PROCESOS S.A.V. FUNDICIÓN CENTRIFUGA
Integrantes: Rodrigo Orias L. Esteban Paredes D. Javier Perez R. Profesor: Angel Lopez Carrera: IEMPMI
Concepción 15 de Mayo 2012
Introducción Al principio del siglo XIX nació la idea de emplear la fuerza centrifuga para fundir los objetos de metal; perteneció a Antonio Eckhardt (patente en el año 1809), pero la insuficiencia técnica de la maquinas frenaba su aplicación práctica, por la imposibilidad de conseguir un número necesario de revoluciones que dieran una fuerza centrifuga adecuada. En el año 1848 fue otorgada la primera patente en los Estados Unidos a T.G. Lovegrove, de Baltimore. Poco después de progresar la técnica Fernando Arens, en colaboración con Sensaud De Lavaud, en Brasil, lograron por fin, en 1914, aplicar la fuerza centrifuga en la fundición de metales a escala industrial. En la actualidad este tipo de fundición está muy desarrollada y extendida, pudiéndose encontrar una gran variedad de productos realizados con este método.
Conceptos relacionados La fundición centrifuga se refiere a varios métodos de fundición caracterizados por utilizar un molde que gira a alta velocidad para que la fuerza centrifuga distribuya el metal fundido en las regiones exteriores de la cavidad del dado. Existen 3 tipos fundición centrifuga:
Fundición centrifuga real Fundición semi-centrifuga Fundición centrifugada
Los materiales típicamente utilizados son el acero, aleaciones de niquel, cobre, aluminio, vidrio, hierro, acero inoxidable. Una propiedad característica del proceso es la obtención de la geometría final de la pieza de manera inmediata, pasando a procesos de mecanizado en caso de requerir un mejor acabado superficial.
Características La fundición centrifuga se caracteriza por:
Eje de rotación horizontal, pero puede ser vertical. Moldes recubiertos con material refractario Superficie del molde se puede modificar Obtención de piezas de buena calidad, precisión dimensional y buen detalle superficial. La pieza está relativamente libre de defectos La impurezas se concentran en el eje de la pieza, las cuales pueden ser eliminadas con el mecanizado Menos perdida de material, comparado con la fundición en arena convencional. Mejores propiedades mecánicas del producto. Alta tasa de producción Aplicable para la producción de tubos bimetálicos.
En la fundición centrifuga o centrifugado los moldes son más complejos y se diseñan con cavidades multiples, siendo cada una de ellas una pieza, las cuales están unidas a un vertedero localizado en el centro del molde con canales conectores radiales extendiéndose hacia cada una de las cavidades del molde. Cabe destacar que en la fundición centrifuga vertical el efecto de la gravedad que actúa en el metal líquido causa que la pared de la fundición sea más gruesa en la base que en la parte superior. El perfil interior de la fundición tomará una forma parabólica.
Aplicaciones Alguna de las aplicaciones más características de las fundiciones centrifugas son: Ruedas de trenes Joyerías Tuberías de alta presión sin costura Conformación de materiales de vidrio en objetos en forma de esfera Objetos de forma cilíndrica Accesorios de máquinas Recipientes a presión Calderas Forros de cilindro
Los procesos de fundición centrifuga dependen del tipo de fundición industrial donde se necesitan los resultados.
Ventajas y desventajas Las ventajas del proceso de fundición centrifuga son:
Uniformidad en las propiedades del metal Se logran dimensiones requeridas en el exterior de la fundición Menor uso de material Menores tasas de desecho No hay necesidad de montaje Buena resistencia a la corrosión Buena ductilidad Alta resistencia Perdida de magnetización por histéresis La fundición no aceptada, se vuelve a fundir (reutilización) El uso cantidades de metal es menor para dar forma y espesor del mismo, que el utilizado con el proceso convencional de Moldeo en arena. Mejores propiedades mecánicas. Puede emplearse para la fabricación de bujes bimetálicos. Tiempo de preparación es relativamente corto en comparación con muchos otros procesos. La relativa simplicidad del proceso lo hace ideal para la mecanización. Produce menos residuos que otras técnicas.
