Soluciones Integrales para Defectos en Fundición de Aluminio
“Mejor metal líquido, mejor fundición.”
Esos defectos que creía imposibles de arreglar, tienen solución. Clínica de Soluciones para Defectos en Fundición de Aluminio y Mejora de Calidad del Metal mediante Análisis Térmico
Análisis y Diagnóstico de la Calidad del Metal Fundido
El Análisis Térmico supera los límites de la Simulación de Flujo. ¿Cuál es la causa decisiva que la simulación no contempla?
La solución de defectos en piezas de fundición de aluminio causados por lingotes o metal fundido es la mayor especialidad de KANAE. Existen óxidos "buenos" y "malos" en el metal. Nuestra tecnología de análisis térmico ha demostrado incluso la existencia de "defectos causados por un metal demasiado limpio", un fenómeno poco conocido hasta ahora.
El piso de producción real no es un estado estéril como un laboratorio controlado. Por eso ofrecemos tecnología adaptada a la "Realidad del Piso de Producción", donde existen impurezas y fluctuaciones, en lugar de teorías bajo ambientes ideales. Porque en la planta existen verdades más complejas.
[Defectos que pueden descifrarse mediante Análisis Térmico]
Puntos duros (Hard Spots), Inclusiones
Rechupes (Shrinkage), Microporosidad, Porosidad combinada
Falta de llenado (Misrun), Juntas frías (Doble piel)
Rechupes en esquinas y grietas, Fugas (Leak)
Disminución de propiedades mecánicas (Resistencia a la tracción, Límite elástico, Elongación, Dureza)
Falla en el tratamiento térmico T6 (No se obtiene el efecto de endurecimiento)
Además de estas numerosas causas de defectos, la correlación con el Gas Hidrógeno también está ahora dentro de nuestro campo de visión.
Análisis de Materiales y Soporte para la Optimización de Procesos
¿Por qué los defectos no desaparecen ni siquiera con la simulación de flujo? Porque no se está considerando un factor crucial.
Capacidad de análisis que conoce los lingotes de todo el mundo Hemos analizado lingotes de aleación de aluminio de Japón, China, Medio Oriente, Europa y otros países. Los lingotes tienen "hábitos" según el país de producción y el fabricante. En plantas donde el control de óxidos o silicio es laxo, las propiedades pueden cambiar drásticamente solo con el cambio de estación o de lote.
Se pueden hacer "Buenos Productos" incluso con "Materiales Económicos" El análisis térmico del lingote revela qué tratamiento de fundición es necesario para obtener piezas de calidad. Incluso si utiliza lingotes baratos o 100% de material de retorno para reducir costos, el análisis térmico permite elegir la mejor opción y el tratamiento adecuado.
Capacitación para arraigar la tecnología en la organización Si lo desea, realizamos inspecciones en sitio y enseñamos el tratamiento óptimo del metal y las contramedidas basadas en los resultados del análisis. También ofrecemos capacitación de seguimiento regular para asegurar que la tecnología se establezca en el piso de producción.
Primero, solicite un análisis de lingotes. Si es posible, envíenos también material de retorno y el fundente (flux) que utiliza actualmente. Esto nos permitirá crear un reporte de diagnóstico de mayor precisión, basado en la realidad de su operación.
Sistema de Análisis Térmico
Ponemos a su disposición el mismo equipo de análisis térmico que utilizamos en nuestras consultorías técnicas. El mayor beneficio es la "Visualización" (Cuantificación) de la calidad del metal fundido.
En lugar de depender de la intuición o la experiencia empírica, el departamento de Ingeniería de Producción define un "Criterio de Aceptación" (Puntaje) que el personal de piso debe cumplir. Esto permite que Ingeniería y Fundición se comuniquen utilizando un "lenguaje numérico" común, lo que se traduce directamente en la estabilización de la calidad y la reducción de la tasa de defectos.
Copas de Muestreo de Alta Precisión para Análisis Térmico
Una medición exacta comienza con una "Copa de Muestreo" bien diseñada. Las copas de KANAE están optimizadas específicamente para el análisis térmico de fundición de aluminio. Hemos perfeccionado la granulometría (tamaño de grano) de la arena, el peso y la estructura de disipación de calor, e integramos un termopar de alta precisión.
