3.1 Fundición, Colado Al Alto Vacío, Centrífuga y Precisión.

3.1.1 Al alto vacío  HORNO DE ALTO VACÍO En 1954 una turbina tuvo una falla catastrófica en Estados Unidos. El rotor de una turbina a vapor para generación de energía de 165 MW se rompió en varias partes operando a 6!! rpm. "a planta ubicada en #idgland $%&icago' fue destruida. El mismo a(o) otro rotor fabricado para *ri+ona ,ublic -ervice %o. se rompió en varias partes cuando estaba siendo probado. El anlisis de estas fallas mostró /ue la causa de los defectos fue el &idrógeno. 0esde esa poca el acero desgasificado se tornó obligatorio para varios productos) tal como rotores de turbina. En los procesos de fabricación del acero) 2se obtiene en la colada la calidad) pure+a 3 composic composicione iones s deseada deseadas s "a respues respuesta ta a esta pregunta) pregunta) en general general)) es no. %ual/uiera /ue sea el proceso de obtención del acero) siempre trae consigo la prese presenc ncia ia de impur impure+a e+as) s) gases gases)) incrus incrusta tacio ciones nes 3 segre segrega gacio cione nes s /ue /ue &acen &acen necesario la implementación de procesos de refinación posterior) comnmente conocidos como afino7 del acero. 8inalmente) las tcnicas 3 procedimientos de refinación del acero) no se encuentran fcilmente en la literatura tcnica) por  cuanto constitu3en secretos industriales) /ue son la base de la competitividad. "a metalurgia del vacío se introduo &acia el a(o 1955. "as roturas catastróficas /ue se produeron en varias centrales elctricas de Estados Unidos) como las antes menciona mencionadas) das) aceleraron aceleraron la puesta puesta en marc&a marc&a de los procesos procesos alemanes alemanes de desgasificación por vacío $eliminación del :;'. "a le3 de -iebert rige el fenómeno 3 basta un vacío menor de 1! ;.

Proceso de Vacío del Acero Funddo.  0espus de ser producido en cual/uiera de los &ornos de fabricación de acero) el acero derretido puede refinarse an ms para producir acero de alta pure+a 3 &omogeneidad. Esto se logra removiendo los gases $o?ígeno) &idrógeno 3 nitrógeno' en el acero derretido /ue fueron absorbidos o formados durante el proceso de fabricación.  -i los gases no se remueven antes /ue el acero se solidifi/ue) su presencia o sus reacciones con otros elementos en el acero puede producir defectos tales como@ inclusiones $partículas sólidas de ó?ido') sopladuras $bolsas de gas') descascarillamiento $grietas internas' 3 fragilidad $prdida de ductibilidad'. "a desgasificación del acero fundido se lleva a cabo e?ponindolo a un vacío. "a presión enormemente reducida sobre la superficie del lí/uido permite /ue los gases escapen. El acero fundido puede desgasificarse de varias maneras. "as dos ms comunes son@  0esgasificación por 8luo  0esgasificación en la =lla %olada

Des!as"cac#n $or "lu%o En este proceso) el acero fundido se vierte desde la olla de colada dentro de una lingotera) la cual est completamente encerrada en una cmara de vacío. Mientras el fluo de acero fundido cae dentro del vacío) se separa en gotitas. 0ebido a la reducida presión sobre el lí/uido) los gases disueltos revientan 3 se e?traen fuera de la cmara por medio de una bomba de vacío. "ibre 3a de gases en la lingotera) ste se solidifica en un acero de alta pure+a.

 Des!as"cac#n en la olla de colada  En este proceso) el acero derretido se desgasifica en la olla de colada. -e &ace descender un recipiente de vacío calentado de modo /ue su bo/uilla de absorción /uede por debao del nivel lí/uido del acero fundido.  "a presión atmosfrica impulsa el acero fundido &acia arriba dentro de la cmara de vacío) en donde los gases revientan 3 se e?traen mediante la bomba de vacío. "a elevación del recipiente de vacío permite /ue el acero fundido flu3a de vuelta)

por la fuer+a de gravedad) dentro de la olla de colada. Este ciclo se repite varias veces &asta /ue la totalidad el acero fundido en la olla se &a desgasificado.

Otros Proced&entos en Vacío
E"ecto del Vacío en los 'ases Dsueltos en el Acero  "a eliminación del :; es fcil) pues no forma compuestos estables en el acero) mientras /ue la del >; es ms difícil) 3a /ue forma nitruros estables.  "a afinidad de los elementos deso?idantes corrientes) como el -i) ; de !.!!B a !.!1 C) =; de !.!!5 a !.!!B C. El acero fabricado en &orno elctrico convencional 3 desgasificado en vacío contiene@ :; de !.!!!1 a !.!!!; C) >; de !.!!4 a !.!!B C) =; de !.!!; a !.!!5 C 0iferentes obetivos del empleo del vacío Eliminación parcial de gases en el acero@ -e elimina en parte ms o menos importante de los

gases disueltos en el acero. 0eso?idación del acero por el % en vacío@ -e puede eliminar la ma3or parte del o?ígeno disuelto en el acero. 0escarburación del acero por =; en vacío@ -e puede descarburar a fondo el acero sin o?idarlo apreciablemente.

