Para comprender la importancia de los elementos inoculantes y nodulizantes en el proceso de fundición es necesario conocer que, a diferencia de las fundiciones de hierro que son frágiles y quebradizas, la fundición dúctil tiene mucha más dureza y resistencia a la fatiga debido a que le agregan grafito en forma de nódulos.

La fundición dúctil, también llamada fundición nodular o fundición de grafito esferoidal (FD), fue desarrollada por Keith Millis en 1943 y es un tipo de fundición de hierro aleada con grafito. En 1949, Keith Millis, Albert Gahnebin y Norman Borden Pilling recibieron la patente estadounidense para la aleación ferrosa de fundición dúctil mediante tratamiento de magnesio.

Sin embargo, ellos no fueron los primeros en descubrir que este tipo de aleaciones confieren características especiales a los metales en el proceso de fundición, ya que Augustus F. Meehan recibió una patente en 1931 por producir una fundición dúctil con silicato de calcio denominada Meehanita, la cual se sigue realizando hoy en día.

 

En fundiciones dúctiles, el grafito adopta la forma de nódulos esféricos más que escamas que se producen en el hierro gris. Mientras que las escamas de grafito agudo crean puntos de concentración de la tensión dentro de la matriz de metal, los nódulos redondeados inhiben la creación de grietas lo que lo que mejora significativamente la ductilidad.

La formación del nódulo se consigue añadiendo elementos nodulizantes, siendo el más común el magnesio ya que el magnesio hierve a 1100 °C y el hierro funde en 1500 °C.  Otros elementos como el cerio, el telurio y el itrio, también han sido utilizados como nodulizadores, pero su uso es menos común en la actualidad.

En 1950, se inventó la fundición dúctil con templado bainítico, también llamada austemperada, pero fue hasta varios años después cuando se aceptó como proceso y obtuvo un gran éxito comercial. En esta aleación el proceso metalúrgico es controlado mediante un proceso de calentado muy sofisticado, en donde la porción “aus” se refiere a la austenita resultante.

¿Qué son los inoculantes?

Los inoculantes en grano son efectivos tanto para hierro gris como nodular y son adecuados para el tratamiento en cuchara y en vena. Por lo general, están fabricados a base de ferro silicio combinado con diferentes elementos activos como zirconio, calcio, bario, manganeso, estroncio, aluminio, titanio, estaño, magnesio, que confieren las características más apropiadas para una amplia gama de posibilidades en la fundición de hierro.

La inoculación permite controlar la estructura y las propiedades de la fundición de hierro al aumentar los núcleos de cristalización que favorecen la formación de grafito laminar en el caso de la fundición gris o grafito nodular en el caso de la fundición esferoidal. Existen actualmente inoculantes para fundición nodular y gris en piezas pequeñas y para piezas medianas y grandes.

FERRO SILICIO 75%
SILICIO METALICO
Beneficios de la inoculación en molde

La cantidad de inoculante se adapta con bastante exactitud a la masa de la pieza colada y la disolución del inoculante se realiza prácticamente sin contacto con el aire. Incrementa el número de nódulos de grafito en el hierro nodular, o en caso de hierro gris promueve una fina formación de grafito A. Mediante la elevación del contenido en ferrita se ahorran los procesos de tratamiento térmico y se contrarresta la formación de segregaciones.

La inoculación también elimina la tendencia al blanqueo y aumenta características como la resistencia mecánica y la maquinabilidad. En la fundición esferoidal incrementa el número de nódulos y crea una estructura más fina y homogénea. La elección del tipo de inoculación dependerá de las condiciones como el contenido inicial de azufre en el hierro -fundición gris-, la temperatura, el tiempo de desvanecimiento y el método de adición.

Efectos de los inoculantes según su composición

Ferrosilicio-Aluminio: Normalmente presente en el ferrosilicio y con bajo efecto de inoculación que debe ser limitado al 1,5% para evitar defectos de pinholes en el caso de piezas moldeadas mediante el proceso de moldeo en verde.

Ferrosilicio-Bario: Los inoculantes que contienen Bario son interesantes para tiempos largos de desvanecimiento o de solidificación como es el caso de piezas con grandes secciones.

Ferrosilicio-Calcio: Elemento de potencia de inoculación media a menudo adicionado en combinación con otros elementos como el Aluminio y el Bario. Particularmente interesante para fundición gris con cantidades bajas de azufre (0.03 0.05%) y fundición esferoidal con secciones de tamaño medio.

Ferrosilicio-Estroncio: Los Inoculantes con alrededor del 1% de estroncio son muy efectivos para la fundición gris con medio y alto contenido de azufre y piezas de espesor pequeño. En el caso de la fundición esferoidal los resultados su utilización deberá limitarse a contenidos menores del 1% de Tierras raras en los nodulizantes.

