TRABAJO (G3.5) “HACHA DE BOMBERO”
PROBLEMA.El objetivo es desarrollar un proceso de fabricación de un hacha de bombero con un material seleccionado que cumpla los requerimientos con determinado proceso para su producción.
1.- INFORMACIÓN TOPOLÓGICA TOPOLÓGICA DE LA HERRAMIENTA
2.- MATERIAL DEL HACHA: http://www.wcg.com.mx/fichas/kits/TNT%20TOOLS.pdf
SELECCIÓN DE MATERIAL POR SU COMPOCISION QUIMICA
CARBONO: mejora la templabilidad, resistencia, dureza, resistencia al desgaste.
CROMO: Estos carburos tienen alta dureza y buena resistencia al deterioro, tracción, mejora la tenacidad, templabilidad, resistencia al desgaste, a la corrosión y altas temperaturas. MOLIBDENO: tiene buena templabilidad, resistencia al desgaste, tenacidad, resistencia a temperaturas elevadas y dureza. MANGANESO: mejora la templabilidad, resistencia, resistencia a la abrasión y maquinabilidad, reduce la fragilización en caliente.
http://usuarios.fceia.unr.edu.ar/~a http://usuarios.fceia.unr.edu.ar/~adruker/Clasific druker/Clasificaci%F3n%20de aci%F3n%20de%20aceros %20aceros%20Mat%20y%20P %20Mat%20y%20P ro.pdf
http://reydin.com.co/aceros-sae-4140/ http://www.sumindu.com/especificaciones/14-%204140.pdf https://es.scribd.com/doc/20517329 https://es.scribd.co m/doc/205173298/Ficha-Tecnica-SAE-1020 8/Ficha-Tecnica-SAE-1020-1045-4140-y-4340 -1045-4140-y-4340
COMPOSICIÓNES DE DISTINTOS ACEROS: MATERIAL DE PARTIDA
%C
%Cr
%Mo
%Mn
%Si
%P
%S
%Ni
SAE-4135
0.33-0.38
0.80-1.10
0.15-0.25
0.70-0.90
0.15-0.35
0.035
0.040
/
SAE-4137
0.35-0.40
0.80-1.10
0.15-0.25
0.70-0.90
0.15-0.35
0.035
0.040
/
SAE- 4140
0.38-0.43
0.80-1.10
0.15-0.25
0.75-1.00
0.15-0.35
0.035
0.040
/
SAE-4142
0.40-0.45
0.80-1.10
0.15-0.25
0.75-1.00
0.15-0.35
0.035
0.040
/
SAE-4150
0.48-0.53
0.80-1.10
0.15-0.25
0.75-1.00
0.15-0.35
0.035
0.040
/
SAE-4340
0.38-0.43
0.70-0.90
0.20-0.30
0.60-0.80
0.15-0.35
0.035
0.040
1.65-2.00
POR SUS PROPIEDADES Para la fabricación de nuestra herramienta es necesario tomar algunos factores importantes como las condiciones a las que será sometida a lo largo de su vida útil.
Tenacidad.- es la energía que absorbe un material (golpes), con las
consecuentes deformaciones que el mismo adquiere, antes de romperse. Resistencia a la corrosión.-resistencia a la oxidación y ataques químicos que es producido por el ambiente al que es sometido. Dureza.- es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes
Resistencia a altas temperaturas.
Para satisfacer las necesidades técnicas del producto. Podemos mencionar los posibles materiales a ser utilizados en la fabricación del hacha SAE-4135; SAE-4137 Acero aleado con cromo y molibdeno con una elevada tenacidad para máquinas y el sector de automoción, se aplica en bielas palancas puntas de ejes, ejes de transmisión, tornillos y tuercas. Son Aceros de media templabilidad
SAE 4140 Es un acero estructural de medio carbono aleado c on Cr y Mo, posee mediana templabilidad, buena maquinabilidad, resistencia a las elevadas temperaturas, alta resistencia, tenacidad, baja soldabilidad es susceptible a tratamiento térmico.
