ÍNDICE •
Introducción
•
Objetivo general y objetivo especifico
•
Procedimiento de moldeo
•
Modelos
•
Diseño y conformación de moldeos
•
Equipo mecánico de moldeo
•
undición con moldes mecánicos
•
undición centrifuga
•
undición de presión o por revestimiento
•
undición de colado continuo
INTRODUCCION !a fundición es el procedimiento más antiguo para dar forma a los metales" undamentalmente radica en fundir y colar metal l#quido en un molde de la forma y tamaño deseado para que all# solidifique" $eneralmente este molde se %ace en arena& consolidado por un apisonado manual o mecánico alrededor de un modelo& el cual se e'trae antes de recibir el metal fundido" (o %ay limitaciones en el tamaño de las pie)as que puedan colarse& variando desde pequeñas pie)as de prótesis dental& con peso en gramos& %asta los grandes bastidores de máquinas de varias toneladas" Este m*todo& es el más adaptable para dar forma a los metales y muc%as pie)as que son imposibles de fabricar por otros procesos convencionales como la forja& laminación& soldadura& etc" El primer acercamiento del %ombre con metales en estado natural +oro& plata& cobre, se estima que ocurrió %ace -.../0... años a"n"e" 1u verdadera acción como fundidor el %ombre la inicio posteriormente& cuando fue capa) de fundir el cobre a partir del mineral" El desarrollo en la obtención de productos fundidos se manifestó tanto en Europa como en 2sia y 3frica" !os romanos e'plotaron yacimientos de %ierro en Estiria +2ustralia, de donde obten#an el metal para sus armas& instrumentos de trabajo y de uso dom*stico" +2"4iedermann 5670, 8oy en d#a los pa#ses desarrollados& al calor de la revolución cient#fico9t*cnica contem contempor porán ánea& ea& acome acometen ten las tareas tareas de mecani mecani)ac )ación ión y automa automati) ti)aci ación& ón& la implantación de nuevas tecnolog#as y el perfeccionamiento de las e'istentes"
OBJETIVO GENERAL :onocer la los tipos de moldeo y el procedimiento llevado a cabo para cada tipo de moldeo" :onocer factores importantes que influyen en la sección de paramatres para los procesos de fundición y moldeo
OBJETIVOS ESPECIFO •
•
•
8acer un análisis profundo el los tipos de moldeo y su entorno en el cual se llevan a cabo asi como tambi*n los tipos de mecanismo utili)ado en la producción de pie)as para futuras practicas" :onocer las caracter#sticas de las fundiciones que se conocen y comprender dic%os procesos y elaboración Desarrollar conocimientos en la aplicación e implemetnacion de las t*cnicas de manufacturas aprendidas"
PROCEDIMIENTO DE MOLDEO P;O:EDIMIE(
• • • •
El desbaste del metal e'cedente de la fundición" !a limpie)a de la superficie"
:omponentes de un molde :omponentes del proceso de fundición
!a fundición en arena requiere un patrón o modelo al tamaño de la parte& ligeramente agrandado& tomando en consideración
MODELOS 8ay varios tipos de modelos& como se ilustra en la figura @"55" El más simple está %ec%o de una pie)a& llamado modelo sólido& que tiene la misma forma de la fundición y los ajustes en tamaño por contracción y maquinado" 1u manufactura es fácil& pero la complicación surge cuando se utili)a para %acer el molde de arena" Determinar la locali)ación del plano de separación entre las dos mitades del molde e incorporar el sistema de vaciado y el vertedero de colada para un modelo sólido& puede ser un problema que se dejará al juicio y %abilidad del operario del taller de fundición" Por tanto& los modelos sólidos se usan solamente en producciones de muy baja cantidad" !os modelos divididos constan de dos pie)as que separan la pie)a a lo largo de un plano& *ste coincide con el plano de separación del molde" !os modelos divididos son apropiados para partes de forma compleja y cantidades moderadas de producción" El plano de separación del molde queda predeterminado por las dos mitades del molde& más que por el juicio del operador" Para altos vol?menes de producción se emplean los modelos con placa de acoplamiento o los modelos de doble placa +superior e inferior," En un modelo con placa de acoplamiento& las dos pie)as del modelo dividido se ad%ieren a los lados opuestos de una placa de madera o metal" !os agujeros de la placa permiten una alineación precisa entre la parte superior y el fondo +cope y drag, del molde" !os modelos con doble placa de acoplamiento son similares a los patrones con una placa& e'cepto que mitades del patrón dividido se pegan a placas separadas& de manera que las secciones de la parte superior e inferior del molde se puedan fabricar independientemente& en lugar de usar la misma %erramienta para ambas"
• •
removibles desec%ables
;EMOAI4!E1 !a reali)ación de un modelo removible primero se anali)an la construcción de una caja de modelo Bna caja de modelo consta de dos partes" Bna parte superior que se le llama tapa y una parte Inferior se llama base" 1i la caja la forman tres partes a la del centro se le llama parte central" !as partes de la caja se mantienen en una posición definida unas con respecto a las otras por medio de unos pernos colocados en dos lados opuestos do la base que encajan en agujeros de unos ángulos sujetos a los lados de las tapas" El primer paso en la elaboración de un molde es el de colocar el modelo en el tablero de moldear& que coincide con la caja de moldeo" Enseguida se coloca la tapa sobre el tablero con los pernos dirigidos %acia abajo" !uego se criba la arena sobre el modelo para que lo vaya cubriendo la arena deberá compactarse con los dedos en torno al modelo& terminado de llenar completamente la tapa" Para moldes pequeños& la arena se compacta firmemente con apisonadores manuales" El apisonado mecánico se usa para moldes muy grandes y para moldeo de gran producción" El grado de apisonado necesario solo se determina por la e'periencia" 1i el molde" 1i el molde no %a sido lo suficiente apisonado no se mantendrá en su posición al moverlo o cuando el metal fundido c%oque& con el" Por otra parte& si el apisonado as muy duro no permitirá que escape el vapor y el gas cuando penetre el metal fundido al molde"
