In breveLa porosità nella pressofusione è la presenza di vuoti all’interno o sulla superficie del getto. Ha due origini diverse: il gas intrappolato durante il riempimento dello stampo e il ritiro del metallo che solidifica. Si previene progettando pezzo e stampo insieme e controllando il processo; si misura con radioscopia RX e tomografia secondo la VDG P201.Cos’è la porosità nella pressofusioneLa porosità è l’insieme di pori, cavità e sacche d’aria presenti nel getto pressofuso, in superficie o all’interno. È uno dei difetti tipici della pressofusione ad alta pressione, perché nasce dalle caratteristiche stesse del processo: il metallo entra nello stampo a velocità molto elevata e solidifica in pochi istanti.Non tutta la porosità è un problema. Conta dove si trova, quanto è grande e a cosa serve il pezzo: una porosità diffusa e fine in una zona poco sollecitata può essere accettabile, la stessa porosità concentrata su un piano di tenuta o in una zona strutturale no.Porosità cieca, passante e chiusaCieca: parte dalla superficie ma non attraversa il pezzo. Di solito non riduce la resistenza, ma può trattenere umidità e favorire la corrosione.Passante: attraversa la parete e crea un percorso di perdita. Rende il pezzo non idoneo a contenere liquidi o gas in pressione.Chiusa: resta tutta all’interno e non si vede senza radioscopia o tomografia.Porosità da gas e porosità da ritiro: le differenzeLa porosità da gas e quella da ritiro hanno cause diverse e quindi rimedi diversi: la prima dipende da aria e gas intrappolati, la seconda dalla contrazione del metallo in solidificazione. Riconoscerle è il primo passo per scegliere l’intervento giusto.CaratteristicaPorosità da gasPorosità da ritiroOrigineAria della cavità, vapori del distaccante, idrogeno disciolto nella legaContrazione di volume del metallo che passa da liquido a solidoForma dei poriTondeggiante, pareti lisceIrregolareDove si trovaNelle zone in cui aria e gas restano intrappolati durante il riempimentoNelle sezioni spesse e nei punti caldi (hot spot) che solidificano per ultimiLeve principaliSfiati, pozzetti, sottovuoto, velocità di iniezione, distaccante, degasaggioSpessori uniformi, gestione termica dello stampo, pressione di intensificazioneLe cause della porosità nei getti di alluminioLe cause della porosità stanno in quattro aree: la lega, lo stampo, i parametri di iniezione e la geometria del pezzo.Aria intrappolata e sfiati insufficientiIl metallo riempie la cavità molto rapidamente e l’aria non fa in tempo a uscire da sfiati e linee di divisione. Se gli sfiati sono sottodimensionati, ostruiti o mal posizionati, il gas resta nel getto. Velocità di iniezione troppo alte peggiorano la turbolenza e l’inglobamento d’aria.Distaccante e umiditàIl distaccante spruzzato sullo stampo, se in eccesso, può coprire gli sfiati e generare vapori e prodotti di decomposizione che finiscono nel getto. Anche l’umidità su stampo e materiali contribuisce alla porosità da gas.Idrogeno disciolto nella legaL’alluminio liquido scioglie molto più idrogeno di quello solido: in solidificazione l’idrogeno in eccesso si libera in forma di bolle. Per questo il trattamento e il degasaggio del bagno sono un presidio importante contro la porosità da gas.Spessori e punti caldiLe zone massive raffreddano più lentamente di quelle sottili che le circondano. Quando le pareti vicine sono già solide, il metallo ancora liquido nella zona spessa si contrae e non viene più alimentato: nasce la cavità da ritiro.Come prevenire la porosità in progettazioneLa porosità si previene soprattutto in progettazione, perché geometria del pezzo, attacchi di colata e sfiati decidono dove andrà il gas e dove solidificherà il metallo per ultimo.Spessori il più possibile uniformi ed evitare transizioni brusche tra sezioni sottili e spesse, dove si formano i punti caldi.Nervature e raccordi al posto delle masse piene: danno rigidezza senza creare punti caldi.Attacchi di colata e pozzetti di troppo pieno posizionati in modo che il fronte del metallo spinga l’aria verso gli sfiati.Simulazione di riempimento e solidificazione prima di costruire lo stampo, per vedere dove si formano sacche d’aria e punti caldi.Zone critiche dichiarate a disegno: piani di tenuta, sedi e superfici da lavorare vanno indicati, insieme alla classe di porosità ammessa, così