¿Qué defectos de fundición en arena aparecen al maquinar la pieza y cuándo puede reclamarlos al proveedor?

Datos clave

• Las radiografías de referencia para bronce al estaño y aleaciones afines (incluidas las piezas fundidas en arena de ASTM B584) clasifican los defectos en porosidad por gas (A), inclusiones de arena (B), rechupe lineal (Ca), rechupe plumoso o esponjoso (Cd), grieta en caliente (D) e insertos y soportes de macho (E); las categorías A, B, Ca y Cd tienen cinco niveles de severidad, y D y E una sola ilustración (ASTM E310-21, ASTM International, 2021)
• Para bronces de alta resistencia, como los bronces al aluminio y al manganeso, las radiografías de referencia agrupan los defectos en porosidad por gas (A), inclusiones de arena (Ba) y de escoria (Bb) y rechupe lineal, plumoso o esponjoso (Ca, Cb, Cc); la norma no fija un nivel aceptable, sino que comprador y proveedor lo acuerdan (ASTM E272-21, ASTM International, 2021)
• La especificación de piezas de aleación de cobre fundidas en arena para uso general indica en su resumen que las piezas no deben repararse, taparse, soldarse ni rellenarse por fusión (ASTM B584-22, ASTM International, 2022)
• La norma internacional de tolerancias de piezas fundidas define, además de las tolerancias generales, los grados de sobrematerial para maquinado, es decir, cuánto material se prevé retirar de cada cara en bruto (ISO 8062-3:2023, ISO, 2023)
• En Saola Manufacturing el torneado y el fresado CNC se hacen en nuestra planta asociada principal en Vietnam. La fundición en arena se coordina con fábricas asociadas, y la ubicación de producción se indica en cada cotización.

¿Cómo se reconoce un defecto de fundición en arena al maquinar la pieza?

La señal típica es un hueco, una mancha o una línea que aparece en una cara recién maquinada y que no tiene la forma de la herramienta: poros redondos y brillantes, cavidades irregulares con fondo rugoso, granos oscuros incrustados o una grieta que sigue el contorno de un cambio de sección. Si la marca está en el metal y no en el paso del inserto, lo más probable es que venga de la colada.

En latón y bronce fundidos en arena la piel de la pieza en bruto suele verse sana. El molde de arena deja una superficie rugosa que esconde los poros pequeños, y la mayoría de los defectos internos se forman justo debajo de esa piel o en el centro de las secciones gruesas. Por eso el problema se descubre en el torno o en la fresadora, cuando la pieza ya tiene horas de maquinado encima: al refrentar la cara de un cuerpo de válvula, al barrenar un buje o al hacer la cuerda de una conexión.

Cuatro preguntas ayudan a reconocerlo en el piso: si el defecto aparece en la misma zona en varias piezas de la misma colada, si su forma es redonda, irregular o lineal, si el fondo es liso y brillante o rugoso y oscuro, y si el hueco crece al dar otra pasada. Un poro de gas suele ser redondo y de pared lisa. Un rechupe es irregular, con ramificaciones, y crece hacia el centro de la sección. Una inclusión de arena o de escoria se ve como un grano o una zona opaca que se desprende y deja un cráter. Esas cuatro observaciones, anotadas con foto, son también la base de cualquier reclamo.

¿Cómo se distingue un defecto de fundición de un daño causado por el maquinado?

Un defecto de fundición tiene volumen y existía antes de la pasada: su fondo no muestra marcas de herramienta y sigue ahí si se da otra pasada ligera. Un daño de maquinado sigue la trayectoria de la herramienta (arrastre de viruta, desgarre, vibración) y desaparece o cambia al corregir los parámetros.

Esta distinción es la primera que hará el proveedor de la fundición, así que conviene hacerla usted antes de reclamar. Revise la cara con lupa o con el sistema de visión: un poro de gas tiene paredes lisas y redondeadas, mientras que un desgarre por filo gastado deja material arrastrado en la dirección del corte. Las inclusiones de arena suelen delatarse porque el inserto se desgasta de golpe en una zona y porque el grano suelto raya la cara en la dirección del corte.

El segundo filtro es la posición respecto al sobrematerial. Si la cara se maquinó a la cota del plano y con la referencia correcta, el defecto apareció dentro de la capa que el diseño previó retirar o justo debajo de ella. Si la pieza se desplazó en el montaje, si se tomó una referencia distinta o si se retiró más material del previsto para corregir una pieza torcida, el maquinado llegó a una zona que la fundición no tenía obligación de entregar sana. Mida el espesor real retirado en la cara afectada y anótelo junto con la referencia usada.