1e voltea la mitad inferior del molde de& tal forma& que la tapa se puede colocar en su posición y se termina el moldeo" 2ntes de voltearlo so esparce una poca de arena sobre el molde y se& coloca en la parte superior un tablero inferior de moldeo este tablero deberá moverse %acia atrás y %acia adelante varias veces para asegurar un apoyo uniforme sobre el molde" Entonces la caja inferior se voltea y se retira la tabla de moldeo quedando e'puesto el modelo la superficie de la arena es alisada con una cuc%ara de moldeador y se cubre con una capa fina seca de arena de separación" !a arena de separación es una arena de s#lice de grano& fino& seca y sin consistencia" :on ella se evita que se pegue la arena de la tapa sobre la de la base" Enseguida so coloca la tapa sobre la base& los pernos mantienen la posición correcta en ambos lados" Para proporcionar un conducto por donde entre el metal fundido al molde& se coloca un mango agu)ado conocido como clavija de colada y es colocado a @7mm de un lado del modelo" !as operaciones de llenado& apisonado y agujerado para escape de gases& se llevan a cabo en la misma forma que en la base" 2ntes de cerrar el molde& debe cortarse un pequeño conducto conocido como alimentador entre la cavidad del molde %ec%a por el modelo y la abertura de la colada" Este conducto se estrec%a en el molde de tal forma que despu*s que el metal %a sido vertido& el metal en el alimentador se puede romper muy cerca de la pie)a" Para prever la contracción del metal& algunas veces se %ace un agujero en la tapa& el cual provee un suministro de metal caliente a medida que la pie)a fundida se va enfriando& esta abertura es llamada rebosadero" !a superficie del molde se debe rociar& untar o espolvorear con un material preparado para recubrimiento& dic%os recubrimientos contienen Por lo general polvo de s#lice y grafito& pero su composición var#a considerablemente dependiendo de la clase de material que se va a vaciar" !a capa de recubrimiento del molde mejora el acabado de las superficies de colado y reduce los posibles defectos en las superficies" 2ntes de que el metal sea vaciado en el molde& deberá colocarse un peso sobre la tapa para evitar que el metal l#quido salga fuera del molde en la l#nea de partición" para perfilar curvas y para formar cora)ones muy grandes de arena verde& y terraja para superficies planas" Materiales para modelos removibles" !a mayor#a de los modelos son %ec%os de madera& la cual es barata y puede trabajarse fácilmente" Por lo cual sólo un pequeño porcentaje de modelos se %acen en cantidad para trabajos de producción& la mayor#a no necesita estar %ec%a de un material que pueda tener un uso duro en la fundición" !os plásticos se adaptan especialmente bien como materiales para modelos porque no absorben %umedad& son fuertes y dimensionalmente estables y tienen
superficies perfectamente tersas" 1e pueden producir económicamente por vaciado en forma similar al metal vaciado"
DESECHABLES En la fabricación de moldes con modelos desec%ables& el modelo& que es usualmente de una pie)a& es colocado en el tablero y la base de la caja se moldea en la forma convencional" 1e agregan unos agujeros para ventilación y la base se voltea completamente para el moldeo de la tapa" :asi siempre la arena en verde es el material com?n más usado& aunque pueden usarse arenas especiales para otros propósitos& como arena de cara que se utili)a de inmediato alrededor del modelo" !a arena en la l#nea de partición no se aplica en la tapa de la caja y la base no puede ser separada %asta que la fundición es removida" En cambio& la tapa es llenada con arena y se apisona" En cualquiera de los casos la colada es cortada en el sistema de alimentación o ambas& como usualmente sucede& esta es una parte del modelo desec%able" 1e %acen los agujeros para ventilación y se coloca algo de peso para oprimir la tapa" !os modelos de poliestireno& incluyen la alimentación y el sistema de colado" !a colada es vaciada rápidamente en la pie)a moldeada= el poliestireno se vapori)a= y el metal llena el resto de la cabida" Despu*s de enfriado la fundición es eliminada del molde y limpiada" El metal es vaciado lo suficientemente rápido para prevenir la combustión del poliestireno& con el resultado de residuos carbonosos" En cambio& los gases& debido a la vapori)ación del material& son manejados %acia fuera a trav*s de la arena permeable y los agujeros de ventilación" Bn recubrimiento refractario se aplica com?nmente al modelo para asegurar un mejor acabado superficial para la fundición y le agrega resistencia al modelo" Es obligatorio a veces que los pesos para oprimir los moldes sean parejos en todos los lados para combatir la alta presión relativa en el interior del molde" AE(<221 Para una pie)a no moldeada en máquina& el proceso requiere menos tiempo" (o requieren que %agan tolerancias especiales para ayudar a e'traer el modelo de la arena y se requiere menor cantidad de metal" El acabado es uniforme y ra)onablemente liso" (o se requiere de modelos complejos de madera con partes sueltas" (o se requiere caja de cora)ón y cora)ones" El modelo se simplifica grandemente" DE1AE(<221 El modelo es destruido en el proceso" !os modelos son más delicados de manejar" El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico" (o puede ser revisado oportunamente el modelo de la cavidad •
•
• • • •
• • • •
MODE!O1 1BE!
