Sellado de porosidad
 | Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . ( septiembre de 2007 ) |
El sellado de porosidad se realiza mediante el proceso de impregnación al vacío. La impregnación al vacío es un proceso OEM preferido que sella la porosidad y las rutas de fuga en piezas de fundición de metal, piezas de metal sinterizado y piezas de fundición eléctricas que se forman durante el proceso de fundición o moldeo. La impregnación al vacío detiene la porosidad de la fundición (un fenómeno que ocurre en el proceso de fabricación de fundición a presión y permite a los fabricantes utilizar piezas que de otro modo serían desechadas) [1].
La porosidad se produce de forma natural y se encuentra en la mayoría de los materiales. En las piezas de fundición de metal , la porosidad se considera típicamente cualquier vacío que se encuentre en la pieza de fundición. La porosidad de la fundición puede ser causada por la formación o solidificación de gas mientras el metal se mueve de un estado líquido a un estado sólido. Esta porosidad puede variar en tamaño, desde submicrónicos hasta huecos mayores de 10 mm, dependiendo de la pieza fundida.
Los defectos de fundición causados por la porosidad pueden afectar la integridad estructural de la pieza, creando un punto de falla. La porosidad también puede evitar que la pieza quede ajustada a la presión. Esto afectará el rendimiento si la pieza está diseñada para contener gases o fluidos. [2]
Estándares de proceso
La impregnación al vacío se rige por las normas militares MIL-I-17563C y MIL-STD-276A, así como por numerosas especificaciones de propiedad y del cliente. MIL-I-17563 prueba el sellador de impregnación. MIL-I-17563C demuestra que un sellador es compatible con la aplicación y que el sellador no se degradará ni fallará durante la vida útil de la pieza. MIL-STD-276A prueba el proceso de impregnación. MIL-STD-276A proporciona los estándares de procesamiento para sellar piezas y probar la efectividad del proceso. [3]
Proceso
El proceso de impregnación al vacío sella las vías de fuga internas para que no tenga fugas y sea adecuado para su uso. En el curso del sellado de piezas fundidas contra la porosidad, las piezas se procesarían a través de las siguientes cuatro estaciones:
- Cámara de impregnación: el operador sellaría la cámara y haría un vacío. Esto eliminaría el aire en la porosidad y la ruta de fuga en la pared de fundición. Luego, las piezas se cubrirían con sellador y se aplicaría presión positiva. Se necesitaría más energía para penetrar la porosidad con sellador que para evacuar el aire. El operador luego liberaría la presión y drenaría la cámara.
- Recuperación del exceso de sellador: El operador eliminaría el exceso de sellador mediante la gravedad, la rotación o la fuerza centrífuga.
- Estación de lavado / enjuague: el operador lavaría el sellador residual de los pasajes internos, los grifos, las cavidades y las características de la pieza.
- Estación de curado: el operador polimerizaría el sellador impregnado en la ruta de la fuga. [4]
La impregnación al vacío debe realizarse antes del ensamblaje final. Específicamente para piezas de fundición de metal, la impregnación al vacío debe realizarse después del mecanizado final. El mecanizado final puede exponer cualquier porosidad, creando una ruta de fuga. Estos caminos pueden hacer que se filtren fluidos y gases de la pieza fundida, provocando que no sea conforme e inutilizable. [5]
Aplicaciones Comunes
La porosidad es inherente a la mayoría de los procesos de fabricación. La porosidad solo se considera un defecto si está interconectada y crea una ruta de fuga que puede afectar la integridad estructural y el rendimiento de la pieza. La impregnación al vacío sella la porosidad y las vías de fuga por las siguientes razones.
Sellar rutas de fugas
Esta es la razón principal por la que la impregnación al vacío se utiliza en cualquier material: fundición a presión, metal en polvo, plástico, mazos de cables. La impregnación al vacío evita la fuga de líquidos o gases al sellar la porosidad y las vías de fuga. Si las vías de fuga no están selladas, entonces pueden escaparse fluidos o gases de la pieza.
Mejorar la maquinabilidad
La impregnación se utiliza para mejorar la maquinabilidad en pulvimetalurgia . Las operaciones secundarias de la máquina, como taladrar, roscar o cortar, solo tienen un éxito marginal porque los huecos entre las partículas provocan vibraciones en la herramienta, lo que reduce la vida útil de la herramienta y la calidad del acabado. La impregnación al vacío estabiliza y sostiene los gránulos de metal en polvo individuales durante el mecanizado. La impregnación al vacío mejora la maquinabilidad haciéndola más eficiente, eliminando la vibración de la herramienta y mejorando el acabado maquinado.
Prohibir la corrosión
Las operaciones de enchapado sumergen las piezas en soluciones ácidas. El ácido residual puede filtrarse en la porosidad, lo que provoca corrosión. Sellar los componentes antes del enchapado elimina la corrosión.
Mejorar el acabado secundario
La porosidad puede absorber aceites, fluidos, fluidos de desbarbado, limpiadores de prechapado y ácidos. Si no se sella, los gases o fluidos pueden afectar el acabado al desgasificar o sangrar. Sellar las vías de fuga antes de los acabados secundarios eliminará cualquier modo de falla que pudiera desarrollarse por desgasificación, compatibilidad química o purga de los pretratamientos.