Se utiliza en piñones, tijerales, tornillos de alta resistencia, piezas de altas exigencia para la construccion de vehiculos en general, cigueñales, arboles, palieres, engranajes de transmisión,etc. Es un acero de buena penetración de temple y con buenas características de estabilidad en caliente hasta 400ºC. Sin fragilidad de revenido, muy versátil y apto para esfuerzos de fatiga y torsión. -Piezas templadas a inducción pueden dar una dureza de 57-69 Rockwell C. -Tiene amplia aplicación en construcción de vehículos por ejempló para cigüeñales, brazos de ejes, bielas, pernos, ejes de contramarcha, ejes de bombas y engranajes. Muy utilizado en piezas forjadas como herramientas, llaves de mano, destornilladores, etc. Se usa también para espárragos y tornillos den la construcción de plantas que trabajen a temperatura entre 150ºC y 300ºC, como calderas, turbinas de vapor, plantas químicas, etc.
SAE-4142 Es un acero con buena tenacidad en piezas de secciones medias, y aptos para temple superficial.
SAE 4150 Sirve para los mismos usos del 4140 cuando se requieren durezas superiores. -Piezas templadas a inducción de 4150 pueden dar una dureza superficial de 60-62 HR
SAE 4340 Tiene los mismos usos del 9840 y es usado cuando se requiere una dureza superior y mejor resistencia al impacto. Piezas templadas a inducción de 4340 pueden dar una dureza superficial de 60-62 Rockwell C. Sirve para tornillos prisioneros de bloques motores, ejes traseros de transmisión, mandriles porta-herramientas, ejes y excéntricas para cizallas, ejes de transmisión de grandes dimensiones. Acero de medio carbono aleado con Cr-Ni-Mo. Posee buena resistencia a la fatiga, alta templabilidad, excelente tenacidad, regular maquinabilidad y baja soldabilidad. No presenta fragilidad de revenido. Apto para piezas y herramientas de grandes exigencias mecánicas.
POR SU PROCESO DE FABRICAION. Para la fabricación del hacha de bombero requerimos que el material seleccionado cumpla el proceso de fabricación que realizaremos, fundición, por lo cual se realizó la búsqueda de estos materiales seleccionados y sus procesos de fabricación.
POR LO EXITOSO Se realizó la revisión de las fichas técnicas de empresas que se dedican en la fabricación hachas de bombero La fabricación de un hacha T-N-T comienza fundiendo piezas de ac ero en un horno para poder moldearlo más tarde de forma de cabezal y de palanca en los extremos opuestos del mango. Fabricada en aleación de acero forjado que ofrece alta resistencia al impacto y ariete de uso múltiple, la cabeza y la uña de una sola pieza, templada para impartile una alta resistencia con un eje de acero sólido, y fabricado con Material resistente relativo a la acción contra incendios. El tipo de acero utilizado se conoce como acero estructural de alta densidad esta variedad en particular posee 40% de carbono (SAE 1040), lo que hace al acero en excepcionalmente mas resistente sin aumentar su peso, además de añade cromo
,manganeso y molibdeno a la mezcla para reforzar el metal y lograr que la cabeza y la palanca no se doblen o quiebren.
Además que ya se tiene experiencia con este material para las hachas de bombero, y ya se fabricó en otros países.
INFORMACION DEL VIDEO HACHA DE BOMBERO 1. Permite que los bomberos lleven consigo 5 herramientas en uno
2. Capacidad de empujar, golpear y cortar.
3. Acero estructural de alta densidad 4. 0.40% de carbono lo cual permite que sea más resistente sin aumentar el peso. Cromo, molibdeno y manganeso para lograr que la cabeza y la palanca no se rompan ni doblen
INFORMACION DEL PRODUCTO HACHA DE BOMBERO 1. La herramienta contiene lo siguiente: * Un Hacha (axe) * Un Cincel Plano (pry tool): * Un Ram * Gancho con Mango en D(Dhandle pikehook) * Martillo (sledge hammer)
Acero Seleccionado (SAE-4140) 2. El acero posee mediana templabilidad, buena maquinabilidad, resistencia a las elevadas temperaturas, alta resistencia, alta dureza, tenacidad, baja soldabilidad es susceptible a tratamiento térmico En la cual permite tener la capacidad de empujar, cortar y golpear 3. El acero SAE-4140 es un acero estructural
4.
Composición química:
5. se funden en un horno a 1680 °C para obtener 545 kg de acero fundido 6. preparados en molde de arena silica, por que se funden instantáneamente al entrar en contacto con acero al rojo vivo y se convierten en vidrio lo que le da una
C Mn Cr Mo P S Si
0.40% 0.80% 0.90% 0.20% 0.035% max 0.040% max 0.25%
5. El acero SAE-4140 se funde a 1600°C aproximadamente.
6. Para la fabricación de nuestra hacha usaremos un molde de arena con silica y silicato de sodio de un 30-
superficie lisa y uniforme
35%.