:uando se utili)an este tipo de modelos la l#nea de partición del molde debe %acerse a mano& as# como el sistema de coladas y alimentación tambi*n se %ace a mano& finali)ando con la separación del modelo y molde& aflojándolo previamente"
MODE!O1 1BE!
1on una mejora de los modelos simples& ya que siendo el sistema de colada parte del modelo elimina la necesidad del trabajo a mano" :on este tipo de modelos se obtiene una más rápida elaboración de moldes para pequeñas cantidades de pie)as"
MODE!O1 P!2:2 MODE!O" !a producción de grandes cantidades de pie)as pequeñas& requiere el uso de este tipo de modelos" !as placas modelo se %acen en una sola pie)a" !a placa modelo generalmente se utili)a en maquinas de moldeo para obtener má'ima velocidad de fabricación"F
MODE!O1 E1PE:I2!E1"
a, Para pie)as muy grandes se utili)an los modelos esqueleto o linternas" 1e utili)a para moldes grandes %ec%os manualmente en su mayor#a" b, Otro tipo especial de moldes son las tarrajas las cuales se utili)an para fabricar moldes de pie)as sim*tricas" c, Modelos maestros" Modelos generalmente de madera utili)ados para %acer modelos de alta producción" 1e debe incorporar a cierta tolerancia como la conocida doble tracción" MODE!O :O( :22 DE :O;2GO(E1" 2unque com?nmente no son clasificados como modelos& las cajas de cora)ón son una parte esencial del equipo de modelos para elaborar una pie)a que requiera cora)ones" $eneralmente se construyen de madera o metal"
DISEÑO Y CONFORMACION DE MOLDES El molde es una cavidad que tiene la forma geom*trica de la pie)a que se va fundir" !a arena de fundición es s#lice +1i.@, o s#lice me)clada con otros minerales" Esta arena debe tener buenas propiedades refractarias& e'presadas como la capacidad de resistir altas temperaturas sin fundirse o degradarse" Otras caracter#sticas importantes son> el tamaño del grano& la distribución de tamaños del grano en la me)cla y la forma de los granos" !os granos pequeños proporcionan mejor acabado superficial en la fundición& pero los granos grandes son más permeables& para que los gases escapen durante el vaciado" !os moldes %ec%os de granos irregulares tienden a ser más fuertes que los moldes de granos redondos debido al entrela)ado de los granos& pero esto tiende a restringir la permeabilidad" En la fabricación del molde& los granos de arena se aglutinan por medio de una me)cla de agua y arcilla" !a proporción t#pica +en volumen, es 6.H de arena& CH de agua y 0H de arcilla" 1e pueden usar otros agentes aglutinantes en lugar de la arcilla& como resinas orgánicas +por ejemplo resinas fenólicas, y aglutinantes inorgánicos +por ejemplo& silicato y fosfato de sodio," 2lgunas veces se añaden a la me)cla de arena y aglutinante ciertos aditivos para mejorar las propiedades del molde como la resistencia y permeabilidad"
En el m*todo tradicional para formar la cavidad del molde se compacta la arena alrededor del modelo en la parte superior e inferior de un recipiente llamado caja de moldeo" El proceso de empaque se reali)a por varios m*todos" El más simple es el apisonado a mano reali)ado manualmente por un operario" 2demás& se %an desarrollado varias máquinas para mecani)ar el procedimiento de empacado& las cuales operan por medio de los siguientes mecanismos> 5, compactación de la arena alrededor del patrón o modelo mediante presión neumática= @, acción de sacudimiento& dejando caer repetidamente la arena contenida en la caja junto al modelo& a fin de compactarla en su lugar= y C, lan)amiento& %aciendo que los granos de arena se impacten contra el patrón a alta velocidad" Bna alternativa a las cajas tradicionales para moldes de arena es el moldeo sin caja& que consiste en el uso de una caja maestra en un sistema mecani)ado de producción de moldes" :ada molde de arena se produce usando la misma caja maestra" 1e estima que la producción por este m*todo automati)ado puede ascender %asta seiscientos moldes por %ora"
1e usan varios indicadores para determinar la calidad de la arena para el molde> 5, resistencia& capacidad del molde para mantener su forma y soportar la erosión causada por el flujo del metal l#quido& depende del tamaño del grano& las cualidades ad%esivas del aglutinante y otros factores= @, permeabilidad& capacidad del molde para permitir que el aire caliente y los gases de fundición pasen a trav*s de los poros de la arena= C, estabilidad t*rmica& capacidad de la arena en la superficie de la cavidad del molde para resistir el agrietamiento y encorvamiento en contacto con el metal fundido= -, retractibilidad& capacidad del molde para dejar que la fundición se contraiga sin agrietarse= tambi*n se refiere a la capacidad de remover la arena de la fundición durante su limpie)a= y 7, reutili)ación& puede reciclarse la arena del molde roto para %acer otros moldesJ" Estas medidas son algunas veces incompatibles& por ejemplo& un molde con una gran resistencia tiene menos capacidad de contracción" !os moldes de arena se clasifican frecuentemente como arena verde& arena seca o de capa seca