Esta precisión de medición, lograda gracias a un diseño dedicado, no puede ser igualada por copas diseñadas para hierro fundido o por imitaciones genéricas.
Sistema de Solidificación al Vacío de Ultra-Alta Velocidad
Originalmente, el equipo de solidificación al vacío sirve para atrapar el gas en el interior y evaluarlo. Sin embargo, los equipos convencionales son lentos, permitiendo que el gas escape por la superficie antes de que el metal solidifique. Es exactamente como intentar medir el gas de un "refresco (Coca-Cola) sin gas".
En planta, a veces se reduce aún más la velocidad de vacío para evitar que "las burbujas revienten o salpiquen", pero eso es contraproducente. Que el metal salpique es prueba de que queda gas excesivo. Si se reduce la velocidad y se deja escapar el gas, el análisis dirá que "está dentro de la norma", pero la pieza fundida real tendrá defectos de gas. Esto crea una peligrosa contradicción.
Gracias a nuestro "Vacío Rápido" que no da tiempo a que el gas escape, es posible evaluar el "Verdadero Contenido de Gas" sin engaños.
Probador de Fluidez de Tubo Recto
El flujo es "visible" gracias al tubo de vidrio. Medición rápida y sencilla.
Es un dispositivo para evaluar la fluidez (longitud de flujo) del aluminio fundido y cómo le afectan diversas condiciones de fundición (temperatura, etc.), los óxidos y los aditivos. Su característica principal es el uso de Pyrex™ (tubo recto de vidrio resistente al calor) en la sección de medición.
A diferencia de la tradicional "Prueba de Espiral" (Spiral Test), donde es difícil comparar con muestras estándar, aquí la observación de la muestra y la medición de la longitud son muy fáciles. Reduce el esfuerzo de las pruebas y permite una evaluación comparativa mucho más exacta.
Alimentador de Fundente (Flux Feeder)
Realizar el tratamiento de fundente manualmente y de forma correcta no es tarea fácil. Se requiere agitar toda la mezcla desde el fondo del horno durante 10 minutos continuos, no solo en la superficie. Este proceso suele provocar variaciones de calidad según el operador. Además, es un trabajo pesado, especialmente en el calor del verano, y conlleva riesgos de lesiones.
Al implementar este Alimentador (Flux Feeder), incluso el personal de nuevo ingreso (primer año) o personas con menos fuerza física pueden lograr una calidad de proceso al nivel de un veterano. Hemos resuelto los problemas de los alimentadores convencionales, como "atascos" y "descarga irregular". El "Alimentador realmente útil" de KANAE reduce la carga de trabajo, ayuda a evitar la rotación de personal, facilita la capacitación de novatos y logra la estandarización del trabajo y la estabilidad de la calidad.
Fundentes para la Fundición Moderna
El entorno de la fundición de aluminio está sufriendo una transformación drástica. Factores como la "reducción de la temperatura de mantenimiento" para el ahorro de energía, la tendencia hacia el "Gigacasting" y las variaciones en las propiedades de los lingotes según su origen están cambiando el panorama.
Reducción de temperatura de mantenimiento (Ahorro de energía)
Aumento de temperatura del molde y cambios en ciclos de enfriamiento
Diseños complejos y la llegada del Gigacasting
Variación en la calidad del lingote según país de origen, fabricante o lote
Para responder a estos cambios donde las reglas convencionales ya no aplican, KANAE ha rediseñado sus fundentes. A través de un riguroso análisis térmico y repetidas pruebas en planta, ofrecemos fundentes optimizados para el "entorno de fundición actual".
Afinadores de Grano y Modificadores (Modificación de Si / Protección de Mg)
Afinadores y Modificadores de alto grado con impurezas minimizadas al límite.
Ofrecemos Afinadores de grano para aluminio (Ti-B) y varios Modificadores (B/Sr/Be, etc.). En KANAE, seleccionamos rigurosamente solo productos de alta calidad y pureza que demuestran una efectividad confiable contra rechupes (shrinkage) y fugas de presión.
Al eliminar el riesgo de defectos causados por los propios aditivos, logramos un control de la microestructura tal como se desea. Son aditivos de grado profesional para fundiciones que buscan reducir seriamente los defectos de fundición.
