Fundición de grafito compacto: un material del pasado para el futuro

La fundición de grafito compacto, también conocida como fundición de grafito vermicular, reúne unas cualidades de elasticidad, resistencia y conductividad térmica intermedias entre la fundición grafítica esferoidal y laminar. Estas propiedades favorecen su utilización en aplicaciones donde es imprescindible la evacuación de calor junto con cierta resistencia y ductilidad, tales como bloques motor, colectores de escape, discos de freno para aerogeneradores, etc.

Sin embargo, a pesar de ser una aleación conocida desde hace décadas, su explotación nunca ha dado el salto cualitativo necesario para convertirse en un material de referencia en el mercado. La escasez de métodos consolidados de control de proceso, capaces de garantizar una homogeneidad de estructura y propiedades físicas en las piezas fabricadas, ha provocado que los clientes se decanten por otro tipo de calidades de hierro.

Su problemática se encuentra asociada a las variaciones particulares de los procesos productivos utilizados para la fabricación de la fundición de grafito compacto. Habitualmente su elaboración se realiza de manera similar a la obtención de hierro nodular: se introduce Mg o Ce como elemento esferoidizante y se puede incorporar algún elemento degenerador de grafito, como Ti o S.

La consecución de los diferentes grados de vermicularidad depende del balance existente entre los diferentes elementos modificadores de la estructura grafítica (Mg, Ce, S, Ti, Al, O, etc.), la velocidad de enfriamiento y la habilidad para formar núcleos grafíticos. Las propias oscilaciones de rendimientos en las adiciones efectuadas, junto con los estrechos márgenes admisibles en la combinación de estos elementos y la incertidumbre de los sistemas de análisis de los mismos provocan un rechazo importante debido a no cumplimiento de la especificación de cliente.

Con la finalidad de incrementar el grado de éxito en la fabricación de esta calidad de hierro, Azterlan ha implementado en su sistema Thermolan® una aplicación basada en el registro de distintas curvas de enfriamiento de probetas estándar (tazas) que permite predecir en tiempo real y de una manera rápida, sencilla y fiable el grado de vermicularidad que aparece en cualquier zona de la pieza que se está fabricando en determinado instante.

Esta técnica permite caracterizar la nucleación y crecimiento del grafito y determinar si se ajusta correctamente a la morfología final deseada, incluso antes de colar ningún molde. Así mismo, habilita el conocimiento de las variaciones existentes en el proceso productivo, la determinación de las acciones correctoras necesarias para adecuar el metal a su especificación, la no fabricación de piezas en las que no se asegure una correcta calidad y la reducción de costos debido a la minimización del rechazo.

La sistemática de control es apta para los distintos procesos productivos (colada manual, semiautomática y automática) y los diferentes tratamientos (Mg, Mg+Ti, Ce) utilizados actualmente en la fabricación de esta aleación, permitiendo garantizar en todo momento la homogeneidad de material requerida por los clientes y, por tanto, abriendo un mercado potencial amplio e interesante para las fundiciones de hierro.