Moldes de area e !erde
Es el m*todo más com?n que consiste en la formación del molde con arena %?meda& usada en ambos procedimientos" !a llamada arena verde es simplemente arena que no se %a curado& es decir& que no se %a endurecido por %orneado" El color natural de la arena va desde el blanco %asta el canela claro& pero con el uso se va ennegreciendo" !a arena no tiene suficiente resistencia para conservar su forma& por ello se me)cla con un aglutinante para darle resistencia= luego se agrega un poco de agua para que se ad%iera" Esta arena se puede volver a emplear solo añadiendo una cantidad determinada de aglutinante cuando se considere necesario"
Moldes "o "a#a se"a$ Dos m*todos son generalmente usados en la preparación de moldes con capa seca" En uno la arena alrededor del modelo a una profundidad apro'imada de 5. mm se me)cla con un compuesto de tal manera que se seca y se obtiene una superficie dura en el molde" El otro m*todo es %acer el molde entero de arena verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se endure)ca la arena cuando el calor es aplicado" !os rociadores usados para este propósito contienen aceite de lina)a& agua de mela)a& almidón gelatini)ado y soluciones liquidas similares" En ambos m*todos el molde debe secarse de dos maneras> por aire o por una antorc%a para endurecer la superficie y eliminar el e'ceso de %umedad"
Moldes "o area se"a$ Estos moldes son %ec%os enteramente de arena com?n de moldeo me)clada con un material aditivo similar al que se emplea en el m*todo anterior" !os moldes deben ser cocados totalmente antes de usarse& siendo las cajas de metal" !os moldes de arena seca mantienen esta forma cuando son vaciados y están libres de turbulencias de gas debidas a la %umedad"
Moldes de ar"%lla$ !os moldes de arcilla se usan para trabajos grandes" Primero se construye el molde con ladrillo o grandes partes de %ierro" !uego& todas estas partes se emplastecen con una capa de mortero de arcilla& la forma del molde se empie)a a obtener con una terraja o esqueleto del modelo" !uego se permite que el molde se seque completamente de tal manera que pueda resistir la presión completa del metal vaciado" Estos moldes requieren de muc%o tiempo para %acerse y su uso no es muy e'tenso"
Moldes &'r(%"o$ El proceso es bueno para la fabricación de moldes usando modelos y cora)ones desec%ables" !a arena seca de grano agudo se me)cla con ácido fosfórico el cual act?a como un acelerador" !a resina furánica es agregada y se me)cla de forma continua el tiempo suficiente para distribuir la resina" El material de arena empie)a
a endurecerse casi de inmediato al aire& pero el tiempo demora lo suficiente para permitir el moldeo" El material usualmente se endurece de una a dos %oras& tiempo suficiente para permitir alojar los cora)ones y que puedan ser removidos en el molde" En uso con modelos desec%ables la arena de resina furánica puede ser empleada como una pared o cáscara alrededor del modelo que estará soportado con arena de grano agudo o en verde o puede ser usada como el material completo del molde"
Moldes de CO)$ En este proceso la arena limpia se me)cla con silicato de sodio y es apisonada alrededor del modelo" :uando el gas de :O@ es alimentado a presión en el molde& la arena me)clada se endurece" Pie)as de fundición lisas y de forma intrincada se pueden obtener por este m*todo& aunque el proceso fue desarrollado originalmente para la fabricación de cora)ones"
Moldes de *e+al$ !os moldes de metal se usan principalmente en fundición en matri) de aleaciones de bajo punto de fusión" !as pie)as de fundición se obtienen de formas e'actas con una superficie fina& esto elimina muc%o trabajo de maquinado"
Moldes es#e"%ales$ Plástico& cemento& papel& yeso& madera y %ule todos estos son materiales usados en moldes para aplicaciones particulares" El molde debe poseer las siguientes caracter#sticas> Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del metal" Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye con rapide) durante la colada" Debe generar una cantidad m#nima de gas cuando se llena con el metal fundido" !os gases contaminan el metal y pueden alterar el molde" Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a trav*s del cuerpo del molde mismo& más bien que penetrar el metal" Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal y poderse desprender con limpie)a del colado despu*s del enfriamiento" El cora)ón debe ceder lo suficiente para permitir la contracción del colado despu*s de la solidificación" • •