Clínica de Fundición de Aluminio
～ ¡Pregúntale a Kanae! ～
Personajes
Nagisa / Nagisa (Miembro de segundo año)
Nagisa (Segundo año en el Dpto. de Fundición) Alegre y positiva. No se desanima por los fallos y afronta las mejoras con decisión. Es curiosa y siempre está dispuesta a probar nuevas tecnologías. Habla un poco rápido y sus emociones se notan fácilmente. Una chica de ciencias a la que le gusta el análisis numérico. Fanática de tomar notas y muy detallista. Es la protagonista que profundiza su comprensión a través de la experiencia práctica, mientras se sorprende con los resultados que revela LEIBNIZ.
Yamasaki / Yamasaki (Presidente)
Yamasaki (Presidente de Fundición de Aleaciones Ligeras Yamasaki) Cerca de los 60 años. Presidente de la compañía. Aunque es estricto con los números y la calidad, es una persona de gran corazón que celebra el crecimiento de sus empleados más que nadie. Agudo en las reuniones, pero amable en el piso de producción. Sus aficiones son conducir y la jardinería. Es excepcionalmente fuerte en la gestión de datos. Es la persona clave detrás de la adopción de LEIBNIZ y el eje de las decisiones comerciales en la historia.
Minato / Minato (Gerente del Departamento de Fundición)
Minato (Jefe del Dpto. de Fundición) Gerente del departamento de fundición. Cuenta con más de 20 años de experiencia en campo. Es un hombre práctico y directo, enfocado en el "Gemba" (piso de producción). Valora más la experiencia que la teoría, aunque comprende la importancia del pensamiento racional. Es estricto pero cálido con los jóvenes. Sus pasatiempos son la pesca y el golf. Aunque al principio se muestra conservador ante la tecnología de KANAE, llega a valorar el crecimiento de Nagisa y el análisis térmico de LEIBNIZ, dominando el sistema incluso mejor que ella.
Kanae / Kanae (Ingeniera Principal en KANAE Hi-Tec)
Kanae (Ingeniera Jefa en KANAE Hi-Tec) Ingeniera de soporte técnico en KANAE Hi-Tec. Explica las cosas de manera amable y lógica. Tiene un verdadero espíritu "Otaku" y ama profundamente el análisis térmico. Le gustan las matemáticas estadísticas y Python. Sirve tanto de guía del producto como de mascota, brindando una sensación de seguridad técnica a través de sus explicaciones.
Episodio 1: Devoluciones que no paran
Nagisa: "¡Otro rechazo por rechupe (shrinkage cavity)...! El cliente nos reclamó por puntos duros, así que añadimos más fundente y nos esforzamos en el tratamiento, pero ¿por qué no disminuyen...?"
Minato: "¿Sigues pegada a tu libretita, Nagisa? En el mundo real, la experiencia es la ley. Entiendo tus ganas de innovar, pero si la tasa de defectos sube, es tu responsabilidad. ¿Te queda claro?"
Nagisa: "¡Jefe! La temperatura del metal y las condiciones de colada no han cambiado. Incluso con ese aumento masivo de fundente, el problema persiste. Es extraño... Debemos estar pasando algo por alto."
Minato: "Perseguir ese 'algo por alto' es un juego de nunca acabar. Así es el aluminio. Siempre ha sido así."
Minato: "Como sea, ajustaré el próximo lote con mi 'instinto'. Tú quédate fuera de esta, Nagisa."
Episodio 2: El Presidente Yamasaki y el Vendedor de la Comercializadora
Yamasaki: "Pedí una solución para los defectos de fundición, pero el índice de rechazos (scrap) subió otra vez. Se está comiendo nuestras ganancias, y además tenemos que cubrir los costos de maquinado y herramentales rotos. Con tantas devoluciones, no podemos refundirlo todo, y el valor de la chatarra es una miseria. Le he dicho a Minato hasta el cansancio que la variación de lotes es fatal. Detiene la línea del cliente y destruye la confianza. Aún no nos han gritado, pero es una bomba de tiempo..."
Yamasaki: "Necesitamos romper los límites del control de calidad basado solo en la 'experiencia'. Muy bien, decidido. Vamos a probar el servicio de asesoría técnica que me presentó Ohtani de XX Industrial. Su discurso confiado se me quedó grabado: 'Los honorarios pueden parecer altos al principio, pero con menos defectos, se paga solo en poco tiempo. Además, aumenta la sabiduría de su personal, así que rinde frutos a largo plazo'."