3.1.( Centrí"u!a Fundc#n Centrí"u!a)  "a fundición centrifuga es el proceso de &acer girar el molde mientras se solidifica el metal) utili+ando así la fuer+a centrífuga para acomodar el metal en el molde. -e obtienen ma3ores detalles sobre la superficie de la pie+a 3 la estructura densa del metal ad/uiere propiedades físicas superiores. "as pie+as de forma simtricas se prestan particularmente para este mtodo) aun cuando se pueden producir otros muc&os tipos de pie+as fundidas. ,or fundición centrifuga se obtienen pie+as ms económicas /ue por otros mtodos. "os cora+ones en forma cilíndricas 3 rebosaderos se eliminan. "as pie+as tienen una estructura de metal densa con todo 3 las impure+as /ue van de la parte posterior al centro de la pie+a pero /ue frecuentemente se ma/uinan. ,or ra+ón de la presión e?trema del metal sobre el metal) se pueden lograr pie+as de secciones delgadas tambin como en la fundición esttica. "os moldes permanentes se &an &ec&o frecuentemente en la fundición centrifuga de magnesio. 0esde entonces las pie+as de fundición de magnesio son for+adas nuevamente al molde) las pie+as se enfrían ms rpidamente 3 el aire o gas atrapados se eliminan entre el molde 3 el material. *un/ue en la fundición centrífuga &a3 limitaciones en el tama(o 3 forma de pie+as fundida) se pueden &acer desde anillos de pistón de pocos gramos de peso 3 rodillo para papel /ue pesen arriba de 4! toneladas) Dlocs de m/uinas en aluminio.

3.1.3. Pres#n Procesos de Fundc#n * colado  "a fundición 3 colado es sencillo 3 de poco costo relativo en comparación con otros procesos. ,ara colar o moldear el material en forma lí/uida $en el caso de los plsticos el material suele estar en forma de polvo o grnulos ') se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración e?acta de la parte /ue se va a moldear o colar. 0espus de /ue el material llena el molde 3 se endurece o se fragua) adopta la forma del molde) la cual es la forma de la parte. 0espus) se rompe o se abre el molde 3 se saca la parte. "os procesos de colada se usan para colar o moldear materiales como metales) plsticos 3 cermicas. "os procesos de fundición 3 colada se pueden clasificar por el tipo de

molde utili+ado $ permanente o no permanente ' o por la forma en la cual entra el material al molde $colada por gravedad 3 fundición a presión '. El trmino fundición7 se usa siempre para los metales) pero no tienen diferencia considerable en relación con el moldeo $el trmino de uso general para los plsticos'. ,or eemplo) el moldeo por in3ección es el trmino para un preciso de moldeo a presión de partes termoplsticos. "a m/uina utili+ada es una m/uina de moldeo por in3ección) la cual in3ecta el plstico fundido dentro de un molde metlico. El mismo proceso bsico) pero a temperaturas ms altas) produce las fundiciones a presión en una ma/uina para fundición a presión) la cual in3ecta +inc o aluminio fundidos) por eemplo) dentro de una matri+ de acero. "as partes producidas por los procesos de fundición o colada varían en el tama(o) precisión) rugosidad de superficie) compleidad de configuración) acabado re/uerido) volumen de producción 3 costo 3 calidad de la producción. El tama(o de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por  fundición a presión &asta varias toneladas para las producidas por fundición en arena. "as tolerancias dimensionales pueden variar desde !.1;F &asta 6.5mm $!.!!5 a !.;5! pulg'G las partes ms e?actas se producen por fundición a presión moldeo en cscara) in3ección 3 revestimiento. %on la colada o fundición en arena o continua se producen partes menos precisas. *&ora bien) la colada continua) se utili+a para producir formas en la planta laminadora@ planc&as) lingotes 3 barra redonda) en ve+ de partes terminadas. "a fundición 3 colada en molde a presión) en molde frío) por in3ección) transferencia) vacío 3 revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. "a fundición continua) en arena) centrifuga 3 con moldes producen las partes con m?ima aspere+a de superficie. "as formas ms bien sencillas se pueden producir con fundición o colada en formas) arena 3 continuaG las configuraciones ms compleas se producen por fundición por revestimiento 3 a presión. "a fundición a presión se considera un proceso de alto volumen de producciónG la fundición en arena es un proceso de uno por uno) un tanto lento. "a fundición 3 colada un proceso de bao costo relativo. -in embargo los moldes para moldeado por compresión 3 moldeado por in3ección así como las matrices para la fundición a presión) son mu3 costosos.