La fabricación de piezas de fundición nodular en moldes metálicos

La fabricación de piezas de fundición nodular en moldes metálicos: una tecnología innovadora

El empleo de coquillas o moldes metálicos para fabricar piezas de fundición de hierro es una tecnología muy minoritaria e innovadora, a pesar de que este tipo de moldes sí se utiliza en el caso de las aleaciones de aluminio. Por otra parte, el hecho de que el material utilizado para fabricar las propias coquillas sea también una aleación de hierro (normalmente fundición grafítica laminar) resulta “singular”, puesto que tanto el material colado en los moldes como el que los constituye tienen propiedades químicas y físicas similares.

De forma convencional, los moldes empleados por la mayoría de las plantas de fundición se elaboran con mezclas convenientemente preparadas que contienen arena de sílice como constituyente mayoritario. Este procedimiento es barato, tiene una alta productividad. Sin embargo, la utilización de moldes metálicos constituye una alternativa que ofrece ventajas tecnológicas, aunque también alberga ciertas dificultades que, de no ser controladas, pueden afectar a las características del material fabricado.

La puesta en marcha de un procedimiento de fabricación de piezas de fundición esferoidal utilizando moldes metálicos es un reto innovador y de gran interés, debido al elevado número de singularidades de este proceso. Su característica principal es el rápido enfriamiento de la aleación colada, puesto que el material metálico del molde es capaz de evacuar fácilmente el calor procedente del metal fundido. Como consecuencia, se obtienen cambios estructurales que pueden ser utilizados para mejorar las propiedades de las aleaciones de hierro. Ejemplos de ello son el notable aumento de la densidad de esferoides grafíticos por unidad de superficie-volumen de material, la mejora en la calidad superficial de las piezas y/o la obtención de estructuras más ferríticas. Por otro lado, es posible separar las piezas de los moldes de forma sencilla, se minimizan los fenómenos de contracción del metal durante la solidificación y no se necesitan instalaciones costosas que alberguen ingentes cantidades de arena.

Como se ha mencionado anteriormente, en este tipo de procesos también existen dificultades como el mayor riesgo en la formación de carburos de hierro, aspecto que puede acentuarse si la calidad del metal de colada no alcanza un nivel adecuado, o la formación de pliegues o arrugas superficiales (incluso uniones frías en secciones de poco espesor). A pesar de ello, es posible afrontar estas desventajas, trabajando sobre el diseño de las piezas y sobre los sistemas de llenado y alimentación, además de mejorar la calidad del hierro nodular preparado. De este modo, es posible fabricar eficazmente piezas de fundición nodular con mayor rapidez tanto en series cortas como largas (dependiendo de la instalación disponible). Es decir, se trata de una técnica que puede cubrir, de forma rentable, la demanda de piezas fabricadas con materiales de calidad contrastada.