da concentrare lì le attenzioni.Come ridurre la porosità nel processoIn produzione la porosità si riduce governando lega, stampo e iniezione con parametri stabili e misurati colpo per colpo. Una sequenza tipica di interventi:Preparare la lega: materiali asciutti e puliti, trattamento e degasaggio del bagno per ridurre l’idrogeno.Controllare le temperature di lega e stampo, per gestire la velocità di raffreddamento e i punti caldi.Dosare il distaccante evitando l’eccesso di spruzzatura che ostruisce gli sfiati.Ottimizzare la curva di iniezione: velocità e pressione costanti riducono la turbolenza.Usare la pressione di intensificazione, che comprime il metallo durante la solidificazione e compensa in parte il ritiro.Applicare il sottovuoto quando il pezzo lo richiede: aspira l’aria dalla cavità e riduce in modo significativo la porosità da gas.Mantenere gli sfiati puliti e monitorare lo stato dello stampo.La pressofusione sottovuoto merita una nota: riduce la porosità da gas e rende possibili trattamento termico e saldatura, ma non corregge un problema di ritiro dovuto alla geometria.Come si controlla la porosità: RX, tomografia e VDG P201La porosità interna si controlla con metodi non distruttivi a raggi X, che sostituiscono il vecchio metodo di tagliare il pezzo ed esaminare la sezione al microscopio.Radioscopia RX 2D: immagine a raggi X del pezzo, veloce, adatta al controllo in produzione delle zone critiche.Tomografia RX 3D: ricostruisce il volume del pezzo e permette di misurare pori e inclusioni su qualsiasi sezione digitale.Micrografia: sezione metallografica al microscopio, distruttiva, utile per analisi approfondite.Densità e prove di tenuta: danno un’indicazione globale e verificano la funzione del pezzo.Per classificare la porosità, soprattutto nel settore automotive, si usa la specifica VDG P201. Con la tomografia la valutazione si può fare su sezioni digitali del pezzo, senza distruggere il componente.Impregnazione: quando ha sensoL’impregnazione sottovuoto è un trattamento successivo alla fusione che sigilla la microporosità: con vuoto e pressione si spinge un sigillante nei pori. È un rimedio a valle, per la tenuta: non sostituisce la prevenzione in progettazione e processo.Come lavoriamo in LomopressIl nostro metodo in 14 fasi prevede l’analisi preventiva, il co-design e le simulazioni numeriche di riempimento e FEM prima di progettare lo stampo, che costruiamo internamente.20 isole di pressofusione da 200 a 3.000 t, tutte con rilevamento automatico dei parametri di iniezione.Sottovuoto Fondarex disponibile su ogni macchina.Controlli di processo in tempo reale tramite MES e intelligenza artificiale applicata ai controlli.Linea di lavaggio stampi a ultrasuoni.Laboratorio con radioscopia RX 2D e tomografia RX 3D in conformità alla VDG P201, densimetro, microscopio ottico metallurgico, spettrometro, liquidi penetranti e test di tenuta a caduta di pressione.Abbiamo oltre 30 anni di esperienza nella pressofusione e siamo certificati IATF 16949. Il dettaglio del processo è nella pagina del servizio di pressofusione, quello dei controlli nella pagina qualità e leghe.La porosità si governa meglio quando progettazione, stampo, processo e controllo stanno sotto lo stesso tetto. Se stai sviluppando un componente con requisiti di tenuta o strutturali, scopri la nostra pressofusione sottovuoto, come lavoriamo come fornitore di componenti in alluminio pressofuso o contatta il nostro ufficio tecnico.Domande frequentiCome si distingue la porosità da gas da quella da ritiro?Dalla forma e dalla posizione. I pori da gas sono tondeggianti, con pareti lisce. Le cavità da ritiro hanno forma irregolare e si trovano nelle sezioni spesse che solidificano per ultime. La tomografia RX 3D permette di vederle in tre dimensioni e di misurarle. La porosità si può eliminare del tutto?L’obiettivo pratico è ridurla e tenerla entro i limiti ammessi dalla specifica nelle zone che contano: piani di tenuta, sedi, zone strutturali. Progettazione, sottovuoto e controllo del processo la riducono; i controlli RX verificano che resti entro i limiti. Cos'è la VDG P201?È una specifica per la valutazione della porosità nei getti, usata soprattutto nel settore automotive. La classificazione si può fare anche su sezioni digitali ottenute con la tomografia, senza tagliare il pezzo.
