Los fallos en el acero para moldes de fundición de aluminio incluyen principalmente grietas por fatiga térmica, adhesión por oxidación y deformación, causados por factores cuantificados de trabajo a alta temperatura.
Las grietas por fatiga térmica representan el 55 % de los fallos en los moldes de acero para trabajo en caliente H13, y se producen tras más de 60 000 ciclos alternos de frío y calor.
La oxidación de la superficie del molde y los fallos por adherencia representan el 30 % del total de fallos, causados por el contacto prolongado con aluminio fundido a más de 650 ℃.
Los fallos por deformación dimensional representan el 15 % de los fallos y se producen cuando la diferencia de temperatura local en el molde supera los 50 ℃ durante un periodo prolongado.
Los moldes de fundición LPDC presentan la mayor probabilidad de fisuración por fatiga debido a las frecuentes retenciones de presión y a las alternancias entre frío y calor.
Los moldes de fundición por gravedad son propensos a defectos por adherencia debido a la gran superficie de contacto con el aluminio fundido y a la lenta velocidad de llenado.
Los fallos de los moldes de fundición por contrapresión (CPC) se deben principalmente a deformaciones locales causadas por una carga de alta presión prolongada.
La simulación CAE de Procast puede predecir con antelación el 92 % de los posibles puntos de fallo del acero del molde, lo que permite una optimización estructural específica.
Una disposición inadecuada de los canales de enfriamiento aumenta la probabilidad de fallo del acero del molde en un 40 % debido a un campo de temperatura desequilibrado.
Los fallos del acero del molde de las llantas de aluminio se concentran en la superficie de la cavidad, mientras que los moldes de piezas estructurales de vehículos eléctricos fallan principalmente en los bordes de las paredes delgadas.
Un proceso de pulverización inadecuado acelera el desgaste de la superficie del molde, lo que aumenta la porosidad, la contracción y la tasa de defectos superficiales de la pieza fundida.
Las pruebas de ensayo estándar de los moldes de fundición permiten detectar el 95 % de los riesgos potenciales de fallo del acero antes de la entrega para la producción en serie.
El mecanismo de fallo del acero de los moldes de fundición de aluminio constituye una base técnica clave para el mantenimiento de los moldes y la prolongación de su vida útil. El acero para trabajo en caliente H13 sufre envejecimiento y una disminución de sus prestaciones en condiciones de trabajo prolongadas a alta temperatura, alta presión y alternancia entre frío y calor. Los datos de producción en serie muestran que las grietas por fatiga térmica son la forma de fallo más habitual, especialmente en los moldes de fundición LPDC con ciclos de producción de alta frecuencia. Los moldes de fundición por gravedad son propensos a fallos por adhesión del aluminio fundido debido al prolongado tiempo de contacto entre el líquido fundido y la cavidad. Los moldes de fundición por contrapresión (CPC) soportan una carga de alta presión continua, lo que hace que la deformación estructural local sea el principal tipo de fallo. A diferencia del modo de fallo único de los moldes mecánicos ordinarios, el fallo del acero para moldes de fundición es la superposición de la fatiga térmica, la carga de presión y la adhesión química. Los moldes para llantas de aluminio y los moldes para piezas estructurales de vehículos eléctricos presentan ubicaciones de fallo diferenciadas debido a sus distintas características estructurales. La simulación CAE profesional de Procast analiza el campo de temperatura, el campo de tensiones y el campo de flujo para localizar con precisión los puntos de riesgo de fallo. La optimización de la disposición de la refrigeración, la estandarización del proceso de pulverización y la adaptación de ciclos de producción razonables pueden reducir eficazmente la probabilidad de fallo del acero. Las rigurosas pruebas de ensayo de los moldes de fundición previas a la entrega eliminan los posibles riesgos estructurales y de material, lo que garantiza un rendimiento estable del molde en la producción industrial en serie a largo plazo y reduce las pérdidas por paradas inesperadas causadas por el fallo del molde.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cuál es el tipo de fallo más común en el acero de los moldes de fundición? R1: Las grietas por fatiga térmica, que representan el 55 % del total de fallos de los moldes.
P2: ¿Tras cuántos ciclos suelen aparecer las grietas por fatiga? R2: Por lo general, se producen tras 60 000 ciclos alternos de frío y calor.
P3: ¿A qué tipo de fallo son propensos los moldes de fundición por gravedad? R3: A los defectos de adherencia del aluminio fundido al molde, que representan el 30 % de los fallos.
P4: ¿Qué provoca la deformación dimensional del acero para moldes de fundición? R4: Una diferencia de temperatura local a largo plazo superior a 50 ℃ provoca la deformación.
P5: ¿Cuántos puntos de fallo puede predecir con antelación la simulación CAE? R5: Predice con precisión el 92 % de los riesgos potenciales de fallo del acero para moldes.
P6: ¿En qué puntos fallan principalmente los moldes para vehículos eléctricos? R6: La concentración de tensiones en los bordes de las paredes delgadas provoca fallos locales.
P7: ¿Cuántos riesgos potenciales se pueden descartar mediante pruebas piloto? R7: Se elimina el 95 % de los riesgos de fallo del acero antes de la producción en serie.
