Modelo predictivo de microestructura para piezas de aluminio fabricadas bajo la tecnología de baja presión

Las aleaciones de Aluminio-Silicio son las aleaciones más utilizadas para la producción de piezas de fundición de aluminio debido a su elevada colabilidad y buenas propiedades mecánicas. Un buen tratamiento del metal líquido (afinado de grano, modificado de las partículas de Al-Si y desgasificado) es necesario para obtener esas buenas propiedades mecánicas.

El analisis térmico de la curva de solidificación es una herramienta que permite evaluar la calidad metalúrgica (afino de grano y grado de modificado) del aluminio fundido en una taza de análisis estándar. Sin embargo, la obtención de una buena calidad del metal en una taza estándar no asegura una correcta calidad en las piezas reales, donde existen zonas de diferente espesor, módulo y velocidad de enfriamiento, que algunas veces difieren en gran medida de las condiciones de solidificación de la taza estándar.

En el presente trabajo se establecen las relaciones entre los parámetros de análisis térmico de una taza estándar, evaluada mediante el uso del equipo Thermolan®-Al y la microestructura obtenida en las diferentes zonas de una pieza fabricada mediante la tecnología de baja presión en una planta de fundición.

Para el desarrollo de este trabajo se han llevado a cabo con diferentes calidades del metal dos series de experimentos:

• Colada de una pieza test: molde metálico de cilindros de diferente módulo colados por gravedad. De cada colada se obtienen 5 cilindros con diferente módulo térmico. La velocidad de enfriamiento en el estado líquido de estos cilindros oscila entre -8.5 y -32 ° C / s. Un termopar ubicado en el centro de cada cilindro registra la evolución de la temperatura durante la solidificación.
• Colada de llanta de automoción colada en molde metálico mediante la tecnología de Baja Presión). Se ha evaluado la microestructura en diferentes zonas de la pieza en función de su módulo y curva de enfriamiento obtenida mediante simulación.

Los resultados obtenidos en las pruebas han permitido desarrollar un modelo de la evolución del afino de grano en función del subenfriamiento de la curva de solidificación y del módulo térmico en las piezas tests. Este modelo ha sido validado y ajustado para las piezas fabricadas industrialmente con esas diferentes calidades del metal.