•
•
•
•
E,UIPOS MECANICOS DE MOLDEO M(-'%as de *oldeo #or sa"'d%da . "o*#res%/
:onsta básicamente de una mesa accionada por dos pistones en cilindros de aire& uno dentro del otro" El molde en la mesa se sacude por la acción del pistón inferior que eleva la mesa en forma repetida y la deja caer bruscamente en un colc%ón de rebote" !as sacudidas empacan la arena en las partes inferiores de la caja de moldeo pero no en la parte superior" El cilindro más grande empuja %acia arriba la mesa para comprimir la arena en el molde contra el cabe)al de compresión en la parte superior" !a opresión comprime las capas superiores de la arena en el molde pero algunas veces no penetra en forma efectiva todas las áreas del modelo"
M(-'%as de sa"'d%da . !'el"o "o re+%ro del *odelo En esta máquina una caja de modelo se coloca sobre un modelo en una mesa& se llena con arena y se sacude" El e'ceso de arena se enrasa y se engrapa un tablero inferior a la caja de moldeo" !a máquina eleva el molde y lo desli)a en una mesa o transportador" !a caja se libera de la máquina& el modelo se vibra& se saca del molde y se regresa a la posición de carga" Máquinas similares comprimen y tambi*n sacuden"
M(-'%a la0adora de area esta máquina logra un empaque consistente y un efecto de apisonado lan)ando arena con alta velocidad al modelo" !a arena de una tolva se alimenta mediante una banda a un impulsor de alta velocidad en el cabe)al" Bna disposición com?n es suspender la lan)adora con contrapesos y moverla para dirigir la corriente de arena con ventaja dentro de un molde" !a dure)a del molde se puede controlar mediante el operador cambiando la velocidad del impulsor y moviendo la cabe)a impulsora" 1u principal utilidad es para apisonar grandes moldes y su ?nica función es empacar la arena en los moldes" $eneralmente trabaja con el equipo de retiro del modelo" !os procesos de moldes en fundición comercialmente ordinaria pueden ser clasificados como>
Moldeo e 1a"o Este tipo de moldeo es para trabajos pequeños& y se %ace en un banco de una altura conveniente para el moldeador" En estos tipos de moldeo se producen grandes cantidades& tambi*n se utili)an placas correlativas que son modelos especiales metálicos de una sola pie)a al igual que las cajas de tableros de soporte que permiten sacar con facilidad el modelo del molde de arena& el cual se
puede volver a utili)ar"
Moldeo e #%so :uando las pie)as de fundición aumentan de tamaño& resulta dif#cil su manejo& por consiguiente& el trabajo es %ec%o en el piso" Este tipo de moldeo se usa prácticamente todas las pie)as medianas y de gran tamaño" 1uelen ser muy costosos& tienen el mismo procedimiento que el moldeo en banco salvo las caracter#sticas ya mencionadas"
Moldeo e &osa !as pie)as de fundición e'tremadamente grandes son moldeadas en una fosa en ve) de moldear en cajas" !a fosa act?a como la base de la caja& y se usa una capa separadora encima de *l" !os lados de la fosa son una l#nea de ladrillos y en el fondo %ay una capa gruesa de carbón con tubos de ventilación conectados a nivel del piso" Entonces los moldes de fosa pueden resistir las presiones que se desarrollan por el calor de los gases& esta práctica a%orra muc%o en moldes costosos"
Molde e *(-'%a !as maquinas %an sido construidas para %acer un n?mero de operaciones que el moldeador %ace ordinariamente a mano& tales como apisonar la arena& voltear el molde completo& formar la alimentación y sacar el modelo= todas estas operaciones pueden %acerse con la maquina muc%o mejor y más eficiente que a mano"
FUNDICION CON MOLDES METALICOS :uando se quiere fabricar una gran cantidad de pie)as de tamaño pequeño o mediano se debe utili)ar modelos metal" Para %acer los modelos metálicos se utili)an un primer modelo de madera& llamándose a esta modelo de doble contracción" ME<2!E1 M21 B12DO1 E( !2 :O(E::IO( a"9 ierro fundido> su costo es relativamente bajo& y es el más utili)ado dentro de los metales& se& maquina con facilidad& es resistente a la abrasidad de la arena& pero tiene como desventajas su peso e'cesivo de alrededor de 0"5 a 0"- Kgf LdmC" b"9 !atón> se utili)a cuando se quiere obtener gran precisión en el dimensionamiento& se fabrican por soldadura los moldes metálicos& se utili)an generalmente para pequeñas pie)as y para el moldeo en racimo "c"9 2luminio y sus aleaciones> se utili)an para fabricar pie)as de pequeño y mediano tamaño& como desventaja su peso espec#fico es bajo alrededor de @ a @"-7 Kgf LdmC& tiene buena resistencia a la acción abrasiva de la arena" !a fundición en moldes permanentes %ec%os de metal es utili)ada para la producción masiva de pie)as de pequeño o regular tamaño& de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión" 1us ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos& cuando se producen grandes cantidades" E'isten varios tipos de moldes metálicos utili)ados para la fabricación de pie)as por lo regular de metales no ferrosos& a continuación se mencionan algunos de las más utili)ados" :2M2;2 :2!IE(