Mejorar la integridad de las piezas
La impregnación al vacío se puede utilizar para dividir la integridad de las piezas de fabricación aditiva . Una pieza de fabricación aditiva no es tan densa, y por tanto no tan resistente, como una pieza fabricada a partir de procesos de fabricación tradicionales. La impregnación al vacío se puede utilizar para fortalecer el material. A medida que el sellador de impregnación al vacío cura dentro de las perforaciones, crea una unión entre las capas de la pieza. Esto realza la pieza aumentando la densidad.
Materiales Comunes
Fabricación aditiva
Las piezas creadas mediante el proceso de fabricación aditiva son susceptibles a la misma porosidad que afecta a las creadas mediante métodos más tradicionales. La porosidad es inherente a las propiedades del material y la tecnología. Los dos materiales principales que sella la impregnación al vacío son el plástico y el metal sinterizado. [6]
Fundiciones a presión
Las piezas de fundición a presión y las piezas de fundición de molde permanente suelen contener porosidad interna. Esta porosidad se localiza generalmente en las secciones transversales más profundas de la pieza y no se extiende al revestimiento exterior. Sin embargo, si la pieza también se mecaniza, la porosidad interna quedará expuesta y la pieza tendrá fugas si se presuriza. Las piezas de fundición a presión mecanizadas que necesitan contener fluidos (colectores de admisión, conectores de refrigerante, cajas de transmisión, carcasas de bombas y componentes de potencia de fluidos) se sellan de forma rutinaria de por vida con resinas acrílicas. Debido a que el sellador es interno a la pieza, las dimensiones exteriores y la apariencia de la pieza no cambian.
Electrónica
En estas partes, los pines y cables metálicos están incrustados en la carcasa de plástico. Cuando las piezas experimentan calor durante la fabricación o el uso normal, el plástico y el metal se expanden a diferentes velocidades. Esta expansión crea huecos microscópicos entre los materiales. Si bien estas rutas de fuga son inevitables, pueden causar una falla en el campo si no se sellan. [7]
Metalurgia de polvos
Los componentes de la pulvimetalurgia (PM) están sellados por cuatro razones principales.
La primera es que las piezas de PM están selladas para evitar que los fluidos o gases se filtren bajo presión. Las aplicaciones de PM para aire comprimido, manejo de combustible o carcasas hidráulicas son comunes y efectivas; sin embargo, primero deben sellarse. Si no se sella, los fluidos o gases se escaparán de la pieza. El sellado de las piezas no cambiará las características dimensionales o funcionales del componente.
Las piezas de PM se sellan antes del revestimiento y para reducir la corrosión interna . Las operaciones de enchapado normalmente implican sumergir las piezas en soluciones ácidas. Después del recubrimiento, el ácido residual interno a la pieza puede promover la corrosión y / o impedir un acabado de recubrimiento aceptable. La solución a este problema es sellar los huecos internos antes del revestimiento. Como se explicó anteriormente, la porosidad se satura con monómero y luego se aclara completamente para eliminar la superficie. La resina se cura y se convierte en un polímero duradero. Por lo tanto, el metal de la superficie expuesta está libre de ser plateado mientras que los espacios interiores están sellados en seco.
El metal en polvo también está impregnado para mejorar la mantenibilidad. Las piezas de PM son generalmente difíciles de mecanizar y es posible que algunas composiciones no se puedan mecanizar sin arruinar la herramienta de corte. Las operaciones secundarias de la máquina, como taladrar, roscar o cortar, se ven perjudicadas porque los huecos entre las partículas provocan vibraciones en la herramienta, lo que reduce la vida útil de la herramienta y degrada la calidad del acabado. La impregnación al vacío estabiliza y sostiene los gránulos de metal en polvo individuales durante el mecanizado. Esto mejora la maquinabilidad haciéndolo más eficiente, eliminando la vibración de la herramienta y mejorando el acabado maquinado.
La porosidad del metal en polvo absorbe aceites, fluidos, fluidos de desbarbado, limpiadores de prelacado y ácidos. Si la porosidad no está sellada, los fluidos pueden sangrar y afectar negativamente el acabado. Sellar la porosidad antes de los acabados secundarios eliminará cualquier modo de falla que pudiera desarrollarse por el sangrado de los pretratamientos. [8]
Referencias
- ^ Shantz, Tom. "Conceptos básicos de la impregnación al vacío" (PDF) . Consultado el 1 de noviembre de 2012 .
- ^ Ralf, Versmold. "¿Qué tamaño de porosidad puede sellar la impregnación al vacío?" . Proyector de metal . Consultado el 14 de septiembre de 2018 .
- ^ "Prueba de compatibilidad del sellador de impregnación al vacío frente a la eficacia del proceso de impregnación" (PDF) . Ingeniero de fundición a presión : 8-10. Septiembre de 2019.
- ^ Marin, Andy. "Avances continuos en los sistemas de impregnación al vacío" (PDF) . Gestión y tecnología de fundición . Consultado el 16 de marzo de 2018 .
- ^ "Cuándo impregnar al vacío las piezas de fundición" . Mecanizado de producción .
- ^ "Guía para el sellado de la porosidad de fabricación aditiva" . Proyector de metal . Consultado el 7 de abril de 2020 .
- ^ "Tres razones para sellar la electrónica con impregnación al vacío" . godfreywing.com .
- ^ "Cuatro razones para sellar piezas de metal en polvo" . Revista de forja . Revista de forja . Consultado el 3 de mayo de 2020 .
- Fundición (fabricación)
