Defectos de fundición: qué los causa de verdad y cómo evitarlos

Los defectos de fundición son discontinuidades o desviaciones de la pieza —poros, rechupes, juntas frías, inclusiones, grietas— y casi todos nacen en uno de tres sitios: el metal que entra, el molde que lo conduce y el proceso que lo empuja. Prácticamente ninguno nace en el turno donde se detecta. Ese es el problema práctico de la planta: el inspector ve el síntoma y la causa está a semanas de distancia, en el trazo del corredor, en la posición del ataque o en la política de carga del horno.

Este artículo es el catálogo: los defectos que más scrap generan en fundición a presión, qué los provoca de verdad y qué decisión los evita. Si lo que buscas es cómo se anticipan en pantalla antes de maquinar el acero, eso está en cómo la simulación de fundición a alta presión evita defectos. Aquí el recorrido es el contrario: del defecto hacia su causa.

Cómo se lee un defecto de fundición

Antes del catálogo conviene un método, porque el mismo poro puede tener tres padres distintos y cada uno se corrige en un lugar diferente. Todo defecto cae en una de estas tres familias de causa:

• Metal: la calidad del baño —hidrógeno disuelto, óxidos, inclusiones, la proporción de retorno en la carga— y su temperatura.
• Molde: la geometría de la pieza y de su sistema de alimentación: ataques, corredores, rebosaderos, venteos, espesores y refrigeración.
• Proceso: la curva del pistón, la presión de intensificación, la temperatura del acero en condición estabilizada, el desmoldante y el ciclo.

Hay una regla empírica que ahorra semanas de discusión: un defecto que cae siempre en el mismo punto de la pieza es geometría; uno que se mueve de pieza a pieza es proceso; uno que aparece y desaparece por lotes es metal. No es infalible, pero ordena la investigación en la primera reunión en lugar de en la quinta.

Los ocho defectos que más scrap generan

1. Porosidad por gas

Poros finos, redondeados y repartidos, que casi nunca se ven fuera y aparecen al maquinar una cara sellante. Vienen de aire y gases arrastrados cuando el frente de metal se pulveriza al entrar demasiado rápido por el ataque, y del hidrógeno que el aluminio líquido admite y suelta al solidificar.

Se ataca por dos vías que no se sustituyen: proceso de metal —desgasificado y control del baño— y llenado —sección y orientación del ataque, perfil de segunda fase, y vacío cuando la pieza lo exige—. Bajar la velocidad sin más suele cambiar un defecto por otro.

2. Rechupe o porosidad por contracción

¿Qué es un rechupe en fundición? Es el hueco que deja la contracción del metal al pasar de líquido a sólido cuando esa zona ya no tiene alimentación. No es un problema de llenado sino de extracción de calor: aparece en uniones gruesas, bosses macizos y cruces de nervaduras, es decir, donde la pieza solidifica al final.

Se distingue del poro de gas por su forma: el rechupe es irregular y dendrítico, el poro de gas es liso y redondo. Se corrige redistribuyendo material, uniformando espesores y trabajando el balance térmico del molde tras varios ciclos, no el del primer disparo.

3. Llenado incompleto y junta fría

La pieza sale sin completar una zona, o completa pero con una línea de unión débil donde se encontraron dos frentes que ya venían pastosos. Es el defecto típico de la pared fina, la nervadura larga y la transición brusca de espesor.

Las palancas son temperatura de colada, temperatura de molde en esa zona concreta, velocidad de llenado y —sobre todo— el reparto de ataques. Cuando el recorrido del metal es demasiado largo para el espesor, el problema es de concepción: los límites reales están en espesor mínimo en fundición a presión.

4. Atrapamiento de aire y sopladuras

Donde dos frentes convergen y cierran una bolsa, el aire deja de tener salida. Esa burbuja comprimida es la que revienta después como sopladura, o la que descubre el maquinado al abrir la pieza en la peor cara posible.

La corrección es de molde, no de tablero: barrer la cavidad en un solo sentido, llevar el último aire a rebosaderos y venteos bien situados y, cuando el requisito lo pide, apoyarse en válvula de vacío. Mover un venteo en CAD cuesta una tarde; moverlo en acero templado cuesta banco y línea parada.