Ferrosilicio-Circonio: Los inoculantes con circonio tienen muy buenas propiedades de inoculación y resistencia al desvanecimiento y sirven también como neutralizadores de nitrógeno en piezas con presencia importante de machos.

¿Qué son los nodulizantes?

 Los nodulizantes son aleaciones que contienen Silicio y elementos como Magnesio, Cerio o Calcio, que promueven la transformación del grafito laminar en esferoidal o vermicular mejorando la resistencia mecánica, el alargamiento y la resiliencia del material. La resiliencia es la capacidad de un material de absorber energía elástica cuando es deformado y de cederla cuando se deja de aplicar la carga.

Existen en el mercado una amplia gama de nodulizantes con diferentes granulometrías y diferentes contenidos en Magnesio, Calcio y Tierras raras. La nodulización mediante hilo “Cored Wire”, permite una adición más exacta y un mayor rendimiento en el tratamiento.

Aleaciones Madre

Las aleaciones madre de níquel y magnesio se vienen utilizando en la producción industrial de hierro nodular ya que permiten una introducción sencilla y segura de magnesio en el hierro fundido para producir piezas desde 100 kg hasta 100 toneladas o más, sin costo adicional en equipos. Las aleaciones de níquel-magnesio se utilizan tanto a bajas temperaturas de proceso <1400 ° C, como en temperaturas superiores a 1500 ° C. Las aleaciones de níquel-magnesio con bajo contenido de carbono son especialmente eficaces como agentes de desoxidación y desulfuración de aceros. Para la producción de piezas fundidas de hierro nodular aleadas con cobre, se recomienda el uso de una aleación madre que contenga cobre.

Productos que ofrece Possehl a la industria de siderurgia y fundición

 

Possehl es una empresa mexicana fundada en 1986 en la Ciudad de México, dedicada a la distribución de materias primas, atendiendo principalmente a las industrias de siderurgia y fundición, refractarios, cerámica, vidrio, plásticos, pinturas, cosméticos, químicos, construcción, alimentos y bebidas, alimentación animal y fertilizantes.

Para las industrias de siderurgia y fundición, ofrecemos una amplia gama de productos como: Ferroaleaciones, carbones, metales y aditivos para la fabricación y transformación de acero, hierro y aluminio, así como productos auxiliares como los inoculantes, para mejorar y optimizar los procesos productivos.

Dentro de la familia de los inoculantes, contamos con una amplia gama de productos:

BACAL 75% BA 1.25 2-10 MM: Ferrosilicio con una proporción de 70 a 75% en masa de silicio elemental, con porcentajes definidos de bario, aluminio, y calcio que se presenta como un granulado irregular de color gris opaco.

BIAL 60 0.2-0.7 MM: Aleación de ferrosilicio con una proporción de 60 a 70% de silicio elemental, con porcentajes definidos de calcio, aluminio tierras raras y bismuto. Se presenta como un granulado fino irregular de color gris.

HIAL 75%: Ferrosilicio con una proporción de 70 a 75% en masa de silicio elemental, aluminio, y calcio que se presenta como un granulado irregular de color gris opaco.

HIBACAL 75%: Ferrosilicio con una proporción de 65 a 75% en masa de silicio elemental, con cantidades definidas de bario, aluminio, y calcio que se presenta como un granulado irregular de color gris opaco.

HIMAN 65% BA 6 2-10 MM: Ferrosilicio con una proporción de 60 a 65% en masa de silicio elemental, con porcentajes definidos de bario, aluminio, calcio y manganeso que se presenta como un granulado irregular de color gris opaco con tamaños dentro del rango de 2 mm hasta 10 mm.

HIZIMAN 69 Zr: Ferrosilicio con una proporción de 62 a 69 % en masa de silicio elemental, con porcentajes definidos de aluminio, calcio y circonio. Se presenta como un granulado irregular de color gris opaco.

INOCULANTE 75% CA: Ferrosilicio con una proporción de 65 a 75% en masa de silicio elemental, aluminio, y calcio que se presenta como un granulado irregular de color gris opaco.

INOMOULD 70 20 G: Es una pastilla de Ferrosilicio con una proporción de 70 a 75% en masa de silicio elemental, con un porcentaje definido de aluminio que se presenta en pastillas piramidales de aproximadamente 20 g.

LACAL 50 0.2 -0.7 MM: Ferrosilicio con una proporción de 50 a 60% en masa de silicio elemental, con porcentajes definidos de lantano. Se presenta como un granulado irregular de color gris opaco.

RECAL: Ferrosilicio con una proporción de 70 a 75% en masa de silicio elemental, con porcentajes bajos de aluminio y una cantidad definida de calcio y cerio que se presenta en un polvo o granulado gris.

