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Procesos de Fabricación Procesos especiales de fundición.
Ingeniería Mecatrónica
Nombre del Alumno: Trujillo Valdovinos Christopher Martín
Nombre del Maestro:
Arturo Ivan Jardines González
Villa de Álvarez, Col., 26 de febrero de 2018
Villa de Álvarez, Col., junio de 2013 1
Procesos especiales de fundición. Los procesos utilizados para obtener piezas fundidas dependen: Cantidad del metal a producir y complejidad. Casi siempre los moldes de arena son moldes de un solo propósito y se destruyen completamente después de que el metal se ha solidificado. El uso de un molde permanente tendrá como consecuencia una grande economía en los costos de fabricación.
Son moldes permanentes
Hecho de materiales resistentes a altas temperaturas
Son costosos
Fundición en moldes metálicos. Se les usa ventajosamente para piezas no ferrosas de tamaño pequeño y mediano producido, en grandes cantidades. Fundición en matriz.
Es un proceso en el cual el metal líquido es forzado a entrar a presión en el molde metálico conocido como matriz. La matriz está compuesta por dos secciones para proveer un medio de retirar las piezas fundidas, también van equipadas de gruesas clavijas para mantener las mitades correctamente alineadas. Este proceso se divide en dos
Cámara en caliente
Cámara en frio
Cámara en caliente.
Se realiza cuando un cilindro es sumergido en el metal derretido y con un pistón se empuja el metal hacia una salida la que descarga a la matriz. Las aleaciones más utilizadas son las de bajo punto de fusión como las de zinc, estaño y plomo. Cámara en frio.
Se lleva el metal fundido por medio de un cucharón hasta un cilindro por el cual corre un pistón que empuja al metal a la matriz de fundición.
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Baja presión. El molde esta montado sobre el horno de inducción, el horno esta sellado y se le inyecta gas forzando al metal a subir por un tallo que va directamente al molde.
Por gravedad. El molde puede estar hecho de metal o grafito; los moldes se recubren con una sustancia refractaria y luego de humo negro para reducir efectos de enfriamiento y facilitar la remoción de la pieza. No utiliza presión, sola la que el material ejerce naturalmente.
Fundición hueca. Consiste en vaciar el metal en un molde volteado cuando empieza a solidificar; el metal solidificado son las paredes de la pieza, que son delgadas. Es para uso ornamental, juguetes y estatuillas
A presión o corthias. Es un proceso para producir piezas huecas, pero de mayor calidad que la fundición hueca. Este sistema de fundición es considerado como artesanal y sólo es rentable cuando se van a fabricar pocas piezas.
Fundición centrífuga. La fundición centrífuga se refiere a varios métodos de fundición caracterizados por utilizar un, molde que gira a alta velocidad para que la fuerza centrífuga distribuya el metal fundido en las regiones exteriores de la cavidad del dado. El grupo incluye: 1) fundición centrífuga real, 2) fundición semicentrífuga y 3) fundición centrifugada o centrifugado.
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Fundición centrífuga real
En la fundición centrífuga real, el metal fundido se vacía en un molde que está girando para producir una parte tubular. Ejemplos de partes hechas por este proceso incluyen tubos, caños, manguitos y anillos. El metal fundido se vacía en el extremo de un molde rotatorio horizontal. La rotación del molde empieza en algunos casos después del vaciado. La alta velocidad genera fuerzas centrífugas que impulsan al metal a tomar la forma de la cavidad del molde. Por tanto, la forma exterior de la fundición puede ser redonda, octagonal, hexagonal o cualquier otra. Sin embargo, la forma interior de la fundición es perfectamente redonda (al menos teóricamente), debido a la simetría radial de las fuerzas en juego. Fundición semi-centrífuga
En este método se usa la fuerza centrífuga para producir fundiciones sólidas en lugar de partes tubulares. La velocidad de rotación se ajusta generalmente para un factor-G alrededor de 15, y los moldes se diseñan con mazarotas que alimenten metal fundido desde el centro. La densidad del metal en la fundición final es más grande en la sección externa que en el centro de rotación. El centro tiene poco material o es de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición es maquinado posteriormente, excluyendo así la porción de más baja calidad. Los volantes y las poleas son ejemplos de fundiciones que pueden hacerse por este proceso. Se usan frecuentemente moldes consumibles o desechables en la fundición semi-centrífuga, como sugiere nuestra ilustración del proceso. Fundición centrifugada
Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de cavidades colocadas simétricamente en la periferia, de manera que la fuerza centrífuga distribuya la colada del metal entre estas cavidades. El proceso se usa para partes pequeñas, la simetría radial de la parte no es un requerimiento como en los otros dos métodos de fundición centrífuga.
Fundición de precisión. En la fundición de precisión de busca principalmente, buena precisión dimensi onal, excelente acabado superficial, apariencia, copiado de fines detalles, eliminar al máximo los procesos de mecanizado y minimizar al máximo el desperdicio de metal. VENTAJAS DEL PROCESO
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Se adapta principalmente a la producción de formas extremadamente complejas; por lo tanto, ofrece la máxima libertad en el diseño y configuración de las piezas.
Permite reproducir los más finos detalles de las piezas quedando las superficies lisas, y uniformes.
Mediante estos procesos se puede controlar estrictamente las propiedades metalúrgicas de las aleaciones obtenidas, tales como: Tamaño y orientación de los granos, solidificación direccional, control de la segregación y del contenido de inclusiones, eliminar las micro cavidades etc., lo cual resulta en un estrecho control de las propiedades mecánicas.
Excelente precisión dimensional, lo cual minimiza el mecanizado, y en algunos casos lo elimina; operación está que es muy común en los procesos convencionales de fundición. lo cual lo hace adaptable para la fabricación de matrices y para la producción de aleaciones de difícil mecanizado.
A la cera perdida.
Se usa un molde de cera que es fundido, una vez que se vacía e l metal dejando una cavidad con todos los detalles del original. Cascara con cerámica.
El modelo se hace con plástico de bajo punto de fusión. Se sumerge en una lechada de cerámica y se espolvorea con material refractario, esto es llamado estucado y se repite hasta que la cáscara sea de 4.8 a 12.7 mm de espesor. Moldes de yeso.
Tiene buena porosidad, pero es destruido en el momento en que la pieza fundida se retira del molde.
Fundición de colado continuo. La colada continua presenta ventajas si se compara con los métodos convencionales, pudiéndose destacar un mayor rendimiento, trabajo en secuencia, mejor calidad del producto colado, y ahorro de energía, supresión del rechupe que solamente se producirá en el extremo final de la barra. Esto ha originado que actualmente el 90 % de la producción mundial de acero sea realizada utilizando el proceso de colada continua, mientras que en la década 70 solo el 15 % correspondía a este proceso En este proceso, la transferencia de calor en el molde tiene una profunda influencia sobre la operación de la máquina y la calidad del producto final. 5
