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PREGUNTAS DE REPASO 10.1
¿Por qué la fundición es un proceso importante de manufactura?
10.3
¿Qué son las dendritas?
10.5
¿Qué es el sobrecalentamiento?
10.7
¿Cuál es la función de los enfriadores?
10.9
¿Cómo se define la fluidez? ¿Por qué es importante?
. ¿Por qué es importante retirar la nata o escoria durante el vaciado del metal líquido dentro del molde? ¿Qué métodos se utilizan para retirarlos?
10.11
10.13
¿Por qué es importante la ecuación de Bernoulli en la fundición?
PROBLEMAS CUALITATIVOS 10.15
Describa las etapas comprendidas en la contracción de los metales durante la fundición.
Sabemos que vaciar metal a alta velocidad dentro de un molde tiene ciertas d esventajas. ¿Existe alguna desventaja en vaciarlo muy lentamente?
10.17
¿Le preocuparía el hecho de que partes de los enfriadores internos se dejan dentro de la fundición? ¿Qué materiales cree que deberían utilizarse para fabricar los enfriadores y por qué? 10.19
10.21
Explique por qué desearía someter una fundición a diferentes tratamientos térmicos.
Se va a fundir un volante manual de rayos en hierro gris. Para evitar el desgarramiento en caliente de los rayos, ¿los aislaría, o los enfriaría? Explique su respuesta. 10.23
Explique por qué la constante C en la ecuación 10.7 depende del material del molde, de las propiedades del metal y de la temperatura. 10.25
Explique por qué la fundición de hierro gris sufre una d ilatación en lugar de una contracción durante la solidificación, como se muestra en la tabla 10.1. 10.27
10.29
Observe la forma de las dos mazarotas de la figura 10.8 y discuta sus observaciones en relación con la ecuación 10.7.
¿Cuál es la influencia del área de sección transversal del canal espiral de la figura 10.9 sobre los resultados de la prueba de fluidez? ¿Cuál es el efecto de la altura del bebedero? Si esta prueba se realiza con el dispositivo de prueba calentado a temperaturas elevadas, ¿serían más útiles los resultados de la prueba? Explique su respuesta. 10.31
¿Qué esperaría que ocurriera (al fundir aleaciones metálicas) si el molde se agitara agresivamente después de que el metal fundido estuvo dentro del molde el tiempo suficiente para formar una capa superficial? 10.33
10.35
¿Cómo puede saber si las cavidades en una fundición se deben a contracción o a burbujas de aire atrapadas?
¿Cuáles son los beneficios y perjuicios de tener una temperatura de vaciado que sea mucho mayor que la temperatura de fusión de un metal? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de tener una temperatura de vaciado que permanezca cercana a la temperatura de fusión? 10.37
PROBLEMAS CUANTITATIVOS Una fundición redonda tiene 0.2 m (7.9 pulgadas) de diámetro y 0.5 m (19.7 pulgadas) d e longitud. Otra fundición del mismo metal tiene sección transversal elíptica con una relación de ejes mayor a menor de 2 y tiene la misma longitud y área de sección transversal que la fundición redonda. Ambas piezas se funden en las mismas condiciones. ¿Cuál es la diferencia entre los tiempos de solidificación de las dos fundiciones? 10.39
10.41 Suponga que la parte superior de un bebedero redondo tiene un diámetro de 3 pulgadas (75 mm) y una altura de 8 pulgadas (200 mm) desde el canal de alimentación. Con base en la ecuación 10.5, grafique el perfil del diámetro del bebedero, en función de su altura. Suponga que el fondo del bebedero tiene un diámetro de 0.25 pulgadas (6 mm).
Un cilindro con un diámetro de 1 pulgada y una altura de 3 pulgadas se solidifica en tres minutos en una operación de fundición en arena. ¿Cuál es el tiempo de solidificación si se duplica la altura del cilindro? ¿Cuál es el tiempo si se duplica el diámetro? 10.43
Un molde rectangular con dimensiones de 100 mm x 200 mm x 400 mm se llena con aluminio sin sobrecalentamiento. Determine las dimensiones finales de la parte al enfriarse a la temperatura ambiente. Repita el análisis para el hierro fundido gris. 10.45
Suponga que es un instructor que domina los temas descritos en este capítulo y que está entregando un cuestionario sobre los aspectos numéricos para examinar el grado de co mprensión de los estudiantes. Prepare dos problemas cuantitativos y proporcione las respuestas. 10.47
PREGUNTAS DE REPASO 11.1
Describa las diferencias entre los moldes desechables y los permanentes.
11.3
¿Cuáles son los tipos más importantes de moldes de arena? ¿Cuáles son sus características?
11.5
¿Cuál es la función de un corazón o macho?
11.7
¿Cuáles son los moldes compósitos? ¿Por qué se utilizan?
¿Por qué el proceso de fundición por revestimiento es capaz de producir detalles finos en la superficie de las fundiciones? 11.9
11.11
¿Cuáles son las ventajas de la fundición a presión en matriz?
11.13
¿Cuál es el propósito de una mazarota?, ¿y de un respiradero?
11.15
¿Qué es la fundición por dado impresor? ¿Cuáles son sus ventajas?
