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INTRODUCCIÓN Las primeras datan de 4000 - 3000 aC

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PROCESOS INDUSTRIALES I: MOLDEO

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INTRODUCCIÓN Importantes tendencias en la industria de la fundición • constante mecanización y automatización ⇒ cambios equipos • maquinaria y sistemas de control automáticos sustituyen a métodos tradicionales • creciente demanda de piezas fundidas de alta calidad.

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INTRODUCCIÓN Tipos de moldes: 1. Moldes desechables: arena, yeso, cerámica, mezclados con aglutinantes o agentes de unión. El molde es roto una vez solidificada 2. Moldes permanentes: metales, conservan sus props a ↑T. La fundición se enfría a mayor velocidad, afecta al tamaño de grano 3. Moldes compuestos: dos o mas materiales distintos, arena, grafito y metal. Se emplean para mejorar la resistencia del molde, velocidad de enfriamiento y la economía general del proceso

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PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES Fundición: Moldes no permanentes • en arena • en cáscara o en concha • de modelo consumible • en molde en yeso • en molde cerámico • por revestimiento • al vacío

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Molde permanente • en cáscara o hueco • a presión • por inyección en matriz • centrífuga Solidificación rápida Inspección de las fundiciones


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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA Consiste: a) colocar un modelo en arena para crear una impresión b) incorporar un sistema de alimentación c) llenar la cavidad con el Me fundido d) dejar al metal que solidifique e) romper el molde f) retirar la fundición

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA

El molde deberá tener buena colapsabilidad (que permita que la pieza fundida se contraiga al enfriarse) Prof: Nuria Candela


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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA ARENAS: • arena de sílice SiO 2 • económica y resistente a ↑ T • arena de granos finos y redondos, mejor prensado y acabado pero peor permeabilidad para la salida de gases y vapores • se utilizan aditivos para unir las partículas de arena: • arcilla (bentonita) • arenas de zirconio (ZrSiO4 ) • olivino (Mg 2SiO4) • silicato de hierro (Fe 2SiO4) (baja dilatación térmica) • cromita (FeCr2O 4) (alta transferencia térmica)

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA Componentes del molde en arena: 1. Caja de moldeo: los moldes están formados por molde superior e inferior 2. Copa de vaciado: se vacía el metal líquido 3. Bebedero: el metal fluye a través de él 4. Sistema de alimentadores: llevan el metal colado desde la mazarota a la cavidad del molde 5. Mazarota: suministra el Me adicional conforme ésta se contrae durante la solidificación. Mazarota ciega o abierta 6. Corazones: insertos hechos de arena, forman hoquedades. Forman letras en la superficie de la pieza fundida 7. Respiraderos: extraen los gases cuando el Me fundido entra en contacto con la arena Prof: Nuria Candela


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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA MODELO : madera, plástico o metal. Función de la precisión dimensional, cantidad de coladas y proceso de moldeo.

prever la contracción del metal • facilidad de extracción del molde (ángulos de salida) • adecuado flujo de metal •

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA Práctica de fundición: • formación del molde, dos mitades, se cierran y sujetan • alimentación correcta sin turbulencias, evacuación de gases • gradientes de T adecuados (evitar porosidad y contracciones) • diseño de mazarota apropiado para suministrar el Me fundido

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN ARENA Se eliminan las capas de arena y óxido por medio de chorro de granalla o por vibrado. La mazarota y los sistemas de alimentación se cortan.

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MOLDES DESECHABLES: MOLDEO EN CÁSCARA O EN CONCHA Apareció hacia 1940. Bajas tolerancias dimensionales y buen acabado • caja con arena fina mezclada con 2.5-4 % de aglutinante (resina termoestable) • la caja se voltea o se sopla la mezcla. La arena recubre el molde • se introduce en el horno, se cura • se extrae el cascarón • espesor se regula con el tiempo • la arena es mas permeable que la de moldeo en arena • la eliminación del aglutinante, produce volumen de gas

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MOLDES DESECHABLES: MOLDEO EN CÁSCARA O EN CONCHA paredes lisas, sin resistencia al fluido • fundiciones con esquinas mas agudas y secciones más delgadas • muy económico y de elevada calidad •

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN MODELO CONSUMIBLE se utiliza un modelo de poliestireno expandido • mas importante para Me ferrosos y no ferrosos (automotriz) Proceso: • se colocan perlas de poliestireno en una cavidad • se calienta, se expande y toma la forma de la cavidad • el modelo se recubre con barro refractario y se compacta • sin retirar el patrón se vacía el Me fundido • se vaporiza el modelo • los productos de la degradación se ventilan a la arena •

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN MODELO CONSUMIBLE la velocidad de flujo depende de la rapidez de degradación del polímero 0.1m/s - 1m/s • se puede variar introduciendo cavidades o secciones huecas en el molde • el Me fundido se enfría más aprisa que en una cavidad • disminuye la fluidez, en comparación al molde en arena •

Aplicaciones: cabezas de cilindros, cigüeñales, componentes de frenos, motores de aluminio,

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN MODELO CONSUMIBLE

Ventajas: • proceso simple, no existen líneas de partición, flexibilidad de diseño • bajo costo, solo cajas de moldeo • poliestireno es barato, se puede procesar con formas complejas • requiere un mínimo de operaciones de acabado • puede ser automatizado y es económico

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN MOLDE DE YESO : SLIP CASTING Molde de yeso (sulfato de calcio) con talco o harina de sílice • mejorar la resistencia y controlar el tiempo para el curado del yeso • curado el yeso, se retira el patrón y se seca para eliminar el agua • las mitades del molde se ensamblan y forman la cavidad • el Me es vaciado en el molde • baja permeabilidad del molde, los gases no escapan • Me es vaciado a vacío o a presión • piezas con gran acabado superficial • las fundiciones se enfrían lentamente, grano más uniforme, menos deformación •

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN MOLDE DE YESO : SLIP CASTING

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN EN MOLDE CERÁMICO Parecido al moldeo con yeso, salvo que utiliza material refractario • barro • zirconio (ZrSiO 4) • óxido de aluminio + sílice fundido • mezcla, vierte en el molde

Molde de madera o metal Buena precisión y acabado dimensional Variedad de tamaños y formas complejas Proceso costoso Piezas de hasta 700 Kg Prof: Nuria Candela


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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN POR REVESTIMIENTO: A LA CERA PERDIDA

Utilización 4000-3000 aC Molde de cera o plástico (poliestireno)

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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN POR REVESTIMIENTO: A LA CERA PERDIDA Se fabrica el molde inyectando cera • Se sumerge en un barro de material refractario (sílice fina) • se deja secar y se vuelve a sumergir para incrementar el espesor • se unen un conjunto de patrones, forma el árbol • se calienta entre 90 y 175 ºC y se invierte el molde para eliminar la cera •

Proceso costoso, pero buen acabado superficial y tolerancias dimensionales, no requiere operaciones de acabado Piezas desde 1 g a 35 kg, ferrosos y no ferrosos y sus aleaciones Componentes de oficina, joyería, odontología, Prof: Nuria Candela


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MOLDES DESECHABLES: FUNDICIÓN AL VACÍO Se moldea arena fina y uretanos sobre dados de metal y se cura con vapores de amina. • Se sumerge en un Me fundido • se succiona el Me a las cavidades del molde •

Piezas complejas de paredes delgadas ( 0.5 mm) con props uniformes Me reactivos: Al, Ti, Zr y Hf

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