Colector de escape: ¿aguanta una pared de 2,5 mm en fundición?
Una pared de 2,5 mm en un colector de escape de seis canales se llena de forma fiable a 1.600 °C cuando la cáscara se monta en 7 capas para la fundición a vacío. Por debajo de 1,5 mm, la misma geometría pasa de ser una vía de serie a un problema de laboratorio. El límite lo fija el último canal que se llena, no el espesor medio.
¿Qué espesor de pared aguanta un colector de escape?
En un colector de escape de pared fina, 2,5 mm es el valor de serie y el margen viene de la cáscara, no de la aleación. Una cáscara de 7 capas y 8 mm de espesor total aguanta la cavidad frente a una colada a 1.600 °C el tiempo suficiente para que el metal llegue a los extremos de los canales. Cada capa seca 8 h, así que el espesor de pared es tanto un asunto de cáscara como de colada.
Secciones más finas son posibles, pero la ventana de proceso se estrecha rápido. A 1,5 mm el metal pierde calor antes de llegar al extremo de un canal largo, y el defecto aparece como falta de fusión en lugar de un agujero visible. Por eso el plano indica 2,5 mm como pared de diseño y 1,5 mm como límite inferior de proceso.
¿Por qué el último canal no se llena a 2,5 mm?
Las secciones finas pierden calor más rápido de lo que avanza el metal, así que la última cavidad en llenarse falla. El llenado es una carrera entre velocidad del metal y pérdida térmica, y una pared colada de 2,5 mm tiene poca masa térmica. Un llenado a vacío de 12 s a 1.600 °C con colada de precisión mantiene el frente líquido. Si el frente se detiene, el llenado corto parece un error de diseño pero suele ser un problema de entrada.
En la primera pieza de este colector, un extremo de canal fino se llenó corto mientras los otros cinco salieron limpios. La colada a 1.600 °C y una entrada adicional en ese canal eliminaron la falta de fusión, y la segunda colada llenó los seis.
¿Qué controles sostienen la pared en serie?
Cuatro controles llevan la pared de una colada a la siguiente, y cada uno tiene un número.
Cáscara: 7 capas, 8 mm en total, 8 h de secado por capa, con un montaje de cáscara cerámica controlado en número de capas antes de la colada; una capa que falta se ve como reventón, no como pared fina.
Colada: 1.600 °C en el horno, vacío de −0,05 MPa, llenado en 12 s; el vacío elimina el gas que quedaría en una sección de 2,5 mm.
Descerado: 165 °C a 7 bar con una rampa de 1,5 °C/min; una rampa rápida agrieta la cavidad antes de que llegue el metal.
Calcinación: 1.000 °C durante 1,5 h; la cera residual en una sección fina se convierte en porosidad gaseosa en la superficie.
Cáscara y colada son la pareja que más importa. Una colada perfecta en una cáscara agrietada da una pieza desechada, y una cáscara sana colada 40 °C demasiado fría da el mismo resultado.
¿Cómo se verifica una pared de 2,5 mm?
La verificación es dimensional antes que metalúrgica. La primera pieza se corta en el canal más fino, se revisa visualmente y por radiografía, y la pared se mide en seis puntos con un medidor ultrasónico. Las piezas de serie siguen la misma comprobación en seis puntos sobre dos piezas por lote, con espesor mantenido en CT6 según ISO 8062-3.
Una pared sana no es una pieza cualificada. La radiografía encuentra rechupes y gas; no demuestra vida a fatiga, y ningún informe de fundición sustituye un ensayo en banco del colector terminado.
¿Cuándo hay que cambiar el diseño del colector?
El diseño cambia cuando la pared no soporta la función, no cuando la primera colada sale corta. Si el canal debe ser más fino que 1,5 mm por caudal, la fundición deja de ser el proceso adecuado y entra en discusión una vía soldada o impresa. Si la pieza exige núcleos internos sin camino de limpieza, la cáscara no se puede retirar y el diseño no es fundible con ningún espesor.
Envíe el plano con las cotas de pared y el trazado de canales; revisaremos la fundibilidad de las dos secciones más finas y adjuntaremos los parámetros de colada antes de cualquier cotización.