mecani)ar" :2M2;2 ;I2 El proceso con cámara fr#a se lleva metal fundido por medio de un cuc%arón %asta un cilindro por el cual corre un pistón que empuja al metal a la matri) de fundición& las pie)as obtenidas son de unos cuantos gramos a 5. g y sólo es recomendable en trabajos de poca producción" 5" undición en cámara fr#a undición con molde permanente por gravedad Este tipo de fundición es utili)ado para pie)as en las que la calidad de terminado y dimensional no está sujeto a restricciones de calidad& debido a que la ?nica fuente de energ#a que obliga al metal a llenar la cavidad del molde es la fuer)a de la gravedad& un ejemplo de la utili)ación de este m*todo el la fabricación de lingotes de metal" @"9!a fusión de moldes de baja presión Es un sistema de fusión que consiste en la colocación de un tallo sobre un crisol sellado& al inyectar presión al centro del crisol la ?nica salida del metal fundido será el tallo por lo que se genera el flujo del metal por el tallo %asta que se llena la matri) y se forma la pie)a" :on este procedimiento se pueden fabricar pie)as %asta de C. g y es rentable para grandes cantidades de pie)as sin grandes requerimientos de calidad" C" undición %ueca Es un sistema de producción de pie)as metálicas %uecas sin cora)ones fijos" :onsiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empie)a a solidificar el metal" El metal que no se %a solidificado sale del molde para ser utili)ado en otra pie)a y el metal solidificado forma las paredes de la pie)a" -" undición prensada o de :ort%ias Es un proceso para producir pie)as %uecas pero de mayor calidad que la fundición %ueca" 1e vac#a una cantidad espec#fica de metal fundido en el interior de un molde con un e'tremo abierto por el que se introduce un cora)ón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde& una ve) que empie)a a solidificarse el metal del molde& se e'trae el cora)ón"
FUNDICION CENTRIFUGA El proceso de fundición centrifugada o centr#fuga& consiste en depositar una capa de fundición l#quida en un molde de revolución girando a gran velocidad y solidificar rápidamente el metal mediante un enfriamiento continuo del molde o coquilla" !as aplicaciones de este tipo de fundición son mu y variadas& yendo desde la fabricación de telescopios o partes de joyer#a %asta las tuber#as& este
procedimiento frecuentemente utili)ado para la fabricación de tubos sin costura& camisas y demás objetos sim*tricos"
El metal se vierte caliente y fluido en una espiral que se transforma inmediatamente en una capa regular y continua del metal l#quido& mantenida en forma cil#ndrica por las fuer)as de inercia centrifugas creadas por la rotación de la coquilla" Esta fuer)a centr#fuga que se desarrolla lan)a el metal l#quido contra las paredes del molde y aumenta su presión& facilitando el llenado de los %uecos y la solidificación en este estado" 1imultáneamente se refrigera la coquilla por su e'terior para absorber el calor y bajar la temperatura de la fundición %asta la temperatura de solidificación" En el curso de su enfriamiento& el metal l#quido sufre una contracción t*rmica progresiva" El enfriamiento que sigue tiene como efecto una contracción t*rmica suplementaria del elemento sólido& que se despega de la coquilla y puede entonces e'traerse" • •
!a temperatura de colada !a composición del material a utili)ar
!as instalaciones suelen ser muy costosas y sólo se amorti)an fabricando grandes series" Este m*todo de conformación por moldeo tiene su g*nesis en el desarrollo de las tuber#as para saneamiento" !a colada centrifuga es adecuada para la fabricación de cuerpos de revolución %uecos& por ejemplo tubos& cilindros& y tambi*n casquillos de cojinete" El proceso es adecuado para la producción de estructuras de gran diámetro 9 tubos de
petróleo& instalaciones de la industria qu#mica y suministro de agua& etc" E'isten distintos moldes o matrices para trabajar en la fundición centr#fuga uno de los mas utili)ados y con mayor rendimiento es el de cauc%o vulcani)ado& mediante estas matrices de secciones circulares y diámetro rabiados dependiendo del tipo de centr#fuga& se pueden obtener muc%a cantidad de pie)as en una sola colada" Para trabajar con este material es esencial el uso de metales de bajo punto de fusión como lo es el )ama& utili)ado para joyer#a y bijouterie" AE(<221 N DE1AE(<221 Aentajas • • • • •
