Debido a que las piezas fundidas de acero inoxidable se enfrían y solidifican más rápido en moldes metálicos que en moldes de arena, y a que los moldes metálicos carecen de flexibilidad, la tensión generada durante la fundición en molde metálico es mayor que en la fundición en arena, lo que resulta en una mayor tendencia al agrietamiento y aumenta la probabilidad de que se produzcan defectos como llenado incompleto, cierres fríos y hierro blanco (en el caso de piezas fundidas de hierro). En general:
(1) Para evitar el vertido incompleto y el cierre frío en la fundición de acero inoxidable, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos estructurales: A. La forma de la fundición debe ser lo más aerodinámica posible, evitando esquinas afiladas y cambios abruptos en la forma estructural, para facilitar el flujo del metal fundido; B. El espesor de la pared de la fundición debe ser adecuado y no demasiado delgado, especialmente cuando el tamaño del contorno de la fundición es grande; C. Se deben evitar las grandes superficies horizontales, porque hacen que el metal fundido ascienda muy lentamente durante el vertido, y la superficie en contacto con el aire es grande, lo que facilita la oxidación. Al mismo tiempo, debido a la rápida disipación del calor del molde metálico, el metal fundido pierde rápidamente su fluidez, lo que puede causar fácilmente defectos como vertido incompleto, cierre frío e inclusiones de escoria.
(2) Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos estructurales para prevenir grietas en la fundición de acero inoxidable: A. Se deben proporcionar nervaduras, salientes, etc. para reforzar las partes más débiles de la estructura y prevenir grietas en la fundición; B. Al disponer las nervaduras de refuerzo en la fundición, también se debe considerar la influencia en la contracción de la fundición; C. Se deben minimizar en la medida de lo posible las partes sobresalientes, como salientes, nervaduras y bridas que dificultan la contracción libre de la fundición; D. Los requisitos de espesor de pared uniforme, transición y conexión suaves entre paredes y esquinas redondeadas apropiadas deben ser más estrictos que los de la fundición en arena; E. Las paredes conectadas verticalmente deben cambiarse a conexiones inclinadas.
Al diseñar las unidades estructurales básicas y seleccionar sus parámetros para la fundición de acero inoxidable, también se debe tener en cuenta lo siguiente:
(1) Para evitar la formación de hierro blanco en piezas de hierro fundido gris, además de adoptar medidas en cuanto al proceso, el espesor de la pared no debe ser demasiado delgado. (Algunos datos indican que cuando el espesor de la pared supera los 15 mm, las esquinas de las piezas fundidas mediante moldeo metálico deben redondearse. Para las piezas fundidas en molde metálico de aleación de aluminio y aleación de magnesio, la redondez de la fundición no debe ser inferior a 3-4 mm. Para las piezas fundidas en molde metálico de hierro fundido, acero fundido y aleación de cobre, la redondez de la fundición puede seleccionarse de la Tabla 1.1-32).
(2) Dado que el molde metálico y el núcleo no son flexibles, para facilitar la extracción de las piezas fundidas y de los moldes, el ángulo de desmoldeo de las piezas fundidas en molde metálico debe ser apropiadamente mayor que el de las piezas fundidas en arena, generalmente 30%-50% mayor. Cabe señalar que el ángulo de desmoldeo está relacionado con el tipo de aleación y la altura de la pared, así como con la posición de la superficie de fundición. Las superficies de fundición que tienden a separarse de la superficie del molde metálico cuando la pieza fundida se enfría y se contrae pueden diseñarse con un ángulo de desmoldeo menor, mientras que las superficies de fundición que tienden a presionar contra el molde metálico cuando la pieza fundida se contrae deben recibir un ángulo de desmoldeo mayor. El ángulo de desmoldeo de las piezas fundidas de acero inoxidable de varias aleaciones;
(3) Dado que los moldes metálicos disipan el calor rápidamente, el espesor mínimo de pared de las piezas fundidas de acero inoxidable debe ser mayor que el de las piezas fundidas en arena. El espesor mínimo de pared de las distintas aleaciones de fundición y de las piezas fundidas de diferentes tamaños también es importante. (4) El espesor de la pared interior y de las nervaduras internas de la pieza fundida debe ser, por lo general, entre 0,6 y 0,7 veces el espesor de la pared exterior conectada. De lo contrario, debido a que la pared interior (nervaduras) se enfría lentamente, es probable que se produzcan grietas en la unión de las paredes interior y exterior cuando la pieza fundida se contraiga.
Al diseñar piezas fundidas de acero inoxidable con formas complejas, si el proceso de producción presenta dificultades significativas, la forma de la pieza fundida debe mantenerse lo más simple posible y la estructura debe modificarse para facilitar su extracción del molde, sin que ello afecte a su uso.
