Defectos de fundición a presión en zamak: cómo distinguir rebabas, cold shut y porosidad

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Cuando una pieza de zamak se rechaza, la pregunta que importa no es si presenta un defecto, sino cuál defecto y por qué se formó. Rebabas a lo largo de la línea de partición, sopladuras por gas, cold shut, misrun, inclusiones metalúrgicas y ampollas en el recubrimiento galvánico se parecen a simple vista para un ojo inexperto, pero tienen causas de proceso completamente distintas. Esta guía ofrece a diseñadores, compradores y responsables de calidad un método de diagnóstico diferencial basado en un principio operativo sencillo: la ubicación del defecto es la primera pista sobre su origen.

Por qué distinguir los defectos importa más que descartar la pieza

Descartar una pieza defectuosa sin diagnosticar la causa es una decisión costosa: mientras la causa de proceso siga activa, el defecto volverá a aparecer en los lotes siguientes. El rechazo «a ciegas» trata el síntoma, no la raíz. Una empresa que lleva años trabajando con los mismos moldes aprende, en cambio, a leer el defecto como un rastro que conduce a un parámetro concreto: fuerza de cierre, temperatura del metal, respiraderos, velocidad de inyección.

El principio práctico más útil para orientar el diagnóstico es un mapa mental basado en la ubicación:

La porosidad en la fundición a presión de zamak es el defecto más conocido, pero es solo uno de muchos. En esta guía la mencionamos sobre todo por contraste, porque distinguirla de rebabas, cold shut e inclusiones es el verdadero ejercicio diagnóstico. El marco normativo de referencia sigue siendo la EN 12844 para las especificaciones de las piezas y la EN 1774 para la calidad de la aleación, mientras que el proceso de fundición a presión en cámara caliente define el contexto en el que nacen estos defectos.

Rebabas (flash): qué son, dónde se forman y cómo reconocerlas a simple vista

La rebaba, o flash, es una delgada película de metal que se extiende sobre la línea de partición del molde, donde se encuentran las dos mitades. Es por definición un exceso de metal expulsado de la cavidad, no una falta de material: esto la distingue claramente del cold shut, que en cambio es una fusión incompleta. Confundir los dos términos lleva a aplicar medidas correctivas equivocadas.

Las causas de proceso de la rebaba son casi siempre mecánicas. Una fuerza de cierre insuficiente, la deflexión del molde o de la prensa bajo la presión de inyección, y una velocidad del pistón excesiva generan una presión de impacto demasiado alta: el molde se abre ligeramente y el metal fundido se filtra por el plano de partición. Como describen los textos de mecánica de moldes (ASM Handbook), la deflexión de la estructura de cierre produce desalineación y flash a lo largo de la línea de partición.

El reconocimiento visual es inmediato: la rebaba se presenta como una lámina delgada y continua, siempre ubicada a lo largo del perímetro de unión de las cavidades o alrededor de los elementos móviles del molde. Nunca aparece en el núcleo de la sección ni en zonas aisladas de la superficie.

Por eso la prensa debe elegirse con una fuerza de cierre adecuada a la superficie proyectada de la pieza: el parque de Micrometal cuenta con 11 máquinas de cámara caliente de 20 a 90 toneladas, 4 de ellas integradas en celda robotizada. En cuanto al diseño del molde para fundición a presión, la prevención más eficaz sigue siendo la geometría: según la bibliografía técnica, los costes de molde y de desbarbado son mínimos cuando la línea de partición se sitúa en un plano único perpendicular al movimiento del molde, condición que facilita mantenerla libre de rebabas. La rebaba residual se elimina de todos modos en la fase de acabado y desbarbado de piezas.

Sopladuras y porosidad por gas: la diferencia con la porosidad por contracción

El término «porosidad» engloba fenómenos distintos que conviene separar. Desde el punto de vista dimensional, las burbujas de gas pequeñas se llaman porosidad, mientras que las más grandes reciben el nombre de blowhole o blister (sopladuras). Desde el punto de vista del origen, en cambio, la distinción fundamental es entre porosidad por gas y porosidad por contracción.

La porosidad por gas se origina por el atrapamiento de aire durante el llenado rápido a alta presión: cuando la cavidad se llena velozmente, el aire tiene poco tiempo para salir. El resultado son burbujas que tienden a concentrarse cerca de la superficie o en zonas donde el frente de metal ha encerrado el aire. La porosidad por contracción (shrinkage) deriva, en cambio, de la contracción del metal durante la solidificación y se concentra en el núcleo de las secciones gruesas, donde el material solidifica en último lugar. Se divide en macroporosidad, visible a simple vista, y microporosidad, no visible sin seccionar la pieza.

Según el manual NADCA, incluso en un proceso bien ajustado queda inevitablemente algo de porosidad en el centro de la pieza; el objetivo es contenerla. El principal recurso son los respiraderos situados a lo largo de las líneas de partición, que reducen el atrapamiento de aire. La velocidad de inyección y la disposición de los respiraderos deben definirse en función de la aleación y de la geometría de la pieza. Para profundizar en la porosidad por contracción y su impacto mecánico remitimos al artículo dedicado.

Cold shut y misrun: los defectos por llenado incompleto

El cold shut y el misrun están entre los defectos más comunes en fundición a presión y comparten las mismas causas, pero presentan aspectos distintos. El cold shut se produce cuando dos frentes de metal líquido se encuentran pero no llegan a fundirse correctamente, dejando una línea de unión débil: el metal ya estaba demasiado frío en el punto de contacto. El misrun es, en cambio, un llenado incompleto de la cavidad: el metal solidifica antes de alcanzar las zonas más alejadas o más delgadas, dejando la pieza inacabada.

