Lubricantes para fundición a presión
e inyección de aluminio
En la fundición a presión de aluminio (HPDC), el aluminio líquido entra en el molde a 600–700°C y 400–1.200 bar en milisegundos. Los desmoldeantes, lubricantes de expulsores y aceites de pisón determinan la calidad de la pieza, la vida del molde y la cadencia de producción. Esta guía detalla las especificaciones técnicas de cada punto.
El proceso HPDC: puntos críticos de lubricación
La fundición a presión de aluminio (High Pressure Die Casting) inyecta aluminio fundido en moldes de acero de herramienta (H13/H11) a presiones de 400–1.200 bar. Cada ciclo de producción dura 15–120 segundos según el tamaño de la pieza. La máquina puede producir 200–600 ciclos/hora en piezas pequeñas.
Desmoldeantes para moldes de inyección de aluminio
El desmoldeante tiene una función triple en la fundición a presión: actuar como agente de desmoldeo (release agent) para que la pieza no quede adherida al acero H13, refrigerar el molde (aportando 20–40% del enfriamiento total) y proteger la superficie del molde contra el soldado de aluminio (aluminum soldering), que es la causa de muerte más frecuente de moldes HPDC.
- Base: ceras de polietileno o silicona en emulsión acuosa
- Al contacto con molde caliente (150–350°C): el agua se evapora y la cera forma una película protectora
- Efecto de enfriamiento rápido: ΔT de 50–150°C en cada ciclo
- No generan humo negro ni residuo carbonoso en el molde
- Estabilidad de la emulsión: pH 8–10 (evitar precipitación)
- Compatibilidad con acero H13 y H11 (sin corrosión)
- Base: resinas fluoropoliméricas o silicona de alta temperatura
- Forman película duradera que aguanta múltiples disparos
- Ventaja: menos paradas de aplicación, mayor cadencia
- Desventaja: mayor acumulación de residuos en geometrías complejas
- Aplicación: spray manual o robot entre ciclos de producción
- Uso preferente en piezas de paredes gruesas / ciclos largos
Parámetros de evaluación de desmoldeantes
| Parámetro | Objetivo | Método evaluación |
|---|---|---|
| Fuerza de expulsión | Reducción {'>'}30% vs. sin desmoldeante | Test en máquina producción (célula de carga en expulsores) |
| Soldado de aluminio | Cero adherencia en prueba cuña | ASTM D6425 adaptado o test interno |
| Residuo en molde | Cero carbonización en 500 disparos | Inspección visual y desmontaje parcial de molde |
| Estabilidad emulsión | Sin separación en 30 días a 40°C | Prueba de estabilidad térmica acelerada |
| Porosidad de pieza | Densidad pieza {'>'}99,5% teórico | Radiografía industrial o corte micrográfico |
| Humos y emisiones | Sin humo visible en zona operador | Observación visual + medición VOC |
Lubricante de pisón (plunger lubricant): clave para la vida de pisón y cámara
El pisón de inyección (plunger) desliza dentro de la cámara de inyección (shot sleeve) a 200–350°C, en contacto directo con el aluminio líquido. La lubricación de la interfaz pisón/cámara es crítica: un pisón mal lubricado falla en 500–2.000 disparos; uno bien lubricado puede durar 50.000–200.000 disparos.
La cantidad de lubricante de pisón debe ser mínima y controlada: el exceso contamina el aluminio fundido y genera inclusiones de grafito o carbono que reducen la resistencia mecánica de la pieza. Los sistemas modernos aplican 0,05–0,3 ml de lubricante por disparo mediante dosificadores servo-controlados.
Expulsores y guías de molde: lubricantes a alta temperatura
Los expulsores (pines de acero endurecido) penetran en el molde caliente para extraer la pieza. La temperatura de los pines en la zona activa puede superar los 250–300°C. La lubricación de los expulsores es compleja porque los lubricantes convencionales se degradan rápidamente y contaminan la pieza.
Mecanizado de piezas de aluminio inyectado: taladrinas y aceites de corte
Las piezas de aluminio HPDC requieren mecanizado posterior (taladrado, fresado, torneado, roscado) para conseguir las tolerancias finales. Las aleaciones más comunes son AlSi9Cu3 (EN AC-46000) y AlSi12(Cu) (EN AC-44300). El mecanizado del aluminio tiene particularidades que condicionan la elección del fluido de corte.
| Operación | Fluido de corte recomendado | Concentración / tipo | Razón técnica |
|---|---|---|---|
| Taladrado profundo AlSi | Taladrina semisintética sin boro ni formaldehído | 5–8% en agua | Evacuación viruta; refrigeración; sin mancha aluminio |
| Fresado de acabado AlSi9Cu3 | Taladrina sintética sin aceite | 3–6% en agua | Acabado superficial Ra {'>'}0,8 µm; sin residuo aceitoso |
| Roscado interno (tap) | Aceite entero de roscado | Puro o 10–20% en agua | Alta EP y adherencia para roscado profundo en Al blando |
| Torneado de interior (boring) | Taladrina semisintética | 5–8% | Evacuación fina de viruta de aluminio; evitar BUE (built-up edge) |
| Rectificado de asientos de válvula | Aceite de rectificado puro | Puro, sin agua | Acabado crítico Ra {'>'}0,2 µm; refrigeración por aceite |
| Mecanizado en seco (dry machining) | Sin fluido de corte | Cero (aleaciones Si alto) | AlSi12: viruta quebradiza, fácil evacuación; herramienta DLC recubierta |
El aluminio es anfótero: se disuelve tanto en ácidos como en bases. Las taladrinas alcalinas (pH >8,5) atacan el aluminio generando manchas oscuras en la pieza y acelerando la corrosión de las piezas semiacabadas en tránsito. Las taladrinas para aluminio deben tener pH 7,5–8,5 y contener inhibidores de corrosión específicos para aluminio (benzoatos, boratos alcalinos suaves). Evitar taladrinas con aminas secundarias (riesgo nitrosaminas) ni formaldehído como biocida.
Plan de lubricación para máquina de fundición a presión
| Punto | Lubricante | Frecuencia | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Pisón de inyección | Lubricante pisón grafito | Automático cada disparo (0,05–0,3 ml) | Dosificador servo-controlado; verificar caudal diariamente |
| Molde (spray desmoldeante) | Desmoldeante acuoso 1:80–1:120 | Automático cada ciclo (robot o lanza) | Verificar patrón de spray semanal; limpiar boquillas |
| Expulsores y guías molde | Grasa éster alta T (Tmax 250°C) | Cada cambio de molde o 500 ciclos | Mínima cantidad; control visual marcas en pieza |
| Columnas de cierre (tie bars) | Grasa Li-Ca EP NLGI 2 | Cada turno de producción | Distribuir uniformemente con trapo; no acumular |
| Sistema hidráulico máquina | HLP VG 46 mineral o PAO | Análisis trimestral ISO 4406 | Cambio cada 4.000–8.000 h o según análisis |
| Reductores de cierre y expulsión | CLP EP VG 150 | Análisis anual; cambio 2 años | Verificar nivel mensualmente; sin emulsión con agua |
| Guías lineales de la platina móvil | Grasa Li EP NLGI 2 o lubrificación CLS | Cada semana o sistema automático | Clave para alineación del molde; vida del molde |
Lubricantes para fundición a presión de aluminio
FILLCORE suministra lubricantes de pisón, grasas alta temperatura para expulsores y guías de molde, y taladrinas para mecanizado de aluminio, envasados para uso industrial intensivo.