Aplicación del Análisis Térmico al control metalúrgico del proceso de fundición

En esta publicación abordamos las diversas funcionalidades de la herramienta de análisis térmico Thermolan® en las diferentes áreas del proceso de producción y cómo son aplicables para todo tipo de fundiciones. Con el adecuado uso de esta herramienta es posible realizar un control del proceso que permita asegurar la calidad del producto final. 

Comenzando por la cabecera del proceso, en el área de fusión, uno de los usos prácticos más extendidos es la determinación del contenido de carbono cuyos resultados se obtienen con gran precisión y en un corto espacio de tiempo, lo cual permite un control continuo del adecuado nivel de carbono para cada referencia. Al mismo tiempo se analiza la calidad metalúrgica del metal base y se comprueba su evolución en el transcurso del tiempo. Dado que el sistema realiza avisos de desviaciones y presenta acciones correctivas basadas en conocimiento experto, permite realizar ajustes precisos en las cargas de los sistemas fusores.

En cuanto a las aplicaciones del sistema en el área de acondicionamiento y de tratamiento del metal, en el caso de la fundición esferoidal y compacta, la herramienta valora el índice de nodularidad y permite evaluar la calidad metalúrgica del metal antes y después del tratamiento de nodulización con magnesio, pudiendo realizarse estudios comparativos de diferentes aleaciones nodulizantes, así como productos acondicionadores que permiten determinar cuáles son los óptimos para el proceso.

Respecto a las funcionalidades en el área de colada destaca su aplicación para evaluar las principales características metalúrgicas, pero además se puede comparar la influencia de diferentes cargas metálicas, de diferentes nodulizantes y de diversos inoculantes, lo cual permite obtener la trazabilidad de la calidad del metal durante todo el proceso. Thermolan® también obtiene predicciones en pieza de la microestructura matricial, de la caracterización del grafito y de la tendencia a presentar defectos de contracción, de presencia de carburos y de temple inverso.

El proceso de validación de los parámetros S.F. factor (Self feeding factor o capacidad del metal para compensar defectos de contracción) y del índice de nodularidad están basados en cientos de ensayos comparativos entre las predicciones del sistema frente a análisis metalográficos en pieza. Los resultados obtenidos sobre taza térmica predicen los resultados sobre pieza.

Similar ha sido el proceso de validación seguido para obtener el parámetro de sanidad interna de la pieza teniendo en cuenta el análisis térmico y el software desarrollado por Azterlan que tiene en cuenta la geometría de la pieza.

El proceso de validación efectuado para las funcionalidades correspondientes al parámetro de riesgo de aparición de carburos en pieza y para validar las predicciones de contenidos de ferrita/perlita en pieza, también se han realizado analizando metalografías de las zonas críticas requeridas por el cliente.

Como resumen, podemos indicar las siguientes conclusiones. Mediante el análisis térmico es posible predecir las características del material, su sanidad interna y detectar defectos de origen metalúrgico. De esta forma es posible eliminar u optimizar los controles aleatorios de validación de lote y de validación de proceso, ya que permite realizar un control tanto de la nodularidad en el caso de la fundición esferoidal, como del tipo de grafito en la fundición laminar y de la sanidad interna en piezas de seguridad.