Las causas comunes, documentadas en la bibliografía (ASM Handbook, defectos de colada de metal), son: molde demasiado frío, temperatura del metal demasiado baja, metal contaminado, respiraderos insuficientes o exceso de lubricante. Todos ellos factores que reducen la fluidez o la capacidad de llenado del frente líquido.

El reconocimiento visual distingue bien ambos casos. El cold shut aparece como una línea neta, una unión fría bien definida en la superficie, que a menudo se confunde con una grieta. El misrun se presenta, en cambio, como un borde redondeado, incompleto o directamente ausente, típicamente en los puntos finales del flujo. La ubicación diagnóstica es la misma: ambos se concentran en zonas de sección delgada y en los puntos más alejados de la entrada de colada.

La prevención pasa por el control de la temperatura del metal —en inyección, típicamente 415-430°C para el zamak— y por la elección de la aleación adecuada a la geometría. La elección de la aleación zamak ZP3 o ZP5 influye en la fluidez: el Zamak 3, el más dúctil, llena bien los detalles delgados, mientras que para secciones más exigentes se valoran el Zamak 5, el Zamak 2 o el Zamak 8. Las composiciones de referencia de estas aleaciones son las de la EN 12844.

Inclusiones y defectos metalúrgicos: señas distintivas

Las inclusiones son partículas extrañas u óxidos atrapados en la pieza durante la colada. A diferencia de las rebabas, el cold shut y la porosidad, su origen no está en el flujo ni en el gas, sino en el material mismo: un metal líquido no suficientemente limpio o una aleación fuera de especificación introduce cuerpos extraños que quedan incorporados en la estructura.

El vínculo directo es con la calidad de la materia prima. La EN 1774 define los requisitos para lingotes y metal líquido, mientras que la EN 12844 especifica las composiciones de las piezas: trabajar dentro de estos límites reduce drásticamente el riesgo de inclusiones.

Ampollas (blister) en el recubrimiento: llegar a la causa de proceso

Las ampollas, o blister, son un defecto particular porque aparecen casi siempre solo en la fase de galvanizado, no en la pieza en bruto. Una pieza aparentemente perfecta puede levantar burbujas bajo el depósito metálico durante o después del recubrimiento. La razón es que el acabado galvánico somete a estrés la piel de la pieza y revela defectos subyacentes que de otro modo serían invisibles.

Las causas principales, según la experiencia del sector acumulada entre profesionales (se trata de conocimiento aplicado, no de una norma formal), son tres: el outgassing procedente de la porosidad, con gas que sube durante el tratamiento; el atrapamiento de soluciones de pretratamiento en las porosidades abiertas; y una limpieza superficial insuficiente antes del ciclo galvánico. A menudo las ampollas están causadas por cold shut superficiales: grietas poco profundas que retienen los fluidos de pretratamiento, los cuales luego se expanden y levantan el depósito.

El diagnóstico de las ampollas es notoriamente difícil: no siempre la causa es visible a simple vista, y a menudo requiere análisis microscópico y seccionamiento (cross-section) para identificar la raíz. Esto convierte la selección preventiva de las piezas destinadas al recubrimiento en un paso crítico.

Para los componentes destinados a la secuencia de recubrimiento Cobre-Níquel sobre zamak la selección de las piezas es más crítica que para las destinadas a pintura: rebabas residuales, cold shut superficiales y porosidad abierta comprometen la adherencia y provocan ampollas. Los acabados galvánicos —entre ellos los tratamientos galvánicos y acabados del ciclo Cu-Ni— los realizan socios cualificados que Micrometal coordina sobre sus propios componentes; la capa base de cobre, necesaria para que el níquel no ataque el zinc, la aplica el socio galvánico.

Tabla comparativa y flujo de diagnóstico diferencial

Un árbol de decisión sencillo parte siempre de la ubicación del defecto:

Esta lógica permite un diagnóstico rápido antes de proceder a análisis más profundos. Se integra en nuestro control de calidad en fundición a presión.

Métodos de control de calidad: inspección visual, cross-section, rayos X

Confirmar la hipótesis diagnóstica requiere métodos de control adecuados, destructivos y no destructivos, elegidos en función del objetivo.

En el ensayo de pulido/corte la pieza se pule, se secciona, se pule de nuevo y se inspecciona visualmente: es el método de referencia para revelar porosidad interna y defectos profundos. La inspección microscópica superficial y los rayos X, ambos no destructivos, sirven para el screening y para localizar cavidades ocultas sin sacrificar la pieza, según las prácticas del manual NADCA para controles NDT. Los requisitos de aceptación para las piezas de zamak se enmarcan en normas como ASTM B86 y ASTM B240.

El sistema de calidad de Micrometal, certificado ISO 9001, integra inspecciones visuales y dimensionales con CMM, micrómetro y microscopio, lo que permite distinguir rápidamente los defectos antes de la fase de acabado. Para conocer en detalle nuestro control de calidad certificado o para evaluar un componente específico, nuestro equipo técnico está a su disposición: solicite un presupuesto técnico o llame al +39 030 7760830.

Reconocer el defecto correcto significa eliminar la causa, no solo descartar la pieza. Esa es la diferencia entre un suministro que mejora lote tras lote y uno que repite los mismos errores.

Revisión técnica: Marco Sega

Contenido redactado con la ayuda de sistemas de inteligencia artificial y sometido a supervisión técnica de la redacción. Responsabilidad editorial: Micrometal S.r.l.