materias primas para la manofactura de un hacha

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[ TECNOLOGIA MECANICA II] II]

1. INTRODUCCION 1.1.

HACHA DE BOMBERO

Cabeza de una herramienta Denver

1.2.

FUNCIONES

El Instrumento T-N-T consiste en lo siguiente: * Un Hacha: usado para cortar agujeros, parabrisas, cerraduras, y metales delgados. * Un Cincel Plano: usado durante la revisión, abre ventanas, y puertas. * Un Ram: usado para forzar puertas, romper paredes y sujetar. * Gancho con Mango en D: usado para romper techos y paredes. * Martillo: usado para forzar puertas y paredes.

1. PROCESO DE PRODUCCION CUADRO Nº1 PASOS DE PRODUCCIÓN EN UNA OPERACIÓN TÍPICA DE FUNDICIÓN EN ARENA

Fuente: Estructura metalográfica y tratamientos térmico de los metales de fundición

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[ TECNOLOGIA MECANICA II] II]

1. CRITERIOS DE SELECCION

Algunos criterios criterios de selección de de materiales: Esfuerzos mecánicos estáticos y dinámicos Esfuerzo a fatiga – desgaste y tiempo de vida del producto Temperatura de utilización utilización Toxicidad (Productos alimentarios alimentarios o en contacto contacto con la piel) Resistencia química Resistencia a UV / Intemperie Aspecto / Peso Experiencia con el material y proceso Disponibilidad Reciclabilidad Normativa legal Coste material Coste utillajes y / ó proceso             

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Considerando que la herramienta a fundir es una herramienta de mano:

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Debido al grado de acero se determinó el uso del acero SAE 4140: 

Recalcando que el mismo contiene un considerable

porcentaje de cromo,

molibdeno y acero. Ya que los elementos del cromo y molibdeno otorgan alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto esto permitirá que nuestra producto sea de muy buena calidad

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1. ESPECIFICACIONES DE LA PIEZA AISI SAE 4140

1.1. DESCRIPICION DEL ACERO AISI – SAE 4140 DETALLE

DESCRIPCION

DESCRIPCION

Acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Este acero puede ser triturado para darle mayor resistencia a la abrasión. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento técnico

SAE 4140

Acero, cromo, molibdeno bonificado, con alto valor de resistencia a la tracción y tenacidad

Fuente: Características del acero IRAM 4140

1.2.

PROPIEDADES FISICAS PROPIEDADES

DENSIDAD

7,85 g/cm3

FISICAS Fuente: www.sumiteccr.com/suministrostermicos S.A.

1.3.

PROPIEDADES QUIMICAS PROPIEDADES QUIMICAS DESCRIPCION DETALLE %C

0,38 – 0,43

% Mn

0,75 – 1,00

% Cr

0,80 – 1,10

% Mo

0,15 – 0,25

% Si

0,15 – 0,35

% P max

0,04

% S max

0,05

Fuente: www.sumiteccr.com/suministrostermicos S.A.

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1.4.

PROPIEDADES MECANICAS PROPIEDADES MECANICAS DUREZA

275 - 320 HB (29 – 34 HRc)

ESFUERZO A LA FLUENCIA:

690 MPa (100 KSI)

ESFUERZO MÁXIMO

900 - 1050 MPa (130 - 152 KSI)

ELONGACIÓN MÍNIMA

12%

REDUCCIÓN DE ÁREA MÍNIMA TEMPLABILIDAD

50% MEDIA

Fuente: Universidad Nacional mayor de San Marcos. Aceros Bohler del Peru S .A. introducción a los aceros especiales

1.5. ESTRUCTURA METALOGRAFICA La fundición del acero SAE 4140, como consecuencia de la presencia de mar tensita posee alargadas del sulfuro

EN ACERO CON MAS DEL 40 % Se observa mar tensita e inclusiones

ACEROS TIPO DE ACERO

MICROESTRUCTURA DE ACEROS

SAE 4140 TEMPLADO

alargadas de sulfuro de manganeso

Fuente: Características del acero IRAM 4140

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Microestructura del acero SAE 4140, borde (capa blanda de compuestos, 400* 5%)