PROBLEMAS CUALITATIVOS 11.17
Si sólo necesita unas pocas unidades de una fundición particular, ¿qué proceso(s) utilizaría? ¿Por qué?
11.19
¿Por qué la fundición a presión en matriz produce las partes fundidas más pequeñas?
¿Recomendaría el precalentamiento de los moldes u tilizados en la fundición en molde permanente? ¿Retiraría la fundición en cuanto se solidificará? Explique sus razones. 11.21
Explique por qué la fundición por dado impresor produce partes con mejores propiedades mecánicas, precisión dimensional y acabado superficial que los procesos con molde desechable. 11.23
11.25
Describa qué medidas tomaría para reducir el movimiento de los corazones o machos en la fundición en arena.
¿Cómo se fabrican partes huecas con cavidades diferentes mediante fundición a presión por matriz? ¿Se utilizan corazones o machos? De ser así, ¿cómo? Explique su respuesta. 11.27
11.29
¿Cómo se colocan las mazarotas y los bebederos en los moldes de arena? Explique con los dibujos apropiados.
¿Por qué la máquina de fundición a presión en matriz mostrada en la figura 11.17 tiene un mecanismo tan grande para cerrar las matrices? Explique su respuesta. 11.31
¿Cuáles son los beneficios y perjuicios de calentar el molde en la fundición por revestimiento antes de vaciar el metal fundido? 11.33
11.35
¿Puede un soporte para corazones o machos ser también un enfriador? Explique su respuesta.
PROBLEMAS CUANTITATIVOS Estime la fuerza de cierre para una máquina de fundición a presión en matriz en la que la fundición es rectangular con dimensiones proyectadas de 125 mm x 175 mm (5 pulgadas x 7 pulgadas). ¿Su respuesta dependería de si se trata de un proceso de cámara caliente o de cámara fría? Explique su respuesta. 11.37
11.38 La pieza en bruto para el carrete mostrado en la figura P11.38 se fundirá en arena a partir de una aleación de aluminio para fundición A-319. Dibuje un esquema del modelo de madera para esta parte e incluya todas las tolerancias necesarias para la contracción y el maquinado.
Repita el problema 11.38, pero suponga que el carrete de aluminio se fundirá utilizando fundición de modelo desechable. Explique las diferencias importantes entre los dos modelos. 11.39
Si se necesita una aceleración de 100 g para producir un a parte en una fundición realmente centrífuga y la parte tiene un diámetro interior de 10 pulgadas, un diámetro exterior de 14 pulgadas y una longitud de 2 5 pies, ¿qué velocidad rotacional requiere? 11.41
Suponga que es un instructor que cubre los temas descritos en este capítulo y que está dando un cuestionario so bre los aspectos numéricos para poner a prueba el conocimiento de los estudiantes. Prepare dos problemas cuantitativos y proporcione las respuestas. 11.43
PREGUNTAS DE REPASO 12.1
Describa las consideraciones generales de diseño en la fundición de metales.
12.3
¿Qué es la tolerancia por contracción? ¿Qué es la tolerancia de maquinado?
12.5
¿Cuáles son las fundiciones de metal ligero? ¿Dónde se utilizan generalmente?
12.7
¿Por qué los aceros son más difíciles de fundir que los hierros fundidos? ¿Cuál es la consecuencia de esto?
12.9
¿Cuál es la diferencia entre un canal de alimentación y una compuerta?
12.11
Liste las reglas para localizar líneas de partición en fundición.
PROBLEMAS CUALITATIVOS 12.13
Explique cómo haría para evitar el desgarramiento por calor.
Si sólo necesita unas cuantas fundiciones del mismo diseño, ¿cuál de los tres procesos sería el más costoso por fundición de pieza? 12.15
12.17
Agregue más ejemplos a los mostrados en la figura 12.2.
Describa la naturaleza de los cambios de diseño realizados en la figura 12.3. ¿Qué principios generales observa en esta ilustración? 12.19
¿Cree que habrá menos defectos en una fundición realizada mediante vaciado por gravedad que en una efectuada por vaciado a presión? Explique su respuesta. 12.21
¿Qué tipo de hierro fundido sería apropiado para bastidor de máquinas pesadas, como imprentas y máquinas herramientas? ¿Por qué? 12.23
12.25
Explique por qué varía tanto el módulo elástico ( E ) del hierro fundido gris, como se muestra en la tabla 12.4.
12.27
Describa las desventajas de tener una mazarota (a) muy grande o (b) muy pequeña.
Si fuera a incorporar letras o números en una parte fundida en arena, ¿las resaltaría sobre la superficie o las inscribiría dentro de ella? ¿Qué pasa si la parte se produjera mediante fundición por revestimiento? Explique su respuesta. 12.29
Comúnmente, las regiones pesadas de las partes se colocan en el molde inferior de la fundición en arena y no en el molde superior. Explique las razones. 12.31
PROBLEMAS CUANTITATIVOS Utilizando los datos proporcionados en la tabla 12.2, grafique diagramas aproximados de (a) capacidad de fundición contra soldabilidad, y (b) capacidad de fundición contra maquinabilidad para al menos cinco de los materiales incluidos en la tabla. 12.33