Metalurgia de las Fundiciones

Principales fallas en latón (Cu-Zn)

1. Fallas de colada.

2. Fallas de extrusión.

3. Fallas de trefilado.

4. Fallas de servicio.

Inducidas medioambientalmente.

Por deformación en frío.

Por deformación en caliente.

1. Fallas de colada.

Son producidas principalmente por impurezas que generan grietas y

discontinuidades después de la extrusión y trefilación.

El Bismuto, puede generar grietas intergranulares, favoreciendo el fisuramiento en

trabajo en caliente.

Las inclusiones en base Sodio pueden producir discontinuidades en la superficie e

interior de las barras de latón.

MEJORAMIENTO: CONTROL DE LAS IMPUREZAS Y DETERMINAR

COMPOSICION DE LA MATERIA PRIMA.

2. Fallas de extrusión.

Extrusión Directa

El metal es extrudido a través del dado abriéndolo hasta que sólo queda una

pequeña cantidad.

Extrusión Indirecta

Parte extruida es forzada a través del vástago apisonador.

La principal falla de extrusión es el defecto de cola, la cual es una cavidad que

aparece al final de la barra extruida.

Al aumentar la fricción entre el billet y el contenedor, aumenta el flujo de metal no

uniforme, causando una diferencia de velocidades entre el metal del centro del

billet y el de la superficie, esta diferencia atrae a los óxidos de la superficie al

centro, lo que causa que las capas sucesivas del metal no puedan soldarse,

provocando las discontinuidades y el defecto en el centro de la barra.

MEJORAMIENTO: ELIMINAR CIERTO LARGO DE LA BARRA Y MANTENER

EL VASTAGO DEL CONTENEDOR LIMPIO Y FRECUENTEMENTE

LUBRICADO.

Falla de extrusión directa, defecto de cola.

Otra falla que ocurre durante la extrusión, es el fisuramiento en caliente que

genera una grieta a lo largo de la extrusión, esta es provocada por el

sobrecalentamiento, debido a que la temperatura del billet aumenta con el roce, lo

genera un aumento de temperatura en una zona de segregación provocando el

fisuramiento.

Micrografías mostrando grietas de fisuramiento en caliente de barras.

Micrografías Fisuramiento en caliente que induce exfoliación

MEJORAMIENTO: DISMINUIR LA TEMPERATURA Y VELOCIDAD DE

EXTRUSION.

3. Fallas de trefilado.

La primera falla que puede ocurrir en el trefilado, es el agrietamiento de las

barras en las aristas, causado por una concentración de esfuerzos en ella, en el

enrollado y desenrollado de las barras.

a) Representación esquemática de orilla agrietada, barra hexagonal C38500. b)

Estéreo micrografía de orilla agrietada. c) Detalle de b).

Micrografía sección longitudinal de aleación C38500 en barra hexagonal, mostrando

propagación de grietas.

MEJORAMIENTO: DISMINUIR EL TRABAJO EN FRIO DE PREENROLLADO.

Otra falla que puede ocurrir en el trefilado son las grietas internas o Chevron,

las que pueden ser producidas por el roce excesivo entre el dado y el material y

la reducción de área durante el trefilado.

MEJORAMIENTO: APROPIADA LUBRICACION DEL DADO Y CONTROL

DE REDUCCION DEL AREA ENTRE EL 10 Y 15%

4. Fallas de servicio.

Las fallas de servicio son aquellas fallas producidas durante la producción al

manufacturar. Existen 3 tipos:

Fallas medioambientales.

Fallas por deformación en frío.

Fallas por deformación en caliente.

4.1 Fallas medioambientales.

Existen dos:

4.1.1 La corrosión bajo tensión

4.1.2 La corrosión por descincificación

4.1.1 La corrosión bajo tensión

Resulta de la combinación medioambiental con las tensiones residuales y la

alcalinidad. Aparecen grietas intergranulares que se propagan longitudinalmente o

transversalmente.

Falla corrosión bajo tensión. a) Grieta propagada perpendicular al perno de un

componente de latón (Fittings). b) Propagación de la grieta a través del espesor de

la tuerca de latón.

MEJORAMIENTO: RECOCIDO DE ALIVIO DE TENSIONES LUEGO DE UNA

ETAPA DE MANUFACTURADO. DURANTE EL ENSAMBLAJE DEBE

EVITARSE EL TENSIONADO.

4.1.2 La corrosión por descincificación

Es causada por una lixiviación selectiva de Zinc (disolución del Zinc en ambiente

salino y agua) gracias al desarrollo electroquímico entre átomos de Cobre y Zinc.

Como resultado de esta corrosión resulta una capa porosa, rojiza y sin Zinc, la que

posee poca adhesión, baja resistencia y ductilidad.

Falla por descincificación. La grieta es favorecida por la presencia de tensiones

residuales

MEJORAMIENTO: PROTECCION ANTICORROSION (Ni Y Cr), Al, Ni, Sn, As,

LO DETIENEN.

4.2 Por deformación en frío.

Es causada por la tensión excesiva con respecto a la conformabilidad del material

en frío.

a) Falla en deformación en frío (agrietamiento por doblado) barra redonda C

38500.

MEJORAMIENTO:

Si la conformabilidad NO es adecuada SELECCIONAR UN MATERIAL MAS

DUCTIL, esto en general es AUMENTAR EL PORCENTAJE DE COBRE o

modificar el estado del material con un RECOCIDO DE ABLANDAMIENTO.

Si la conformabilidad SI es adecuada, SE DEBE EXAMINAR CALIDAD DE LA

SUPERFICIE DE LA BARRA (microgrietas y/o inclusiones que se originan durante

las primeras etapas de la manufactura, extrusión y colada).

4.3 Por deformación en caliente.

Aparecen durante operaciones de estampado y forjado en caliente, los

principales defectos son: reventado en caliente y discontinuidades en forja.

Falla por deformación en caliente (Explosión de forja) en barra redonda C37700

MEJORAMIENTO:

EXAMINAR ETAPAS DEL PROCESO Y PARAMETROS CONSIDERADOS PARA

LA DEFORMACION PLASTICA.

Selección de aleación.

Dimensionamiento y geometría.

Tamaño del billet.

Temperatura del proceso.

Razón de esfuerzo

Lubricación parámetros de la matriz

AUMENTAR PUREZA DE LA ALEACION Y MINIMIZAR ELEMENTOS DE

ADICION QUE PUEDAN PRODUCIR FISURAMIENTO EN CALIENTE.

Bi y Pb, favorecen el fisuramiento.

AJUSTAR LA TEMPERATURA

Calentamiento excesivo favorece fisuramiento, crea crecimiento de

grano excesivo.

Temperatura típica 650-780 °C

REDUCIR LA FRICCION ATRAVEZ DEL CONTROL DE LUBRICACION

Flujo del metal debe ser suave

Lubricación inadecuada o un material rugoso causa turbulencia durante

el proceso

Las turbulencias pueden causar discontinuidades y pliegues en la parte

conformada.

Las impurezas obstruyen la soldadura entre capas y conduce a la

formación de discontinuidades.

MEJORAR DISEÑO DE LA MATRIZ PARA DISMINUIR ANGULOS AGUDOS Y

DETALLES DE FORMAS INTRINCADAS CON EL FIN DE FACILITAR EL FLUJO

DEL MATERIAL

La matriz o dados deben ser pulidos

ASEGURAR APROPIADA VELOCIDAD DE CARGA Y EVITAR IMPACTOS DE

CARGA DEL MATERIAL.