Fuente: Proceso de nitruración gaseosa en los aceros SAE 4340, SAE 4140, SAE 1045, SAE 0 – 1 Cordova Valencia Sheila

Microestructura del acero SAE 4140, matriz martensita revenida, 400 *2% nital

Fuente: Proceso de nitruración gaseosa en los aceros SAE 4340, SAE 4140, SAE 1045, SAE 0 – 1 Cordova Valencia Sheila

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1. PROVEEDORES

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2.- TIPOS DE ARENA 2.1 ARENA El trabajar con arena permite trabajar con metales con altos puntos de fundición tales como el acero. Se utiliza arena de sílice (SiO2), debido a su economía y resistencia a las altas temperaturas. Para este proceso de fundición se tienen las siguientes especificaciones.

CONTENIDO EXTERNO TIPO

PORCENTAJE

ARENA DE SILICE (SiO2)

90%

AGLUTINANTE(BENTONITA)

7%

AGUA

3%

PESO ESPECIFICO

2,65 



Fuente: Ficha técnica AL KOAT impermeabilizantes

CONTENIDO QUIMICO TIPO

PORCENTAJE

HUMEDAD

4-9-%

CENIZA

0.3 - 0.5%

AGUA SOLUBLE

10 – 27,5% Página 13


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DEXTRINA

18 – 24 %


PROPIEDADES ESTRUCTURALES TIPO

PORCENTAJE

SiO2

98,60%

Al2O3

0.05%

Fe2O3

0.15%

CaO

0.01%


PROPIEDADES DE LA ARENA ARENA DE SÍLICE (SIO2)

CARACTERISTICAS

CONSECUENCIAS

RESISTENCIA A LA TEMPERATURAS

573 – 2230 °C

EN EL MISMO MATERIAL SE FUNDE INSTANTANEAMENTE

CONTENIDO DE ARCILLA

MENOR A 0,5%

TAMAÑO DE GRANO

0.05 2,0 mm

PROPIEDADES

TIPO DE GRANO

FINO- REDONDO

MANEJO DE LA ARENA

MEZCLA HOMOGENEA

TAMIZADO DE ARENA

FINO

TAMIZADO DE ARENA

GRUESO

POROSIDAD

0.03 VACIOS

RESISTENCIA A LA PRESION

1500

 

REDUCEN LA PERMEABILIDAD DEL MOLDE MEJORA LA RESISTENCIA DEL MOLDE ENTRA EN CONTACTO CON EL MODELO DA EL CUERPO AL MOLDE Y PERMITE LA SALIDA DE LOS GASES

AUMENTA LA RESISTENCIA


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CONTROL DE CALIDAD DE LA ARENA DE SILICE La

Controla mediante la cantidad y el tamaño de los huecos entre los

permeabilidad

granos de arena densamente empaquetadas. Determina por el tamaño, distribución de tamaño, forma, patrón y el embalaje de los granos.

2 tamaños de granos de arena redondeadas.

El tamaño de los huecos

Los tamaños de los poros en las caras de los moldes fabricados con arena gruesa y de arena fina muestra que los huecos en una cara del molde son grandes para una arena gruesa y pequeña para una arena fina, aunque el total de área de vacío por unidad cúbico de volumen es casi el mismo para ambas arenas. Fuente: J. M. Juran, Frank Gryna (Jr.), R. S. BinghamVOL II, Control de calidad handbookpag 486 vol 15

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MECANISMOS DE LA ARENA MECANISMOS DE LA ARENA Acción de cuña en la que los granos de arena están bloqueadas mecánicamente a los granos adyacentes, así como el nexo de arcilla-agua que se establece entre los granos. El metal fundido se introduce en la cavidad del molde , se transfiere calor desde el metal fundido a los granos de arena adyacentes , causando que los granos de arena se expandan. Entre 425 y 600 ° C de sílice se somete a un cambio de fase de alfa a beta , que se acompaña de un aumento rápido en el tamaño volumétrico Cada grano de arena se debe permitir que ampliar , o la superficie del molde será alterado o destruido , con la pérdida resultante en la fundición de calidad Fuente: J. M. Juran, Frank Gryna (Jr.), R. S. BinghamVOL II, Control de calidad handbookpag 587vol 15

El efecto de la temperatura sobre la expansión de sílice.

