Difetti di pressofusione zama: riconoscere bave, cold shut e porosità

← Torna agli articoli

Quando un getto in zama viene scartato, la domanda che conta non è se presenta un difetto, ma quale difetto e perché si è formato. Bave lungo la linea di giunzione, soffiature da gas, cold shut, misrun, inclusioni metallurgiche e vesciche in placcatura hanno aspetti simili a occhio inesperto, ma cause di processo completamente diverse. Questa guida fornisce a progettisti, buyer e responsabili qualità un metodo di diagnosi differenziale basato su un principio operativo semplice: la posizione del difetto è il primo indizio della sua origine.

Perché distinguere i difetti conta più che scartare il pezzo

Scartare un pezzo difettoso senza diagnosticare la causa è una scelta costosa: finché la causa di processo resta attiva, il difetto si ripresenta sui lotti successivi. Lo scarto “alla cieca” cura il sintomo ma non la radice. Una fonderia che lavora da anni sugli stessi stampi impara invece a leggere il difetto come una traccia che riconduce a un parametro preciso: forza di chiusura, temperatura del metallo, sfiati, velocità di iniezione.

Il principio pratico più utile per orientare la diagnosi è una mappa mentale fondata sulla posizione:

La porosità nella pressofusione zama è il difetto più noto, ma è solo uno dei tanti. In questa guida la citiamo soprattutto per contrasto, perché distinguerla da bave, cold shut e inclusioni è il vero esercizio diagnostico. Il quadro di riferimento normativo resta la EN 12844 per le specifiche dei getti e la EN 1774 per la qualità della lega, mentre il processo di pressofusione a camera calda definisce il contesto in cui questi difetti nascono.

Bave (flash): cosa sono, dove si formano e come riconoscerle a vista

La bava, o flash, è un sottile film di metallo che si espande sulla linea di giunzione dello stampo, dove le due metà si incontrano. È per definizione un eccesso di metallo espulso dalla cavità, non una mancanza: questo la distingue nettamente dal cold shut, che è invece una fusione incompleta. Confondere i due termini porta a interventi correttivi sbagliati.

Le cause di processo della bava sono quasi sempre meccaniche. La forza di chiusura insufficiente, la deflessione dello stampo o della macchina sotto la pressione di iniezione, e una velocità del pistone eccessiva generano una pressione d’impatto troppo alta: lo stampo si apre leggermente e il metallo fuso filtra lungo il piano di giunzione. Come descritto nei testi di meccanica dello stampo (ASM Handbook), la deflessione della struttura di serraggio produce disallineamento e flash lungo il parting line.

Il riconoscimento visivo è immediato: la bava si presenta come una lamella sottile, continua, sempre posizionata lungo il perimetro di giunzione delle impronte o attorno ai movimenti meccanici. Non compare mai nel cuore della sezione né in zone isolate della superficie.

Per questo la pressa va scelta con una forza di chiusura adeguata alla superficie proiettata del getto: il parco Micrometal conta 11 macchine a camera calda da 20 a 90 tonnellate, 4 delle quali in isola robotizzata. Sul fronte della progettazione dello stampo per pressofusione, la prevenzione più efficace resta la geometria: come indicato in letteratura, i costi di stampo e di sbavatura sono minimi quando la giunzione giace su un piano unico perpendicolare al moto dello stampo, condizione che rende più semplice mantenerla priva di bave. La bava residua viene comunque rimossa in fase di finitura e sbavatura dei getti.

Soffiature e porosità da gas: la differenza dalla porosità da ritiro

Il termine “porosità” raccoglie fenomeni diversi che vanno separati. Dal punto di vista dimensionale, le bolle di gas piccole si chiamano porosità, mentre quelle più grandi prendono il nome di blowhole o blister (soffiature). Dal punto di vista dell’origine, invece, la distinzione fondamentale è tra porosità da gas e porosità da ritiro.

La porosità da gas nasce dall’intrappolamento d’aria durante il riempimento rapido ad alta pressione: quando la cavità si riempie velocemente, l’aria ha poco tempo per uscire. Il risultato sono bolle che tendono a localizzarsi vicino alla superficie o in zone dove il fronte di metallo ha chiuso l’aria. La porosità da ritiro (shrinkage) deriva invece dalla contrazione del metallo durante la solidificazione e si concentra nel cuore delle sezioni spesse, dove il materiale solidifica per ultimo. Si suddivide in macroporosità, visibile a occhio nudo, e microporosità, non visibile senza sezionamento.

Secondo il NADCA handbook, anche in un processo raffinato una quota di porosità resta inevitabile al centro del getto; l’obiettivo è contenerla. Il mezzo principale sono gli sfiati lungo le linee di giunzione, che riducono l’intrappolamento d’aria. Velocità di iniezione e disposizione degli sfiati vanno quindi definite in funzione della lega e della geometria del pezzo. Per un approfondimento sulla porosità da ritiro e sul suo impatto meccanico rimandiamo all’articolo dedicato.

Cold shut e misrun: i difetti da riempimento incompleto

Cold shut e misrun sono tra i difetti più comuni in pressofusione e condividono le stesse cause, ma hanno aspetti distinti. Il cold shut si verifica quando due fronti di metallo liquido si incontrano ma non si fondono correttamente, lasciando una linea di saldatura debole: il metallo era già troppo freddo nel punto di contatto. Il misrun è invece un mancato riempimento della cavità: il metallo solidifica prima di raggiungere le zone più lontane o più sottili, lasciando il pezzo incompleto.