5. Ampollas después del tratamiento térmico

La pieza sale correcta y se deforma con burbujas superficiales al pasar por horno o al soldarse. Es gas atrapado que se expande al calentar: el defecto no se crea en el tratamiento, solo se revela ahí.

Por eso una pieza destinada a tratamiento térmico o a soldadura cambia el diseño de la colada entera y suele obligar a vacío. Decidirlo al final, cuando el molde ya existe, es la vía cara.

6. Inclusiones

Partículas ajenas atrapadas en la pieza: óxidos del baño, restos de refractario, escoria y también residuos de desmoldante o de lubricante de pistón que el metal arrastra hacia la cavidad. Suelen concentrarse cerca del ataque y son una causa frecuente de fuga en piezas que deben sellar.

Se combaten aguas arriba —limpieza y manejo del baño, filtrado, política de retorno— y en la celda: dilución, cobertura y patrón de rociado del desmoldante, que se trata como consumible y actúa como parámetro.

7. Pegado al molde, arrastres y erosión

El aluminio se suelda localmente al acero y arranca material o marca la pieza en cada expulsión. Aparece donde el metal impacta más rápido y donde el molde está más caliente, y crece solo: la zona dañada retiene más metal en el siguiente ciclo.

Las palancas son la velocidad en el ataque, la refrigeración local, el tratamiento superficial del acero y la lubricación. Es el defecto que peor tolera el «lo revisamos el próximo paro»: cada inyectada empeora el molde.

8. Grietas en caliente y daño de expulsión

Fisuras en esquinas vivas y cambios de sección, o pieza deformada y marcada por los botadores. La pieza se abre cuando la contracción la agarra contra el acero y el molde abre antes de que tenga resistencia para soportar la expulsión.

Aquí manda el herramental: radios, ángulos de salida, reparto de botadores y el momento de apertura. Está desarrollado en ángulos de salida para moldes.

Defectos de fundición en arena: qué cambia y qué no

La física de la solidificación es la misma —rechupe, gas e inclusiones existen en cualquier proceso—, pero el molde de arena añade defectos propios: arena arrastrada a la pieza, penetración metálica, venas por dilatación del molde y desplazamiento entre cajas. Y quita otros: sin inyección a alta velocidad, el aire arrastrado por pulverización del frente deja de ser el sospechoso número uno.

La confusión cara es tratar una pieza inyectada con recetas de arena, o al revés. Si estás decidiendo qué proceso le toca a tu pieza, el mapa está en fundición a presión: qué es y qué variantes hay.

Cómo evitar la porosidad en fundición

No hay una palanca única, y esa es exactamente la razón por la que la porosidad se convierte en crónica: cada turno prueba la suya. El orden que funciona es este:

1. Separa gas de contracción antes de tocar nada. Corta la pieza, mira la forma del poro y decide si el problema es aire o alimentación. Media planta ajusta parámetros durante meses contra el defecto equivocado.
2. Si es gas, revisa el baño y el llenado, en ese orden. Un metal con hidrógeno da porosidad aunque el llenado sea impecable.
3. Si es contracción, es térmico: espesores, puntos calientes y refrigeración del molde en condición estabilizada.
4. Documenta el proceso real, no el de la hoja: curva del pistón del último lote bueno, temperaturas de molde medidas y ciclo con sus paros.
5. Cambia una variable a la vez. Es lento y es la única forma de saber qué funcionó.

Lo que un catálogo de defectos no resuelve

Conviene decirlo claro. Un listado ordena el vocabulario y acelera el diagnóstico, pero no sustituye tres cosas: la evidencia del proceso tal como corre hoy, la revisión del diseño de la pieza cuando el defecto es geométrico y el criterio de quien ha visto ese mismo poro en otras veinte piezas. Y hay defectos que ningún parámetro salva porque están decididos en el plano: un espesor imposible, un radio inexistente, un ataque colocado donde no había alternativa.

Lo valioso no es identificar el defecto: es que la discusión deje de ser una opinión contra otra.

Si un defecto concreto te está costando scrap constante, en consultoría en fundición a presión se trabaja pieza por pieza con la evidencia del proceso, y en formación está el temario con el que un equipo de planta aprende a diagnosticarlos sin esperar al proveedor.