7. modelos de aluminio 7. Nuestro modelo será de aluminio como material base que se usa para producciones de grandes cantidades de medianas y pequeñas piezas.
8. después de solo 10 min el acero empieza a endurecerse y se retira del molde
8. Los cabezales después de la fundición serán sometidos a tratamientos de calor en Sales
9. Los cabezales se enfriarían en aceite para mejorar sus propiedades. 9. posteriormente los cabezales se someten a baños de sales a 870°C para endurecerse 10. finalmente se enfría en una batea con aceite y recubiertos con poliéster para protegerse del oxido
CONCLUSION El material que se selecciono es el acero SAE 4140 porque cumple las exigencias para la fabricación de nuestra hacha de bombero. A continuación describiremos la composición y propiedades del material elegido:
http://materias.fi.uba.ar/6713/Caracteristicas%20del%20acero%20IRAM%20414 0.pdf
EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL SAE 4140
3. MATERIALES EXISTENTES EN EL MERCADO: FORMATOS DISPONIBLES AISI/SAE 4140S Dentro de la gran variedad de formatos disponibles para este tipo de acero podemos destacar los más conocidos y comercializados a nivel mundial en forma de barras, lingotes o palanquillas y chatarra. Todas estas nos sirven para su posterior fundición.
LINGOTES Un lingote es una masa de material fundido dentro de un molde que permite su fácil manejo y estiba. Los lingotes metálicos se fabrican calentando la aleación por encima de su punto de fusión y volcando el metal líquido dentro de moldes preparados al efecto. Los lingotes de metales primarios se utilizan luego en la industria para producir otras piezas metálicas, mediante fundición, extrusión u otros medios tecnológicos.
Actualmente es posible encontrar el sae 4140 en este formato. Existen varias empresas fundidoras que se dedican a la fabricación y comercialización de este material
PALANQUILLA La palanquilla es un formato de acero semi terminado de sección transversal cuadrada maciza provenientes de procesos de solidificación por colada continua. Se utilizan como materia prima en procesos de laminación en caliente de productos largos. Las palanquillas de metales primarios tambien se utilizan luego en la industria para producir otras piezas metálicas, mediante fundición u otros medios tecnológicos.
Este tipo de formato también se encuentra disponible en el sae 4140. La palanquilla también es utilizada para laminado. Por lo que se cree que este formato tiene mayor demanda en el mercado
CHATARRA A comparación de los anteriores formatos este tipo de material presenta contaminantes y escoria al fundirlas. Además normalmente es comercializada con diferentes tipos de aceros. Y difícilmente se conoce la aleación final de todo el fundido de la chatarra.
Por su difícil clasificación de material. Este formato presenta una dificultad al momento de comercializarce. Las empresas acopiadoras de chatarra comercializan su producto como sae 1040 por lo que necesitaríamos adquirir sus aleaciones (cromo, manganeso y molibdeno) de otros proveedores.
CROMO El cromo para su posterior fundición, mayormente se comercializa en forma de polvo, pequeñas piezas y lingotes. El cromo es un metal ligero de color blanco plateado-azulado. Gracias a su resistencia muy elevada a la corrosión frente a numerosos ácidos y bases diferentes, así como gases calientes, el cromo es un material muy apreciado para todo tipo de recubrimientos protectores.
Actualmente exiten empresas dedicadas a la producción y comercialización de cromo con alto grado de pureza.
MANGANESO
El manganeso se comercializa mayormente en forma de polvo y piezas pequeñas. Este tipo de metal nos ayuda a mejorar la aplicación de la fuerza, la dureza, resistencia a la corrosión de acero
MOLIBDENO El molibdeno se comercializa mayormente en forma de lingotes, polvo y piezas pequeñas. Este tipo de metal nos ayuda a mejorar la aplicación de la fuerza, la dureza, resistencia a la corrosión de acero. Es un material funcional con muy alto punto de fusión y la dureza, buena estabilidad térmica y mecánica y excelente característica anticorrosiva, que se aplica ampliamente en resistente al calor y resistente a la corrosión .
De esta manera podemos clasificar el material o los materiales necesarios para la fabricación del hacha de bombero TNT.
PROVEEDORES DE CHATARRA: No se pudo conseguir provedores de chatarra, porque no hay recolectores de aquello en Bolivia, no es permitido importar chatarra al pais.