Ohtani: "Hola, XX Industrial, habla Ohtani. ¡Buenas tardes, Presidente! ¿En qué puedo ayudarle hoy? Ah, por cierto, ¿probó la muestra de fundente que le dejé? Funcionó de maravilla, ¿verdad?"
Yamasaki: "Ah, hola, Shohei. De hecho... Minato insiste en ir a lo seguro con el material de siempre, así que aún no lo hemos probado. Más importante, ¿recuerdas ese servicio de soporte técnico que mencionaste? Me gustaría solicitarlo. Intentamos aumentar el fundente, pero simplemente no está funcionando."
Episodio 3: Kanae
Kanae: "El Sr. Ohtani me informó que buscan incorporar nuevos conocimientos y tecnologías en su fundición de aluminio. Hoy, empezaré explicando el control de calidad del metal líquido usando el Analizador Térmico, seguido de una prueba en piso. Entiendo que también quieren probar el fundente y el alimentador, dependiendo de los resultados. Este es un servicio de pago, así que haré una investigación exhaustiva. Sin embargo, la verdadera maestría toma tiempo; para internalizar realmente el 'know-how', recomiendo mucho considerar nuestro contrato de soporte técnico anual."
Kanae: "¡Oh, no me he presentado propiamente! Soy Kanae de KANAE Hi-Tec. ¡Es un placer conocerlos a todos!"
Minato: "Entendido, Srta. Kanae. Sí, sí, mucho gusto." (Pensamiento): "Solo otra consultora del montón. ¿Con qué tonterías le llenó la cabeza al Presidente? Seguro me espera un sermón sobre teoría académica inútil. ¡No me trago esto ni un segundo! ¡Le dije al jefe que yo me encargaría...!"
Nagisa: "Espera, ¿Kanae... de KANAE Hi-Tec?" (Pensamiento): "¡Siií! ¡Me encanta aprender cosas nuevas! ¡Qué emoción!"
Kanae: "¡Sí, esa soy yo! ¡Manos a la obra!"
Kanae: "Muy bien, repasemos el control de calidad del metal usando el Analizador Térmico. ¿Están familiarizados con el diagrama de fase Aluminio-Silicio, verdad?”
Kanae: "¿Ven esta línea blanca a la izquierda? Ese es el diagrama estándar que conocen. Son datos teóricos basados en materiales puros, probados en un laboratorio limpio. Sin embargo, los lingotes de producción real contienen impurezas —incluso dentro de las normas JIS o ASTM— lo que desplaza la curva a la línea roja."
Kanae: "En otras palabras, no se está solidificando a la temperatura que ustedes asumen. Y ya saben qué tipo de defectos surgen de una solidificación retardada. Después de todo, no fundimos en un laboratorio; fundimos en el mundo real. ¿No lo cree así, Sr. Minato?"
Kanae: "El diagrama de fase rojo a la izquierda se conecta con la curva de enfriamiento a la derecha a través de estas líneas punteadas azules. Básicamente, la curva de enfriamiento muestra los cambios de temperatura reales del diagrama de fase, trazados a lo largo del tiempo en el eje X. El eje Y es la temperatura, igual que en el diagrama. Pueden ver claramente los cristales primarios y el eutéctico de AC4CH apareciendo en la curva."
Kanae: "E-s-t-a es la vista desplegada que revela exactamente qué están haciendo el aluminio y el silicio — algo que no encontrarán en ningún libro de texto. Por cierto, no estamos simplemente dibujando curvas por diversión. Estamos realizando mediciones y cálculos precisos. Miren la siguiente figura."
Kanae: "Este es un script de Python gratuito que hemos liberado. Simplemente ingresen las coordenadas (x=SLS, y=SSPC) de cada análisis, y generará un 'Diagrama de Puntos' como este. Explicaré cómo evaluar los resultados en un episodio futuro, pero básicamente, al rastrear el movimiento de estos puntos, pueden ver si la calidad del metal está mejorando o empeorando. Esto permite una selección científica de lingotes y fundentes."