Bniformidad con las propiedades del metal a utili)ar" 1e utili)a menos material que con otros procesos" (o %ay necesidad de montante" 1e logran las dimensiones requeridas en el e'terior de la fundición" 1e producen menos desec%os"
Desventajas •
•
Es necesaria la utili)ación de un equipo e'tra para lograr la rotación del molde" El interior de las pie)as suele contener impure)as"
FUNDICI2N DE PRECISI2N En la fundición de precisión de busca principalmente& buena precisión dimensional& e'celente acabado superficial& apariencia& copiado de fines detalles& eliminar al má'imo los procesos de mecani)ado y minimi)ar al má'imo el desperdicio de metal" !os modelos utili)ados pueden ser> 5" Modelos perdidos& tales como cera& poliestireno espandible& mercurio y parafina me)clado con cera de abejas" @" Modelos reutili)ables> plástico& aluminio& yeso y siliconas" !os cuales se moldean con pasta cerámica de granulometr#a e'tremadamente fina& +57. a @.. Mes%," !a escogencia del material para el modelo= tipo y finura del recubrimiento& dependen fundamentalmente de los detalles que se deseen copiar& de lo
intrincado que sea la forma de la pie)a y de las tolerancias dimensionales permitidas en el diseño" El proceso es aplicable para obtener pie)as cuyo peso oscila entre .".5. Kg" N %asta incluso 7. Kg" o más" AE(<221 DE! P;O:E1O 5" 1e adapta principalmente a la producción de formas e'tremadamente complejas= por lo tanto& ofrece la má'ima libertad en el diseño y configuración de las pie)as" @" Permite reproducir los más finos detalles de las pie)as quedando las superficies lisas& y uniformes" C" Mediantes estos procesos se puede controlar estrictamente las propiedades metal?rgicas de las aleaciones obtenidas& tales como> 5" 1e reduce considerablemente la cantidad de gases disueltos" @" 1e obtienen aleaciones de adecuada pure)a al ser eliminadas las impure)as +Pb& 1i& 1n y Gn, por volatili)ación" C" ;educe la contaminación del metal& debido a que el sistema de vac#o %ace que las presiones parciales del nitrógeno y del o'#geno +elementos com?nes en la atmósfera, sean demasiado bajas& con lo cual se in%ibe la formación de o'ides y (itruros de aluminio& titanio& boro y otros metales reactivos" -" En el proceso de afino& puede utili)arse el bió'ido de carbono +:.@,& eliminando as# la práctica convencional de utili)ar escorias para la refinación del metal& con lo cual se consigue disminuir considerablemente el contenido de inclusiones en las pie)as" B(DI:IO( EA2PO;2
evitar la combustión del poliestireno y as# prevenir la presencia de inclusiones debido a productos de combustión" 2 medida que el metal avan)a en el molde& el poliestireno se va evaporando y los gases son impulsados a salir por el mismo empuje del metal"
!os gases producidos por la evaporación del poliestireno son evacuados a trav*s del material de moldeo y de los respiradores o vientos %ec%os para tal propósito Este proceso presenta las siguientes ventajas frente a los procesos convencionales de fundición y con relación a otros procesos de fundición de presición> 5" 1e obtienen las mejores propiedades a más bajo costo que en cualquier otro proceso de fundición de presición" @" El proceso requiere menos tiempo C" (o %acen falta ángulos de salida en el modelo" -" :onsume menor cantidad de metal" 7" (o se requieren mac%os" " El proceso es apto para producir pie)as de espesores tan pequeñas como ."5. pulgadas o menos" Este proceso es ventajoso sólo para pie)as cuyo peso sea inferior a ."7 Kg aunque t*cnicamente se permite fundir pie)as de mayor peso" !a fundición evaporativa con modelo de poliestireno puede aplicarse con *'ito desde una producción de unas pocas pie)as +5. unidades, %asta incluso 5."... o 57"... pie)as"
FUNDICI2N DE COLADO CONTIN3O El proceso :: se desarrolló en Europa en los años cincuenta para reducir secciones de acero directamente a partir de acero l#quido este proceso 1e basa en> 5" !lenado ininterrumpido de caldo en una lingotera abierta por sus e'tremos superior e inferior& construida en cobre y fuertemente refrigerada" 1e genera una palanquilla o un llantón de acero que por contacto con las paredes de la lingotera da lugar a una superficie solidificada" sta es lo suficientemente resistente como para contener en su interior el metal l#quido reci*n vertido" !a sección recta del %ueco de la lingotera tiene forma y dimensiones casi iguales que las que se desean @" Descenso paulatino y controlado de esta barra as# formada que al solidificar contrae yse separa de la lingotera& saliendo y continuando la solidificación en contacto con elaire" !a solidificación se acelera someti*ndole a c%orros de agua en*rgicos" En forma breve& el proceso consiste en vaciar continuamente el metal fundido en elinterior de un molde& el cual tiene las facilidades para enfriar rápidamente el metal %astael punto de solidificación& y enseguida e'traerlo del molde El proceso de fundición de colado continuo se puede presentar en las siguientes formas> •