Fuente: J. M. Juran, Frank Gryna (Jr.), R. S. BinghamVOL II, Control de calidad handbookpag 587vol 15

MÉTODOS PARA OPTIMIZAR LA ESTABILIDAD DIMENSIONAL DE LA ARENA DE BASE Una arena de cuatro pantallas La adición de aditivos carbonosos tales como seacoals, la descomposición térmica de estos aditivos crea vacíos, que permiten la expansión de los granos de arena de sílice Aumentar el contenido de arcilla a desarrollar mayores fortalezas verdes, que tienden a producir moldes más estables El control de la densidad de molde produci do por el equipo de moldeo Fuente: J. M. Juran, Frank Gryna (Jr.), R. S. BinghamVOL II, Control de calidad handbookpag 487 vol 15

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2.2 AGLUTINANTES El propósito es funcionar como un agente de unión para mantener juntos los granos de arena durante el proceso de fundición. Los materiales carbonosos ayudar a la estabilidad dimensional del molde, acabado de la superficie, y la facilidad de limpieza de la colada acabada.

AGLUTINANTE BENTONITA (MINERAL MORMORILLONITICOS)

caolinita, arcilla refractario DEXTRINA

HARINA DE MAIZ

PROPIEDAD OFRECE MAYOR RESISTENCIA Y PLASTICIDAD DURANTE EL PROCESO DE FUNDICION REDUCE LA FRAGILIDAD Y EL DESMORONAMIENTO EN MEZCLAS DE ARENA DISMINUYE EL ABOLLAMIENTO LA GRIETA, LAS COSTRAS Y LA EROSION

Fuente: Proyecto terminal diseño y fabricación y modelo de fundición /J. M. Juran, Frank Gryna (Jr.), R. S. BinghamVOL II, Control de calidad handbookpag 490vol 15

2.2.1

PROPIEDADES MECANICAS

AGLUTINANTE

PROPIEDAD

BENTONITA (MINERAL MORMORILLONITICOS)

AUMENTA RESISTENCIA A LA COMPRESION EN CALIENTE AUMENTA RESISTENCIA A LA COMPRESION EN CALIENTE AUMENTA RESISTENCIA A LA COMPRESION EN CALIENTE AUMENTA LA RESISTENCIA ARRIBA DE 260 °C Y DISMINUYE A 1371-1403°C

BENTONITA DEXTRINA HARINA DE MAIZ

Fuente: Proyecto terminal diseño y fabricación y modelo de fundición

2.3 BENTONITA BENTONITA (MINERAL MORMORILLONITICOS)

COMPOSICION QUIMICA (%)

SIO2 AL03 FE2O3 NA2O MGO KO2 H2O (EN LA MEZCLA)

60 - 62 21-23 3.4 2.5-2.7 0.5-1.5 0.4-0.45 5.0-9.0


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2.3.1 DEXTRINA

GOMA DE CARBOIDRATOS AGLOMERANTE

SOLUBLE

SIRVE

DEXTRINA)

COMPOSICION QUIMICA (%)

HUMEDAD

3.6 98

AGUA SOLUBLE AZUCAR REDUCIDA (COMO DEXTROSA)

COMO

4


2.3.2 HARINA DE MAIZ Cereal ligado altamente gelatinoso

3

EL CONTROL DE PROPIEDADES DE LA ARCILLA CONTROL DE LAS PROPIEDADES Plásticidad desarrollarán cualidades adhesivas cuando se mezcla con las cantidades adecuadas de agua. Secar y luego hechas de plástico de nuevo por la adición de agua, siempre que la temperatura de secado no es demasiado alta. Si la temperatura llega a ser demasiado alta, pueden no ser replasticized con agua. La durabilidad de la arcilla en un sistema de arena.

Fuente: Proyecto terminal diseño y fabricación y modelo de fundición /J. M. Juran, Frank Gryna (Jr.), R. S. BinghamVOL II, Control de calidad handbookpag 490vol 1

4. PROVEEDORES 4.1 PROVEEDORES DE ARENA

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GRUPO-22 4.1.1.

[ TECNOLOGIA MECANICA II] PROVEEDORES DE AGLUTINANTES

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