STRON: Ferrosilicio con una proporción de 70 a 75% en masa de silicio elemental, con porcentajes muy bajos de aluminio y cantidades bien definidas de estroncio y zirconio.

ZIMAN 60% ZR 2 2-6 MM: Ferrosilicio con una proporción de 60 a 70% en masa de silicio elemental, con porcentajes definidos de ciconio y manganeso.

Estos productos son elaborados por la empresa SNAM ALLOYS de la India, bajo los más estrictos procesos de producción para lograr materiales con la más alta calidad para la industria de siderurgia y fundición en todo el mundo, y son distribuidos en México, de manera exclusiva por Possehl.

Además de ofrecer a las industrias mexicanas insumos de la más alta calidad, en Possehl nos enorgullecemos de contar con personal altamente capacitado para brindar a nuestros clientes soluciones logísticas integrales, asistencia técnica, servicio postventa y alternativas de financiamiento adecuadas a sus necesidades.

Cabe destacar que el almacén y oficinas ubicadas en Monterrey, Nuevo León comenzaron a operar en febrero 2021. El objetivo estratégico de este nuevo almacén es atender fundamentalmente a las industrias de Alimentos y Bebidas, así como la industria Química ya que la bodega cumple con los estándares establecidos.

Además, esta nueva bodega cuenta con vías para la recepción de las materias primas de uno de nuestros principales proveedores de materiales Searles Valley Minerals Inc., mismos que llegan a través del ferrocarril al tener una espuela con servicio de Ferromex y Kansas City Southern de México, KCSM.

A partir de la alianza con Searles Valley Minerals, nuestro proveedor de Sulfato de Sodio Anhídrido Natural, decidimos realizar mejoras importantes en las oficinas en Cuautitlán Izcalli, Estado de México. Por un lado, la ampliación y adaptación de las oficinas para recibir al personal debido al crecimiento de la operación relacionada al volumen adicional de los productos de nuestro socio comercial. Y, por el otro, la renovación del contrato de arrendamiento con el Parque Industrial donde se ubica la oficina y bodega, hasta el 2024, con el objetivo de mantener la cobertura estratégica que brinda este almacén para atender la zona centro y sur del país.

Si bien tanto 2020 como 2021 han sido años muy complicados para las empresas, las industrias y las familias en todo el mundo, en Possehl no hemos bajado la guardia, seguimos trabajando, día a día, para superar esta crisis, garantizar el suministro de materias primas a las industrias y mantener los empleos de nuestros 80 colaboradores, cuyas familias dependen de sus ingresos.

A pesar de las dificultades que enfrentamos en 2020, fuimos reconocidos en 2021 entre las 101 mejores empresas mexicanas. La iniciativa, Mejores Empresas Mexicanas, (MEM) en su es impulsada por Citibanamex, Deloitte y el Tecnológico de Monterrey y se ha realizado en nuestro país por 11 años.

En el marco del reconocimiento, el Sr. Javier Cortina, Director General de Possehl, dijo que “Para todas las personas que formamos parte de la familia Possehl, es un orgullo recibir este reconocimiento, por segundo año consecutivo, y refrendamos nuestro compromiso de seguir manteniendo los más altos estándares de calidad en la operación de todos nuestros procesos, así como en la calidad de nuestras materias primas para satisfacer la demanda de la industria nacional”.

Así mismo, Possehl, en su mejora continua y como Empresa Socialmente Responsable, cuenta con una participación activa en iniciativas sociales que busquen garantizar el bienestar familiar y social. En 2020, en medio de la pandemia, decidimos desarrollar un proyecto en conjunto con la Cooperativa Huizache, integrada por 70 familias artesanas de varias regiones de Oaxaca, con la idea principal de apoyar e impulsar directamente y sin intermediarios, el trabajo y obras de los artesanos mexicanos. El proyecto consistió en la elaboración y producción de piezas alfareras de barro negro, caladas y hechas a mano por los artesanos de San Bartolo Coyotepec, las cuales enviamos como regalos a nuestros socios comerciales con motivo del fin de año.

También apoyamos otras iniciativas como la carrera-caminata de CONFE, Confederación Mexicana de Organizaciones en Favor de la Persona con Discapacidad Intelectual, A.C. con un donativo anual en donde nuestro personal participa activamente. Así mismo brindamos apoyos a la sociedad afectada por desastres naturales con el envío de suministros y mantenemos campañas permanentes al interior de la empresa para crear una mayor consciencia sobre la responsabilidad ecológica y el cuidado del medio ambiente.

En Possehl seguiremos trabajando en 2021 sin tregua, para impulsar la reactivación de las industrias que permita generar los empleos perdidos durante la pandemia y que las familias mexicanas recuperen su estabilidad económica y su tranquilidad.