PROVEEDORES DE MOLIBDENO:
PROVEEDORES DE CROMO:
4. TECNICA DE FUNDICION DE ACERO (SOLIDIFICACION)
Cinética de nucleación Los procesos de nucleación juegan un papel clave en la solidificación de las fundiciones controlando en gran medida la tipo de estructura, escala de tamaño y distribución espacial de las fases del producto. Durante muchos procesos de solidificación, el tamaño escala de eventos críticos de nucleación es demasiado pequeña y la tasa de su ocurrencia demasiado rápida para una observación métodos. No obstante, los efectos de la nucleación en la microestructura de solidificación ejercen una fuerte influencia sobre el tamaño del grano y morfología, así como la homogeneidad de la composición. En las fundiciones de grandes volúmenes, la temperatura de solidificación correspondiente al comienzo de la congelación está a menudo cerca, pero ligeramente menor que el punto de fusión o la temperatura de equilibrio del líquido. El desplazamiento de la temperatura de solidificación con respecto a la temperatura de equilibrio se denomina subenfriamiento o sobreenfriamiento, ΔT, y desempeña un papel vital en el con junto descripción de la etapa inicial de la solidificación que está controlada por nucleación. El nivel de enfriamiento el inicio de la solidificación es importante considerar al desarrollar una comprensión de la variedad de modificaciones estructurales y las prácticas de refinado de grano en aleaciones de colada comunes y es la base de un proceso de solidificación más reciente utilizando métodos de solidificación rápida.
Termodinámica de la solidificación Sólidos macroscópicos. A lo largo del análisis de la solidificación, la termodinámica se utiliza para juzgar la fase de la aleación para describir la trayectoria de solidificación y los cambios de
composición en términos de coeficientes de partición y las pendientes de los límites de la fase líquidos y sólidos, y para explicar los cambios de energía libre cristalización. La consideración de la nucleación y el nivel de subenfriamiento de la masa fundida introducen otro tipo de equilibrio que se conoce como equilibrio metalestable. En el equilibrio completo, la termodinámica predice que la solidificación es imposible. Solamente cuando haya una salida del equilibrio líquido-sólido lleno será posible la solidificación. Para que se produzca la solidificación, esta salida lleva al líquido a un estado de bajo enfriamiento en el que es metalestable debido a la ausencia de una o más fases sólidas estables. El cambio de un estado estable a un estado metalestable se produce de manera continua sin un cambio brusco en las propiedades físicas, tales como el volumen molar o la capacidad calorífica. Por lo tanto, los estados metalestables puede exhibir un verdadero equilibrio reversible.
Sólidos microscópicos. La discusión precedente de la termodinámica de solidificación se aplica a casos en los que las fases sólidas son de tamaño macroscópico. Existen varias situaciones importantes durante la nucleación, solidificación dendrítica o eutéctico a alta velocidad en el que el sólido es de tamaño microscópico o tiene un enlace curvado con el líquido. La energía libre de una partícula pequeña aumenta inversamente con su tamaño o radio de curvatura
Cristal de crecimiento y solidificación En fundiciones de metales es en gran parte una función de la movilidad atómica. Los factores térmicos y cinéticos deben ser considerados al determinar si el crecimiento del cristal será inhibido o acelerado. Las partículas metálicas, ya sea esféricas o en forma de agujas, se comportan de manera diferente dependiendo de su ubicación dentro de la composición: en el líquido, en la interfase líquido / sólido, o en el sólido. Además, los metales como el aluminio y el cobre tienen una sola estructura. Por otra parte, los metales como el hierro y el cobalto pueden tener diferentes estructuras cristalinas a diferentes temperaturas
Movilidad Atómica. La solidificación de los metales resulta en una enorme y brusca disminución de la movilidad atómica. La viscosidad dinámica de los metales líquidos puros cercanos a su temperatura de fusión es comparable a la del agua a temperatura ambiente En el estado sólido, los metales y aleaciones tienen una alta resistencia a la tracción Los metales puros resisten tensiones del orden de 104 Pa (1,5 psi) cerca del punto de fusión La disminución de la ductilidad de las aleaciones comerciales varios cientos de grados por debajo de la temperatura de solidos se debe a la presencia de películas líquidas en las zonas segregadas
Contracción de la solidificación. La mayoría de los metales se contraen cuando se solidifican. La contracción de solidificación oscila entre 3 y 8% para metales puros. Puede resultar en la formación de huecos durante la solidificación. Contracción térmica del sólido durante el enfriamiento posterior puede aumentar el riesgo de contracción si no se ejerce cuidado en la colada del metal. Varias aleaciones de fundición comerciales, basadas en aleaciones eutécticas simples, forman fases no metálicas