Le cause comuni, documentate in letteratura (ASM Handbook, pouring metal defects), sono: stampo troppo freddo, temperatura del metallo troppo bassa, metallo sporco, sfiati insufficienti o lubrificante in eccesso. Tutti fattori che riducono la fluidità o la capacità di riempimento del fronte liquido.

Il riconoscimento visivo distingue bene i due casi. Il cold shut appare come una linea netta, una giunzione fredda ben definita sulla superficie, spesso scambiata per una crepa. Il misrun si presenta invece come un bordo arrotondato, incompleto o del tutto mancante, tipicamente nei punti terminali del flusso. La posizione diagnostica è la stessa: entrambi si concentrano nelle zone a sezione sottile e nei punti più lontani dal gate.

La prevenzione passa dal controllo della temperatura del metallo — in iniezione tipicamente 415-430°C per la zama — e dalla scelta della lega adatta alla geometria. La scelta della lega zama ZP3 o ZP5 incide sulla fluidità: Zamak 3, la più duttile, riempie bene i particolari sottili, mentre per sezioni più impegnative si valutano Zamak 5, Zamak 2 o Zamak 8. Le composizioni di riferimento di queste leghe sono quelle della EN 12844.

Inclusioni e difetti metallurgici: segni distintivi

Le inclusioni sono particelle estranee o ossidi intrappolati nel getto durante la colata. A differenza di bave, cold shut e porosità, la loro origine non sta nel flusso né nel gas, ma nel materiale stesso: un metallo liquido non sufficientemente pulito o una lega fuori specifica introduce corpi estranei che rimangono inglobati nella struttura.

Il legame diretto è con la qualità della materia prima. La EN 1774 definisce i requisiti per lingotti e metallo liquido, mentre la EN 12844 specifica le composizioni dei getti: lavorare entro questi limiti riduce drasticamente il rischio di inclusioni.

Vesciche (blister) in placcatura: risalire alla causa di processo

Le vesciche, o blister, sono un difetto particolare perché compaiono quasi sempre solo in fase galvanica, non sul getto grezzo. Un pezzo apparentemente perfetto può sollevare bolle sotto il deposito metallico durante o dopo la placcatura. La ragione è che la finitura galvanica mette sotto stress la pelle del getto e rivela difetti sottostanti altrimenti invisibili.

Le cause principali, secondo l’esperienza di settore maturata tra practitioner (si tratta di know-how applicativo, non di una norma formale), sono tre: l’outgassing da porosità, con gas che risale durante il trattamento; l’intrappolamento di soluzioni di pretrattamento nelle porosità aperte; e una pulizia superficiale insufficiente prima del ciclo galvanico. Spesso le vesciche sono causate da cold shut superficiali: crepe poco profonde che trattengono i fluidi di pretrattamento, i quali poi espandono e sollevano il deposito.

La diagnosi delle vesciche è notoriamente difficile: non sempre la causa è visibile a occhio nudo, e spesso richiede analisi microscopica e sezionamento (cross-section) per individuare la radice. Questo rende la selezione preventiva dei getti destinati alla placcatura un passaggio critico.

Per i componenti destinati alla sequenza di placcatura Rame-Nichel su zama la selezione dei getti è più critica che per quelli destinati a verniciatura: bave residue, cold shut superficiali e porosità aperta compromettono l’adesione e innescano vesciche. Le finiture galvaniche — tra cui i trattamenti galvanici e finiture del ciclo Cu-Ni — sono eseguite da partner qualificati che Micrometal coordina sui propri componenti; il rame undercoat, necessario perché il nichel non attacchi lo zinco, lo applica il partner galvanico.

Tabella comparativa e flowchart di diagnosi differenziale

Un albero decisionale semplice parte sempre dalla posizione del difetto:

Questa logica permette una diagnosi rapida prima di procedere con analisi più approfondite. Si integra nel nostro controllo qualità in pressofusione.

Metodi di controllo qualità: ispezione visiva, cross-section, raggi X

La conferma dell’ipotesi diagnostica richiede metodi di controllo adeguati, distruttivi e non distruttivi, scelti in funzione dell’obiettivo.

Nel test polish/slice il getto viene lucidato, sezionato, lucidato nuovamente e ispezionato visivamente: è il metodo di riferimento per rivelare porosità interna e difetti profondi. L’ispezione microscopica superficiale e i raggi X, non distruttivi, servono per screening e per individuare cavità nascoste senza sacrificare il pezzo, secondo le pratiche del NADCA handbook per i controlli NDT. I requisiti di accettazione per i getti in zama si inquadrano in norme come ASTM B86 e ASTM B240.

Il sistema qualità Micrometal, certificato ISO 9001 dal 2002, integra ispezioni visive e dimensionali con CMM, micrometro e microscopio, permettendo di distinguere rapidamente i difetti prima della fase di finitura. Per conoscere nel dettaglio il nostro controllo qualità certificato o per valutare un componente specifico, i nostri tecnici sono a disposizione: richiedi un preventivo tecnico o chiama il +39 030 7760830.

Riconoscere il difetto giusto significa spegnere la causa, non solo scartare il pezzo. È la differenza tra una fornitura che migliora lotto dopo lotto e una che ripete gli stessi errori.

Revisione tecnica: Marco Sega

Contenuto redatto con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale e sottoposto a supervisione tecnica della redazione. Responsabilità editoriale: Micrometal S.r.l.