior o grau de compactação, menor a permeabilidade e maior a tendência à formação de porosidade por gás penetrante. Reduza o grau de compactação o máximo possível, garantindo, ao mesmo tempo, resistência suficiente do molde.
Posição Requisito de compactação Razão Parede de molde, barra de molde Relativamente denso Assegure resistência suficiente para evitar o colapso do molde durante o levantamento e manuseio. Parte inferior do molde de areia Mais denso que a parte superior Resistir ao impacto da erosão causada por metal fundido superfície da cavidade do molde Relativamente denso Resista à abrasão por metal fundido Áreas distantes da cavidade do molde Relativamente solto Facilitar a ventilação de gases Faça vários furos de ventilação – uma medida simples, porém muito eficaz.
Após compactar e nivelar o molde superior, faça os orifícios de ventilação com agulhas de ventilação. O diâmetro da agulha varia de 2 mm a 8 mm, com pelo menos 4 a 5 furos por decímetro quadrado.
A profundidade do furo deve estar a 2–10 mm da superfície do padrão.
Devem ser feitos furos de ventilação cegos acima das seções de fundição, e devem ser dispostos furos de ventilação abertos nos pontos mais altos da cavidade do molde.
A área da seção transversal total de todas as aberturas de ventilação deve ser maior ou igual à área da seção transversal total de todas as entradas de gás para garantir a descarga desimpedida do gás.
Ventilação do núcleo – Prioridade máxima
Tipo de núcleo Sistema de Ventilação núcleo pequeno e simples Faça furos de ventilação na posição central. Núcleo complexo/curvo Incorpore fios de cera ou cordas de palha, que se queimam sob alta temperatura para formar passagens de gás. núcleo retangular pesado Preencha o interior com coque/escória para reduzir a espessura da camada de areia e conecte os orifícios de ventilação perfurados nos moldes do núcleo à cavidade interna. Núcleo cilíndrico longo Utilize tubo de ferro como estrutura central, faça pequenos furos radiais no tubo e envolva-o externamente com corda de palha.
IV. Prevenir o aprisionamento de gás – Acelerar a flutuação e a fuga de bolhas de gás
Aumente adequadamente a temperatura de despejo.
Após o aumento da temperatura de vazamento: a viscosidade do metal fundido diminui, melhorando a fluidez; o tempo de formação da crosta é prolongado, dando ao gás penetrante tempo suficiente para subir e escapar. As ligas de alumínio são particularmente sensíveis; o vazamento a baixa temperatura quase inevitavelmente causa defeitos de porosidade por gás.
Reduza a velocidade de despejo e obtenha um preenchimento uniforme do molde.
O vazamento excessivamente rápido arrastará gases e gerará ar aprisionado, enquanto os núcleos de areia não conseguem liberar o gás a tempo. Recomendações:
Diminua a velocidade com que o alumínio fundido cobre os núcleos de areia;
Minimize a distância entre a concha e o copo de alimentação;
Substitua os canais de injeção cônicos por canais ovais planos para evitar a formação de vórtices;
Evite curvas acentuadas no canal de alimentação para garantir que o metal fundido preencha a cavidade do molde de forma suave e sem impactos.
Aumente a altura do canal de alimentação.
Isso aumenta a pressão estática do metal fundido e a resistência à penetração de gases. É um ajuste simples, muitas vezes negligenciado na produção.
V. Medidas Auxiliares: Revestimentos e Proteção de Superfícies
Revestir a superfície dos moldes de areia com revestimentos que apresentem baixa liberação de gases e baixa permeabilidade, formando uma barreira entre o metal fundido e a areia de moldagem para impedir a penetração de gases na cavidade do molde.
Para prevenir a formação de microporos subsuperficiais em peças fundidas de aço, pode-se adicionar uma quantidade adequada de pó de carvão ou óleo pesado à areia de moldagem para formar uma película isolante redutora na interface molde-metal. Simultaneamente, o teor de umidade da areia de moldagem deve ser controlado em ≤5% e a permeabilidade mantida acima de 200. Com base nisso, a aplicação do revestimento Xinda Casting proporcionará uma melhoria significativa na eficácia antiporosidade.
Os revestimentos para moldes da série Xinda são personalizados para atender à demanda de produção antiporosidade. Com baixíssima liberação de gás e propriedade de formação de filme compacto, eles criam uma camada de isolamento de gás mais densa do que os revestimentos comuns, suprimindo eficazmente a geração de poros penetrantes de gás e microfuros subsuperficiais em peças fundidas de aço. Compatíveis com areia de argila, areia resinada furânica e processos de macho em caixa fria, os revestimentos Xinda podem cooperar perfeitamente com pó de carvão e óleo pesado para reduzir a taxa de rejeição causada por defeitos de gás, melhorando significativamente o acabamento superficial e o rendimento de peças fundidas de ferro e aço.