Proceso de moldes alternativos9
•
undición e'truida9
•
Moldes estacionarios9
•
undición de colado directo en laminas
undición de colado directo en láminas Bn ejemplo de este proceso es en el que se utili)a un molde de cobre alternativoenfriado por agua& la carrera %acia abajo se sincroni)a con la velocidad de descarga de la planc%a" El metal l#quido es vaciado en el %orno mantenedor& y se descarga en el moldedespu*s de %aber sido medido a tra v*s de un orificio de @@ mm a la válvula de la aguja"El tubo de descarga es de @6 mm de diámetro y libera al metal a un promedio de C"0QKg"Ls"
El metal fundido se distribuye transversalmente en el molde por medio de un pie)a %ori)ontal atravesada que queda sumergida" El nivel de metal se mantiene todo el tiempo constante" !a velocidad de vaciado de metal l#quido se controla mediante una válvula de aguja que sale por la parte superior del %orno mantenedor" 2 medida que elmetal se enfr#a la parte inferior del molde& es descarga a velocidad constante& entrando en los rodillos separadores" Estos van sincroni)ados con el movimiento %acia abajo del molde y están montados justamente arriba de una sierra circular que corta los planc%ones en las longitudes requeridas" !os planc%ones que produce la :olada :ontinua son sometidos a laminación en caliente& con lo cual se reduce el espesor y aumenta su longitud" El proceso inicia calentando el material en un %orno con capacidad de 57. tonL%ora" Bna ve) alcan)ada la temperatura requerida& los planc%ones son reducidos en su espesor& primero en un laminador tr#o& el que mediante pases sucesivos entrega un semi laminado de @7 mm +planc%a gruesa,& para luego pasar al laminador continuo de seis marcos y obtener rollos de apro'imadamente Q&7 toneladas de peso& cuyas dimensiones finales van de 0@7 a 5.7. mm de anc%o por 5"Q a 5@". mm de espesor" Bna parte de los productos obtenidos en este laminador& va directamente al mercado& tanto en forma de rollos o placas& donde encuentra una gran aplicación en la industria& yla otra parte de rollos& contin?a su proceso en el laminador de planos en fr#o" !a fundición de colado continuo en láminas es el proceso que sigue despu*s de %aber reali)ado el proceso de moldes alternativos o planc%ones" Moldes estacionarios9undición e'truida !a máquina de colada de lingotes cuenta con varias l#neas conformadas por tubos decobre de sección cuadrada& con refrigeración interna por agua& con sistema de enfriamiento controlado y un agitador electromagn*tico al final para prevenir segregación en aceros de alto carbono" Bna ve) que se %a formado una piel suficientemente gruesa dentro del molde& la %ebra inicia su recorrido curvo dentro de la máquina& sometida a la acción de rociadores de agua controlados en función de la velocidad de la máquina" 2l t*rmino de esta )ona la %ebra es endere)ada mediante rodillos y cortada a la dimensión especificada por sopletes de o'#geno9propano para terminar estampada con un n?mero identificador" !a palanquilla terminada de 57. ' 57. mm" De sección y &0. metros de largo& es trasladada mediante mesas de empuje& mesas de rodillos y una mesa galopante %asta la )ona de despac%o desde donde es cargada mediante una gr?a dotada de electroimanes a carros de ferrocarril o camiones seg?n su destino final" !as palanquillas se procesan en este laminador en el cual despu*s de ser recalentadas enun %orno se laminan en pases sucesivos y se transforman en barras redondas lisas o con resaltes para %ormigón& todos ellos& productos
terminados ampliamente utili)ados como materiales de construcción y en la manufactura de alambres& clavos& tornillos& bolas para molinos& pernos& etc"
CONCLUSION 1e abordaron las etapas principales del proceso de fundición" 1e dieron criterios sobre la elaboración de la tecnolog#a de fundición y la plantilla y 1e detalla en la preparación de las me)clas para moldes y mac%os& tantos en lo referido a sus composiciones& como en lo relacionado a su preparación= as# como en el proceso
de moldeo propiamente dic%o" Describe el proceso de desmolde& limpie)a y acabado de las pie)as $ Podemos decir que el proceso de fundición guarda en si m*todos y tecnolog#as que %a ido mejorando a lo largo del tiempo y que %oy en d#a muc%os de ellos persisten para la obtención de m*telas y aleaciones más resistentes a las utilidades y e'igencias necesarias"