El proceso de fundición centrifuga posee desventajas relacionadas con:
Se necesita de equipo extra para lograr la rotación del molde La parte interna de las piezas contiene impurezas
Como podemos apreciar el proceso posee muy pocas desventajas siendo beneficioso para la obtención de piezas cilíndricas de forma rápida y con buena precisión en las medidas, como se menciona una de las desventajas es poseer el equipo necesario para la rotación, lo que elevaría su coste de implementación en la industria. El segundo factor de desventaja es la acumulación de impurezas en la parte interna de las piezas lo que generaría la presencia de posibles defectos estructurales que podrían afectar las propiedades y comportamiento del material.
Procedimientos La fundición centrifuga consiste en el proceso de hacer girar el molde mientras se solidifica el metal, utilizando asi al fuerza centrifuga para acomodar el metal en el molde. Se obtienen mayores detalles sobre la superficie de la pieza y la estructura densa del metal adquiere propiedades superiores. Las piezas de forma simetrica se prestan particularmente para este método, aun cuando se puedan producir muchos otros tipos de piezas fundidas. Por fundición centrifuga se obtienen piezas mas económicas que por otros métodos. Los corazones en formas cilíndricas y rebosaderos se eliminan. Las piezas tienen un estructura de metal densa y las impurezas van de la parte posterior al centro del a pieza. Por razón de la presión extrema del metal sobre el molde, se pueden lograr piezas de secciones delgadas como la fundición estática. Aunque en la fundición centrifuga hay limitaciones en el tamaño y forma de piezas fundidas, se pueden hacer desde anillos de pistón de pocos gramos de peso hasta rodillos para papel que pesen sobre 40 toneladas.
Fundición centrifuga real Este procedimiento es utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos. Los moldes son llenados de material fundido de manera uniforme, para lugar girar el mismo sobre su eje de rotación. La forma exterior de la fundición puede ser redonda, octogonal, hexagonal o cualquier otra. Sin embargo, la forma interior la fundición es perfectamente redonda (teóricamente), debido a la simetría radial de las fuerzas en juego. Características del Proceso
Se caracterizan por su alta densidad, especialmente en las regiones externas de la pieza, donde fuerza (F) es más grande. La alta velocidad genera fuerzas centrífugas que impulsan al metal a tomar la forma de la cavidad del molde. La forma exterior de la fundición puede ser redonda, octagonal, hexagonal o cualquier otra. La forma interior de la fundición es perfectamente redonda debido a la simetría radial de las fuerzas en juego. La orientación del eje de rotación del molde puede ser horizontal o vertical, pero esta última es la más común. Para que el proceso trabaje
satisfactoriamente se calcula la velocidad de rotación del molde en la fundición centrifuga horizontal. La fuerza centrífuga está definida por la ecuación:
Donde: F = fuerza (N) m = masa (Kg) v = velocidad (m/s) R = radio interior del molde (m) W = mg es su peso (N) g = aceleración de la gravedad (m/s2) El factor-G GF es la relación de fuerza centrífuga dividida por el peso.
Si el factor-G es demasiado bajo en la fundición centrífuga, el metal líquido no quedará pegado a la pared del molde.
Fundición Semicentrífuga
Se usa la fuerza centrífuga para producir fundiciones sólidas en lugar de partes tubulares.
La velocidad de rotación se ajusta generalmente para un factor-G alrededor
de 15. Los moldes se diseñan con mazarotas que alimenten metal fundido desde el centro.
La densidad del metal en la fundición final es más grande en la sección externa que en el centro de rotación. El centro tiene poco material o es de poca densidad.
Fundición Centrifugada
Por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de cavidades, colocadas simétricamente en la periferia de manera que la fuerza centrífuga distribuya la colada del metal entre estas cavidades. Se usa para partes pequeñas. La simetría radial no es un requerimiento como en los otros dos métodos de fundición centrífuga.
Bibliografía Linkografia http://www.broposa.com/fundicion-centrifuga-bronce.htm http://www.mitecnologico.com/im/Main/MoldesEspeciales http://www.fipsa.com.mx/538/concepto-de-fundicion-centrifuga-losprocesos-y-aplicaciones/ http://www.comosehace.cl/procesos/JavierRebolledo/fundicion_centrifuga.ht m http://www.metalwebnews.com/howto/casting/casting.pdf http://www.nebrija.es/~mecanica/pind1/PROCESODEFUNDICION(permane ntes).pdf http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-222.pdf