durante la solidificación que son atómicamente menos densas que la fusión. El signo del cambio de volumen resultante es incierto; la aleación puede encogerse o expandirse después de la solidificación, dependiendo de la composición de la masa fundida
Solidificación de aleaciones monofásicas El proceso de solidificación por el cual un metal líquido se congela en un molde juega un papel crítico en la determinación de las propiedades de la aleación fundida. Incluso cuando el objeto final se obtiene mediante la formación mecánica de lingotes, las estructuras de solidificación de los lingotes a menudo influyen en las propiedades del objeto. La influencia del proceso de solidificación sobre las propiedades surge principalmente debido a los siguientes efectos: · La composición uniforme inicial en líquido se vuelve no uniforme a medida que el líquido se transforma en sólido · Diferentes condiciones de solidificación dan lugar a diferentes microestructuras del sólido · Muchos defectos de colada, como porosidad y encogimiento, dependen de la manera en que la aleación es solidificado en un molde. Dos factores importantes que controlan las microestructuras de solidificación son la composición de la aleación y las condiciones de flujo de calor en el molde. Una aleación consiste en un metal base al que se añaden otros elementos para dar las propiedades deseadas. Sólo se considerarán las aleaciones binarias que se solidifican en una estructura monofásica. Cuando se añade un elemento al metal base, altera significativamente el proceso de solidificación. Un metal puro tiene un punto de fusión específico, mientras que una aleación se congela en una gama de temperaturas. Este intervalo de congelación está generalmente representado por un diagrama de fases.
Condiciones de Flujo de Calor. El campo térmico en una colada es muy importante para determinar la microestructura de la aleación fundida. Pueden existir dos condiciones de flujo de calor claramente diferentes en un molde. En el primer caso, los gradientes de temperatura en el lıquido y el sólido son positivos, de modo que el calor latente generado en la interfase se disipa a través del sólido. Tal campo de temperatura da lugar a una solidificación direccional y da como resultado la zona columnar en una pieza colada. En el segundo caso, existe una zona equiaxal si el líquido que rodea al sólido está subenfriado de manera que un negativo el gradiente de temperatura está presente en el líquido en la interfaz sólido / líquido. En este caso, el calor latente de fusión se disipa a través del líquido. Tal condición térmica está generalmente presente en el centro del molde.
Solidificación de Eutecticos Las aleaciones de la composición eutéctica constituyen la mayor parte de los metales fundidos. La razón de su uso generalizado se puede encontrar una combinación única de buena moldeabilidad, punto de fusión relativamente bajo, y comportamiento interesante como materiales "compuestos". Morfologías Eutécticas Las estructuras eutécticas se caracterizan por el crecimiento simultáneo de dos o más fases del líquido. Tres o incluso a veces se observan cuatro fases que crecen simultáneamente a partir de la masa fundida. Sin embargo, debido a que la las aleaciones eutécticas útiles se componen de dos fases, sólo este tipo se discutirá en esta sección. Las aleaciones eutécticas presentan gran variedad de microestructuras, que se pueden clasificar según dos criterios:
· Morfología laminar o fibrosa de las fases · Crecimiento regular o irregular
Columnar a Transición Equiaxial Como el metal fundido presenta tres zonas distintas de estructuras de grano: · Una zona de enfriamiento de cristales muy pequeños producidos por un enfriamiento rápido en el borde extremo · Una zona de cristales columnares largos y finos situados a lo largo de la dirección del flujo de calor y que se extienden desde la zona de enfriamiento · Una región de cristales equiaxial aproximadamente esféricos en el centro de la fundición Las tres zonas pueden no estar presentes en un caso particular; sin embargo, cuando una colada contiene granos columnares y equiaxial, la t ransición entre las dos morfologías es generalmente estrecha, y las zonas columnar y equiaxial son absolutamente distintas. Se ha dedicado mucho esfuerzo a comprender los mecanismos detrás del desarrollo de la macroestructura durante la solidificación debido a que la estructura del grano influye en las propiedades de una colada y el metal trabajado hereda las características desde el estado fundido. Esta sección se centrará en la formación de la zona equiaxial como el proceso crucial que determina la macroestructura. En ausencia de una zona equiaxial, la colada será enteramente columnar. Los granos equiaxiales crecen por delante de las dendritas columnares, y la transición columnar a equiaxial ocurre cuando estos granos equiaxial son suficientes en tamaño y número para impedir el avance del frente columnar. El alcance de la zona equiaxial es el resultado de la competencia entre el columnar y los granos equiaxiales. La formación de una zona equiaxial requiere: · La presencia de núcleos en la masa · Condiciones que promueven su crecimiento en relación con las dendritas columnares
