Procesos de manufactura
FUNDICIÓN HUECA. Es un sistema de producción de piezas metálicas huecas. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empieza a solidificar el metal. La solidificación empieza en las paredes relativamente frías del molde y progresa con el tiempo hacia la parte media de la fundición, el metal que no se ha solidificado sale del molde para ser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza. El resultado son paredes delgadas de metal. El espesor del casco se controla por el tiempo que transcurre antes de drenar. La fundición hueca se usa para hacer estatuas, pedestales de lámparas y juguetes a partir de metales de bajo punto de fusión como el plomo, zinc y estaño. En estos artículos lo importante es la apariencia exterior, pero la resistencia y la geometría interior de la fundición no son relevantes.
La fundición hueca es un proceso del grupo de fundición en molde permanente. La fundición en molde permanente usa un molde metálico construido en dos secciones que están diseñadas para cerrar y abrir con precisión y facilidad. Los moldes comúnmente se hacen de acero o hierro fundido. La cavidad junto con el sistema de vaciado se forman por maquinado en las dos mitades del molde a fin de lograr una alta precisión dimensional y un buen acabado superficial. Proceso: El metal fundido se vacía en el molde del metal, una vez obtenido el espesor deseado de película solidificada, se invierte el molde y el metal liquido restante se extrae, se abren las dos mitades del molde y se retira la fundición. Ventajas: Altas velocidades de producción. Buen acabado de las superficies. Enfriamiento rápido.
Desventajas: Solo se utiliza para uso ornamental juguetes, estatuillas, etc.
HORNOS. Los tipos de hornos que se emplean con mayor frecuencia en los talleres de fundición son: Cubilotes. Hornos calentados a fuego directo. Hornos de crisol. Hornos de arco eléctrico. Hornos de inducción.
La selección del tipo más apropiado de horno depende de factores tales como:
Aleación de fundición. Temperatura de fusión y de vaciado. Capacidad del horno. Costos de inversión. Operación y mantenimiento. Aspectos relativos a la contaminación ambiental.
Cubilote. Horno cilíndrico vertical equipado con un bebedero de sangrado cerca de su base y una carcaza de plancha de acero revestida con refractario. La carga está constituida por hierro, coque, fundente y otros elementos de aleación que se cargan a través de una puerta localizada a media altura. El hierro es normalmente una mezcla de arrabio y chatarra. El coque es el combustible para calentar el horno. Por las aberturas cerca del fondo de la carcasa se introduce aire forzado para la combustión del coque. El fundente es cal, compuesto alcalino que reacciona con la ceniza de coque y otras impurezas para formar escoria, esta sirve para cubrir la fundición, protegiéndola de reaccionar con la atmosfera interior del cubilote y reduciendo las perdidas de calor. Cuando la mezcla se calienta, se produce la fundición del hierro, el horno se sangra periódicamente para suministrar el metal líquido listo para el vaciado.
Horno calentado a fuego directo. Contiene un pequeño hogar abierto donde se calienta la carga de metal mediante un quemador que se localiza a un lado del horno. El techo del horno contribuye a la acción de calentamiento , reflejando la flama hacia abajo contra la carga. El combustible típico es el gas natural, los productos de la combustión salen del horno a través de una chimenea . En el fondo del hogar hay un orificio de colada que deja salir el metal fundido. Este tipo de hornos se usan para fundir metales no ferrosos como aleaciones de cobre y aluminio.
Hornos de crisol. En estos se funde el metal, sin entrar en contacto directo con los gases de combustión y por eso se les llaman hornos calentados indirectamente. Hay tres tipos de hornos de crisol que se usan en los talleres de fundición: Tipo crisol móvil. Estacionario o fijo. Basculante o inclinable. En estos se utiliza un recipiente (crisol) hecho de un material refractario apropiado (por ejemplo, mezcla de arcilla y grafito) o acero aleado de alta temperatura para contener la carga. En el horno de crisol móvil , el crisol se coloca en un horno que usa aceite, gas o carbón pulverizado para fundir la carga metálica. Cuando el metal se funde, el crisol se levanta del horno y se usa como cuchara de colada.
Los otros dos tipos llamados hornos de crisol (pot furnace) con quemador integrado tienen un horno de calentamiento y un recipiente integrado. En el horno de crisol estacionario con quemador integrado (stationary pot furnace), el horno es estacionario y el metal fundido se cucharea fuera del recipiente. En el horno de crisol basculante con quemador integrado ( tilting – pot furnace), el dispositivo entero se puede inclinar para vaciar la carga. Estos tipos de hornos se utilizan para metales no ferrosos como el bronce, el laton y las aleaciones de zinc y de aluminio.
Hornos de arco eléctrico. En este tipo de horno, la carga se funde por el calor generado en un arco eléctrico. Se dispone de varias configuraciones con dos o tres electrodos. El consumo de potencia es alto, pero los hornos de arco eléctrico pueden diseñarse para altas capacidades de fusión (25 a 50 ton/h) y se usan principalmente para fundición de acero.
Hornos de inducción. En este se usa corriente alterna a través de una bobina que genera un campo magnético en el metal, la corriente inducida causa un rápido calentamiento y la fusión del metal. El campo de fuerza electromagnética provoca una acción de mezclado en el metal líquido. El resultado es una fundición de alta calidad y pureza. En este horno se pueden fundir aleaciones de acero, hierro y aluminio, es muy común en los talleres de fundición.