Kanae: "SLS y SSPC son métricas patentadas. SLS se refiere al 'Tiempo de Solidificación Local', mientras que SSPC se refiere al 'Subenfriamiento'. Si la teoría suena compleja, no se preocupen. Solo usen el programa gratuito de Python para ingresar los números, y él trazará este gráfico por ustedes. ¡Funciona en celulares y tabletas, así que úsenlo como gusten!"
Kanae: "Cada colada puede mapearse en estas zonas. La zona objetivo ideal depende de su aleación, diseño, equipo y parámetros. Entonces... ¿en dónde cae su metal?"
Kanae: "Cada colada puede mapearse en estas zonas. La zona objetivo ideal depende de su aleación, diseño, equipo y parámetros. Entonces... ¿en dónde cae su metal?"
Kanae: "¿Vamos al piso de producción?"
Yamasaki: "Srta. Kanae, gracias por los fascinantes conocimientos. Por favor proceda con el plan. Dejaré el resto en manos del Jefe y de Nagisa."
Episodio 4: Prueba en piso (Prueba de campo)
Minato: "Entonces, ¿qué es exactamente lo que vas a hacer?"
Nagisa: "Jefe, no importa eso ahora. Solo mueva la herramienta de desnatado (skimming tool), por favor."
Nagisa: "¡Así que este es el 'Analizador Térmico Leibniz'!"
Minato: "Ya moví las herramientas."
Nagisa: "¡Buen trabajo, Jefe! Hoy está muy servicial."
Kanae: "En fin... Solo me conectaré a este toma de 127V. Conecto el cable del termopar al controlador integrado... y coloco la copa de muestreo en el soporte."
Kanae: "Este metal fue tratado con su cantidad estándar de fundente, ¿correcto? Muy bien, vertiendo el metal en la copa ahora..."
Kanae: "El truco para una alta precisión es verter en un solo movimiento suave —sin dudar— y dejar que rebose. Luego, cúbranlo con un balde para protegerlo del viento y la temperatura ambiente. Esto asegura resultados consistentes, sea verano o invierno."
(5 minutos después / 5 minutos más tarde)
Nagisa: "Entonces, ¿cuál es el veredicto?"
Kanae: "Tal como sospechaba, el metal está sucio. Pude notarlo solo por cómo reaccionó el metal cuando moví el cucharón, pero los niveles de óxidos son altos. En realidad hay dos tipos de óxidos, pero explicaré eso en otro momento. La causa es: o falta fundente, o el fundente en sí no está funcionando. ¿Probamos añadiendo más fundente, tratamos y medimos de nuevo? Si los resultados empeoran, significa que este fundente es ineficaz."
Reanálisis tras el tratamiento adicional
5 minutos después
Kanae: "Espero que no se lo tomen a mal, pero su fundente podría ser ineficaz — o simplemente el tipo equivocado. Se relaciona con esos 'dos tipos de óxidos' que mencioné. Si el fundente estuviera funcionando, eliminaría los óxidos dañinos y este número sería más bajo. Mientras tanto, mejoraría los sitios de nucleación, haciendo que este otro número fuera más alto."
Kanae: "Si tuvieran cero defectos, no importaría. Pero como sí los tienen, no desaparecerán a menos que arreglemos esto. Al ver estos números... ¿no están viendo defectos por gas y rechupes? También sugiere estrés residual interno, así que... ¿deformación después del maquinado?"
Minato: "¿Puedes saber todo eso solo con esto?"
Kanae: "Sí. Graficar los valores en la matriz SLS-SSPC lo revela todo."
SLS-SSPC Matrix
Kanae: "Es bien sabido que los fundentes a base de sodio acortan la vida útil de los crisoles y hornos. Les ahorraré los detalles técnicos por ahora, pero de hecho, dejan rastros en el metal también. Estamos viendo una curva característica aquí que indica exactamente eso. Esto significa que el Silicio está siendo afectado... lo que implica que su resistencia a la tracción probablemente esté comprometida."
Episodio 5: La Solución
Kanae: "De hecho, hoy traje nuestro propio fundente y alimentador de fundente. El nuestro es altamente efectivo y no tiene esos efectos secundarios dañinos. Así que, tratemos el metal con esto y analicémoslo de nuevo de la misma manera."
Continuará...
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Selección de fundentes y tasas de adición óptimas
Diferencia entre "Calmado" (Settling) y "Mantenimiento" (Holding)
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Folletos / Brochures
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