Solidificación Isotérmica Los estudios de solidificación generalmente se realizan de forma atérmica debido a la alta tasa de transformación líquido-sólido. Sin embargo, se puede extraer información útil de los diagramas isotérmicos tiempo-temperatura-transformación. Es evidente que el hierro SG es más susceptible a la formación de carburo que el hierro FG. El grafito precipita antes en el hierro SG que en el hierro FG en todas las subenfriamiento, aunque el intervalo de tiempo para la solidificación completa del gris es menor en FG hierros
Solidificación de aleaciones eutécticas: Hierro fundido El hierro fundido es un binario o una aleación multicomponente que es rica en carbono y exhibe una cantidad considerable de eutéctica en el estado sólido. Dos posibles eutécticos pueden resultar, como sigue: · Si la solidificación se produce de acuerdo con el diagrama metaestable,, el eutéctico blanco o austenítico, carburo de hierro formas · Si la solidificación sigue el diagrama estable hierro-grafito, el eutéctico gris, austenita-grafito, los resultados Dependiendo de la composición, la velocidad de enfriamiento y el tratamiento con líquidos, también es posible producir un eutéctico mezclado blanco-gris llamado estructura moteada. Los dos tipos básicos de eutécticos son muy diferentes, con propiedades mecánicas tales como resistencia, ductilidad y dureza que varían en intervalos muy grandes en función del tipo y la
cantidad de eutéctica formada. Para entender el mecanismo de la solidificación del hierro fundido, es necesario discutir primero la estructura de las aleaciones líquidas de los carbonos de hierro. Estructura del Carburo de Hierro en el Carburo de Austenita-Hierro Eutéctico. El carburo de hierro (cementita) consiste en una célula unitaria ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por célula y por lo tanto tiene un contenido de carbono de 6,7% en peso. Sus la densidad es de 7,6 g / 3
MÁQUINAS Y HORNOS Máquinas de primera generación Máquinas de moldeo por sacudidas Funcionan con el patrón montado en una placa de patrón, que a su vez se fija a la mesa de la máquina. La mesa se fija a la parte superior de un pistón de aire de funcionamiento. Se coloca un matraz en el patrón y se sitúa positivamente por espigas con respecto al patrón. El matriz se llena de arena y la máquina comienza la operación de sacudida. Esto se logra usualmente aplicando y soltando alternativamente presión de aire al pistón de sacudida, lo que provoca que el matriz, la arena y el patrón levanten unas cuantas pulgadas y luego caigan a un alto, produciendo una sacudida aguda. Este proceso se repite un número predeterminado de veces, dependiendo de las condiciones de la arena y de la configuración del patrón. Debido a que la arena se compacta por su propio peso, la densidad del molde será sustancialmente menor en la parte superior de un patrón alto. El empaque que resulta de la acción de sacudida será aumentado normalmente por algún tipo de compactación suplementaria, generalmente apisonamiento manual o neumático.
Las máquinas de moldeo por compresión de sacudidas operan de la misma manera que las máquinas de moldeo por sacudidas. La principal diferencia es que la compactación suplementaria tiene lugar como el resultado de una cabeza de compresión que es forzada en el moldeo frasco, compactando así la arena suelta en la parte superior. La presión requerida se puede aplicar neumática o hidráulicamente. Algunas máquinas ejercen la misma fuerza en todas las áreas del molde, mientras que otras máquinas permiten al operador ajustar la presión de
compresión en las zonas. Máquinas por compresión de sacudidas están disponibles en muchos tamaños y son adecuados para muchos fines diferentes y los niveles de producción. Ellos pueden ser operados manual o automáticamente. El operador tiene la opción de ajustar independientemente el número de sacudidas desde cero a cualquier número y ajustando la presión de compresión desde cero hasta una presión que se considera excesiva. Mano o apisonamiento neumático se combina a menudo con este proceso; normalmente tiene lugar después de sacudidas pero antes de apretar.