El tercer filtro es la repetición. Un defecto que aparece en la misma zona de muchas piezas de una colada apunta al diseño del molde o a la alimentación; uno aislado y aleatorio apunta a la limpieza del metal o del molde. Si tiene dudas, tres pruebas ayudan a cerrar la discusión: líquidos penetrantes sobre la cara maquinada para ver el tamaño real de grietas y rechupes abiertos a la superficie (ASTM E165/E165M-23), un corte de una pieza rechazada por la zona del defecto y, en piezas de otras coladas aún sin maquinar, una radiografía comparada con las referencias de ASTM E310 (ASTM E310-21) o E272, según la aleación. Si la radiografía muestra el defecto en la misma zona antes del maquinado, el origen queda claro.

¿Qué corrección debe pedir a la fundición según el defecto?

Pida una corrección que ataque la causa del defecto que usted documentó, no una promesa genérica de «más control». Cada familia de defectos se corrige con palancas distintas en la fundición, y la respuesta del proveedor debería decir cuál cambió y cómo lo va a verificar en la siguiente colada.

• Rechupe en la misma zona de muchas piezas: es un problema de alimentación. Lo razonable es pedir que se revise la ubicación o el tamaño de la mazarota, o que se agregue un enfriador en esa masa. Si usted puede cambiar el diseño, adelgazar la sección o suavizar el cruce de paredes ayuda tanto como cualquier cambio en el molde.
• Porosidad por gas repartida: apunta al metal líquido. Pregunte cómo se secan la carga y los fundentes, si se desgasifica o desoxida antes de colar y qué control hacen de la temperatura de colada.
• Sopladuras junto a un macho o bajo la superficie: apuntan al molde. Pregunte por la humedad y la permeabilidad de la arena y por la ventilación de los machos.
• Inclusiones de arena o de escoria: pida que se revise el sistema de colada (turbulencia, filtro, retención de escoria) y la compactación y el recubrimiento del molde y los machos.
• Grietas en caliente: suelen requerir un radio mayor en el cambio de sección o un macho que ceda al contraerse el metal; casi siempre es una conversación de diseño, no solo de proceso.

Antes de liberar la siguiente colada, acuerde cómo se va a comprobar la corrección: por ejemplo, cortar o radiografiar una o dos piezas en bruto por la zona afectada, o maquinar primero unas cuantas piezas y revisarlas antes de maquinar el resto. Si el caso es recurrente, la estructura de la metodología 8D ayuda a que la causa raíz y la verificación queden por escrito.

¿Qué debe escribir en el plano, la solicitud de cotización y la orden de compra?

Marque en el plano las zonas donde un defecto importa, ponga a cada zona un criterio de aceptación con su documento de referencia, fije el sobrematerial y las referencias de maquinado, y diga si se permite reparar. En la orden de compra agregue la trazabilidad por colada, el plazo y la forma de reclamar, y quién paga el maquinado perdido.

Una nota que funciona para un cuerpo de bronce o de latón fundido en arena se ve así:

• Material: aleación y especificación con su año, por ejemplo C93200 según ASTM B584-22.
• Zona A (caras de sello y barrenos roscados, sombreadas en el plano): sin poros abiertos visibles después del maquinado, y, si la pieza se radiografía en bruto, el nivel de severidad que usted fije de ASTM E310 para porosidad (categoría A), inclusiones (B) y rechupe (Ca, Cd). Los niveles de E310 se juzgan en la radiografía, no a simple vista sobre la cara maquinada, así que conviene escribir ambos criterios.
• Zona B (resto de caras maquinadas): defectos aislados permitidos hasta el tamaño y la cantidad que usted defina por cara.
• Superficies en bruto: según una muestra límite firmada por ambas partes.
• Sobrematerial y referencias: grado de sobrematerial según ISO 8062-3 (ISO 8062-3:2023) y puntos de referencia de la fundición marcados en el plano, para que el maquinado no se desplace hacia una zona que no debía quedar expuesta.
• Reparación: no se permite soldar, tapar ni impregnar sin aprobación escrita del comprador.
• Prueba de presión: si la pieza sella, método, presión y criterio de fuga después del último maquinado.

En la solicitud de cotización envíe esta nota junto con el plano, porque el criterio de la zona A cambia el diseño de las mazarotas y el precio de la pieza en bruto. Pida también que el proveedor marque el número de colada en cada pieza o en cada caja; sin ese dato, un reclamo de una colada mala termina afectando todo el embarque. En la orden de compra deje escrito qué se reclama (la pieza en bruto o también el maquinado perdido), en qué plazo, con qué evidencia y qué pasa con las piezas rechazadas.