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3.3.1. CARACTERÍSTICAS DEL DEFECTO

El veteado es un defecto que se presenta típicamente en moldes aglomerados orgánicamente, por lo que es muy común en noyos. Éste se origina por la formación de costras, que dan lugar a una rebaba en forma de veta (franja). El defecto aparece en forma de protuberancias metálicas delgadas e irregulares. El veteado se forma como consecuencia de la expansión de la arena refractaria dentro de la cavidad del molde, de modo que el metal fundido rellena la grieta resultante formando una rebaba en forma de veta.13

Figura 3.2. Formación de vetas típica en el contorno interior de una pieza fundida. Fuente: http://www.ask-chemicals.com/ES/foundry-products/casting-defect-prevention/veining.html El veteado puede aparecer en cualquier tipo de material de colada. Los metales más propensos a estos defectos son las fundiciones nodulares y maleables y los

13_{http://www.ask-chemicals.com/es/productos-de-fundicion/prevencion-de-defectos-de-}

bronces que contienen plomo, mientras que las aleaciones de aluminio y magnesio son menos propensas.

Hay piezas críticas, como culatas, camisas de agua, turbos, colectores, discos de freno típicamente producidos en aleaciones de hierro que pueden acusar severamente defectos de veteado en la parte interior de las piezas. Debido a la naturaleza de los materiales férreos utilizados, a las temperaturas de trabajo y al diseño de los componentes de muchos de los motores de los vehículos actuales se encuentran defectos de este tipo en las fundiciones a nivel mundial.

Figura 3.3. Frecuencia esperada de veteado en los distintos procedimientos de moldeo. Fuente: http://www.ask-chemicals.com/ES/foundry-products/casting-defect-prevention/veining.html

El veteado causado por noyos consiste en delgadas protuberancias metálicas, las cuales son irregulares y afiligranadas, y se sitúan en los ángulos o en las esquinas y bordes de las piezas fundidas. Este defecto implica un mayor proceso de tratamiento posterior, e incluso, el rechazo de las piezas.

3.3.2. CAUSAS DE VETEADO

El veteado se forma especialmente con el uso de aglomerantes químicos en las zonas interiores (noyos) de las piezas fundidas. Las vetas se originan debido a grietas en la superficie de partes del molde en las que puede infiltrarse el metal líquido.

Debido a que la formación de vetas se debe principalmente a la expansión de los materiales del molde a causa del calor, las partes del molde de arena sílice son más propensas a defectos de veteado.

La expansión lineal de la arena sílice aglomerada hace que el volumen de arena aumente bruscamente hasta 573°C (1063°F) donde cambia de fase de cuarzo α a cuarzo β. Al calentar adicionalmente la arena pierde su volumen debido al ablandamiento de la superficie de los granos de arena. Esta pérdida de volumen a temperaturas superiores a 573°C (1063°F) es la principal causa de defectos de veteado. Como la temperatura de la superficie del molde o noyo aumenta, la longitud y el volumen de la arena disminuye. La arena enfriada directamente debajo de la superficie aumenta su volumen a medida que pasa de la fase α a la β de cuarzo. La combinación de la contracción de arena en la superficie con la expansión de la arena justo debajo de la superficie produce fallas por tensión que al llenarse de metal líquido forman los defectos en forma de vetas.14

Aunque la principal causa de los defectos de veteado es la expansión de la arena, el problema parece agudizarse con el sistema de caja fría de tipo uretano y los sistemas autofraguantes fenólico uretanos. Otros sistemas de aglomeración también son afectados en menor grado, sin embargo ningún proceso que involucre arena estará totalmente libre de problemas relacionados con la expansión.

El comportamiento del aglomerante frente a altas temperaturas (resistencia a la tracción en caliente, termoplasticidad) y de las posibles adiciones, así como la humectabilidad y la conductibilidad térmica del material del molde, también influyen en la formación de vetas.

En resumen, los factores que influyen en la formación del defecto de veteado son:

14

RAVI, S., THIEL, T;, Causes and Solutions to Veining Defects in Iron and Steel Castings; University of Northern Iowa, Metal Casting Center, Iowa; 2010.

· Tamaño de grano y distribución granulométrica (una mayor uniformidad supone una mayor tensión, debido a que todos los granos son sometidos a la temperatura de transformación al mismo tiempo).

· Intensidad de compactación (a mayor compactación, mayor factor de densidad de compactación, lo que incrementa la tensión).

· Material base del molde (influye en la tendencia a la formación de defectos a través de la magnitud y uniformidad de la expansión, así como de la conductibilidad térmica).

· Temperatura de colada (las temperaturas de colada elevadas provocan una transformación rápida de la arena, aumentando la tensión en el molde).

3.3.3. PREVENCIÓN DEL VETEADO

Existen una serie de medidas que se utilizan en el proceso de fundición para evitar la formación de vetas, las cuales se resumen a continuación:

· Utilización de un grado de uniformidad bajo que permita una distribución homogénea de la transformación de la arena de todo el espectro de granos, para lo cual se debe realizar análisis de la arena de moldeo.

· Reducción de la intensidad de compactación

· Uso de una arena base con mayor conductividad térmica, que reduce las diferencias de tensión en la estructura de granos y aumenta la velocidad de solidificación

· Uso de aditivos (minerales u orgánicos) en el material del molde. · Uso de aglomerantes y pinturas adecuados.

· Recubrimientos altamente eficaces y altamente refractarios a base de alcohol y agua, en función del material base y el aglomerante.

Algunos aditivos para la arena reducen los defectos de veteado proporcionando líquido sobre la superficie de los granos de arena y favoreciendo la formación de tridimita o cristobilita y una mayor expansión de la arena. Esta expansión secundaria reduce la tensión negativa en la superficie del noyo y previene las fallas por tensión y las grietas asociadas. A través de la acción fundente de los aditivos de la arena, las superficies de las partículas se adhieren unas a otras aumentando la resistencia a la tensión de la arena de la superficie del noyo o

molde. Este aumento de la resistencia reduce las fallas por tensión en la superficie de arena y reduce los defectos de veteado.