Las máquinas de moldeo por lanzamiento de arena entregan la arena en el molde a alta velocidad desde un impulsor giratorio. Moldes hechas por este método pueden tener resistencias muy altas porque se puede hacer un molde muy denso. La densidad es una función de la arena la velocidad y el espesor a través del cual la arena de alta velocidad debe compactar la arena previamente colocada. Las picadoras de arena pueden o no puede ser portátil. Algunos montan en los carriles al molde, mientras que otros tienen los moldes traídos al slinger. Aunque los slingers son útiles en la producción de moldes más grandes, debe tenerse en cuenta que la ubicación y el ángulo de entrada de la arena son crítico para la producción de buenos moldes.
Máquinas de segunda generación Las máquinas Rap-J olt estaban entre las primeras máquinas de moldeo de alta presión más nuevas. Estas máquinas son similares en muchos aspectos para sacudir las máquinas exprimidoras. Las máquinas de sacudidas rápidas tienen la opción de sacudir el molde como se ha descrito anteriormente y / o golpeando el molde. El batido se logra golpeando rápidamente el fondo de la platina sobre la cual está montado el patrón con un peso. La fuerza impartida a la combinación de plato / frasco / molde no puede exceder 1 g, o separación entre la frasco y patrón. Por lo tanto, hay muy poco o ningún movimiento vertical del patrón y del matriz. Este
método permite la posibilidad de apretar y golpear simultáneamente. Algunas máquinas de este tipo permiten al operador sacudirse antes de la operación de rap-sacudida.
Máquinas del patrón de la placa del partido. Máquinas de moldeo automáticas que utilizan placas de fósforo se han utilizado tanto en el apretado frasco y diseños sin envases. Debido a que los patrones no tienen la resistencia necesaria para soportar la presión compactación sin flexión, tanto la resistencia como el arrastre deben apretarse simultáneamente
Copa y máquinas de arrastre Máquinas de moldeo automáticas que utilizan patrones de copa y arrastre también se pueden utilizar en frasco y diseños sin envases. Debido a que los patrones normalmente no tienen la resistencia necesaria para soportar la presión ejercida durante la compactación sin flexión, las placas patrón generalmente se montan contra una placa o rejilla. En la mayoría de los casos, y las mitades del molde de arrastre se llenan y se compactan con el patrón hacia arriba. Excepto en el caso de acabados especiales operaciones a la mitad del molde, no es necesario girar ni los patrones ni la mitad del molde.
Método de la onda de presión. Los diseños más recientes utilizan tecnología de ondas de presión como el método de compactación. Estas los diseños normalmente llenan los frascos con arena por gravedad. La parte superior del molde está sellada por una cámara. La cámara emite entonces una onda de presión, ya sea por liberación rápida de presión de aire o por una explosión de una mezcla de gases combustibles. Como en la onda de presión golpea la parte trasera del molde, los granos de arena se aceleran hacia el patrón. El patrón inmediatamente detiene el movimiento descendente de los granos de arena, haciendo que la energía cinética de la masa compacte la arena. Moldes hechas con este método son más densas en la cara del modelo y progresivamente menos densas a medida que aumenta la patrón de la cara.
Máquinas de moldeo hori zontales son un diseño relativamente reciente. Los patrones se montan en estas máquinas sobre un soporte hueco de patrón. Una rejilla soporta la parte inferior del patrón para evitar la flexión durante la compactación. Los las cámaras de moldeo están formadas por el dibujo, los cuatro lados de la cámara de moldeo y una placa con una ranura de inyección de arena. El vacío se utiliza para evacuar la cámara formada por el soporte de patrón y las placas de patrón. Rejillas en el soporte del modelo y las placas patrón permiten el vacío en las cámaras de moldeo, lo que hace que la arena fluya hacia las cámaras de moldeo. Al completarse la secuencia de llenado, el molde se compacta por presión de apriete y los moldes se retiran del patrón. El portador de patrón se retrae cuando la mitad de arrastre del molde oscila hacia afuera para soplar y / o el ajuste del núcleo mientras se está produciendo otro molde.
Las máquinas de moldeo separadas verticalmente se encuentran comercialmente disponibles desde mediados de los años sesenta. Al igual que sus horizontales contrapartes, las máquinas verticales han sufrido una serie de cambios de diseño a medida que la tecnología electrónica ha mejorado. Se realizan moldes en estas máquinas cerrando los extremos de una cámara de cuatro lados con los patrones, que a su vez son montados en platinas. La pared superior de la cámara tiene una ranura a través de la cual se sopla arena de moldeo. Después de que la cámara de moldeo esté llenado de arena, se compacta posteriormente mediante presión de apriete. La presión de soplado y presión son ajustable para optimizar las condiciones de moldeo. Después de la compactación, una de las platinas con su patrón montado la manera, permitiendo que la otra placa y el patrón empujen hacia fuera el molde hecho nuevamente para ensamblar con los moldes hechos previamente.
