Influence of alternative mould materials and inhibitors on mould-metal reactions in magnesium investment casting

Resumen

El moldeo a la cera perdida es un proceso de fundición orientado para sectores como la aeronáutica o la automoción, al ser un método con mucha versatilidad que permite obtener piezas de diverso tamaño y geometría a un costo reducido para series pequeñas. No obstante, no existe en la actualidad un desarrollo apreciable de la tecnología de microfusión aplicada a la obtención de componentes ligeros en aleaciones de magnesio. Esto se debe a la alta reactividad del magnesio con las cáscaras cerámicas convencionales, el cual ha limitado su industrialización. Dada la gran estabilidad de la magnesia, los materiales refractarios de la cáscara se descomponen para formar MgO. Como resultado, el magnesio fundido reacciona prácticamente con todos los refractarios comúnmente utilizados en la producción de moldes de microfusión, provocando la aparición de óxidos superficiales no deseados en las piezas. El empleo de materiales de molde alternativos y/o de inhibidores evita las reacciones molde metal a través de la formación de una capa protectora sobre la pieza. Con el propósito de desarrollar el proceso de microfusión de magnesio, en este trabajo se han realizado diversos enasyos con materiales de molde alternativos e inhibidores diferentes. Como resultado, el empleo de moldes basados en alúmina con el inhibidor KBF4 ha sido elegido como la combinación más efectiva a la hora de evitar las reacciones molde-metal. Las superficies obtenidas han sido analizadas por XRF, SEM/EDX, XRD, XPS y el software de equilibrio termodinámico FactSage®. Gracias a los resultados obtenidos, los mecanismos que dan lugar tanto a superficies protegidas como a superficies cubiertas de reacciones molde-metal han sido propuestos. Por último, se ha colado una carcasa de motor empleada en el sector de la aeronáutica, en un molde de alúmina protegido con KBF4.