Sacudidor Después de que las piezas coladas se han enfriado suficientemente, pueden ser sacudidas, es decir, separadas del molde de arena. Los dispositivos Shakeout están disponibles en una serie de configuraciones diferentes. Muchos de los dispositivos disponibles son de cubierta plana, tipo vibratorio. Que van desde la intensidad normal, la frecuencia y el viaje a unidades de alta intensidad que utilizan un viaje muy corto, pero de alta frecuencia. Algunas unidades de sacudidas son de naturaleza rotativa y, dependiendo del diseño, también pueden proporcionar la función añadida de enfriar la arena.
Sacudidas del tipo de cubierta
Sacudidas del tipo rotatori o
Sacudidas de tipo de tambor vibrante
H ornos de arco eléctrico: Son los primeros hornos que tenían capacidades de 910 a 14.000 kg (1 a 15 toneladas). Actualmente, el horno de arco eléctrico se considera como uno de los las principales herramientas de fusión utilizadas por las fundiciones y las acerías. Los hornos de arco eléctrico se utilizan como fusores y soportes en dúplex operaciones y como unidades de fusión y refinación. Este artículo se enfocará en la construcción y operación de estos hornos y sus equipos auxiliares en la industria de los metales de acero.
Los hornos de inducción se han convertido gradualmente en los medios más utilizados para fundir hierro y, cada vez más, aleaciones no ferrosas también. La clave para la fácil aceptación de este tipo de hornos ha sido su excelente capacidad metalúrgica control, junto con su operación relativamente libre de contaminación. Actualmente, los hornos de inducción están disponibles en una amplia variedad de tamaños. Las unidades Coreless varían en capacidad de unas pocas libras, favorecido por los productores de metales de precisión, a 68 Mg (75 toneladas) alimentado a 21.000 kW. Las unidades de tipo canal se han construido con una capacidad de más de 180 Mg (200 toneladas) alimentado a 4000 kW por inductor.
H ornos de Reverberación y H ornos de Crisol Los hornos de reverberación y de crisol se utilizan ampliamente para la fusión discontinua de metales ferrosos y no ferrosos. Esta se centrará en los metales no ferrosos como el aluminio, el cobre, el zinc y el magnesio, con énfasis en el aluminio. Cualquiera de los dos tipos de horno puede servir individualmente como un fusor o un soporte o como un fusor / soporte combinado antes de vertiendo la colada. Los hornos de crisol normalmente tienen una capacidad máxima de retención de 1,4 Mg (3000 lb) de aluminio; horno de reverberación las capacidades varían de 0,91 a 90 Mg (2000 a 200,000
lb) de aluminio. Sin embargo, debido a que los hornos de crisol pueden aislar la fuente de calor de gas o eléctrica por contacto directo con el baño de metal fundido, proporcionan la ventaja de minimizando los contaminantes en la fusión cuando la pureza es una preocupación principal
H ornos de Reverberación
H ornos de Crisol
H ornos de fusión: Cúpulas
La cúpula es básicamente un horno de cubo cilíndrico que quema el coque intensificado por el soplado de aire a través de las toberas Las capas alternativas de metal, junto con el coque de repuesto, se cargan en l a parte superior. En su descenso, el metal se funde por contacto directo con el flujo contracorriente de gases calientes de la combustión del coque. El metal fundido se acumula en el pozo, donde es descargado para su uso por interrumpido tapping o por flujo continuo.
Sistemas de Vertido Automático Equipos de vertidos automáticos incluye una amplia gama de métodos de vertido mecanizado y equipos diseñados para el vertido automático. La transferencia tradicional de metal desde el suministro de metal fundido al molde se realiza con cucharas de techo abierto que van desde la mano hasta multi-tonelada, grúa-apoyado, cucharas mecánicas inclinación. Subproducción de un cucharón, ya sea mediante la incorporación de un pico de la tetera o barra de tope inferior y boquilla, reduce las inclusiones de escoria en fundidos. Las primeras unidades de vertido semiautomáticas utilizaron varillas de tapón controladas en cucharas de colada inferior montadas arriba indexando las líneas de moldeo para verterlas en moldes indexados en posición debajo de las cucharas.
