Bibliografa:

http://jhovannasorianomoldesfundicion.weebly.com/fundicioacuten-con-molde-desechablepermanente-y-semipermanente.html

http://html.rincondelvago.com/fundicion_2.html

Fundicin:

Proceso de produccin de piezas metlicas a travs del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. El principio de fundicin es simple: se funde el metal, se vaca en un molde y se deja enfriar, existen todava muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operacin exitosa de fundicin. La fundicin es un antiguo arte que todava se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros mtodos como el fundido a presin (mtodo para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el metal fundido se inyecta a presin en un molde o troquel de acero), la forja, la extrusin, el laminado.

Procesos de Fundicin:

Los procesos de fundicin comienzan con la fusin del metal para verterlo en los moldes. Para fundir el metal se utilizan hornos de manga, elctricos, de arco, de induccin, de solera (de reverberacin) y de crisol.

El horno de manga (patentado en 1749) es el tipo de horno ms antiguo usado en la industria de la fundicin y todava se usa para producir hierro fundido. Es un horno de cuba cilndrica fija, en el cual se cargan por la parte superior capas alternadas de chatarra y ferroaleaciones, junto con coque y piedra caliza o dolomita. El metal es fundido mediante contacto directo con un flujo a contracorriente de gases calientes provenientes de la combustin del coque. El metal fundido se acumula en el pozo donde es descargado mediante recolecciones intermitentes o mediante un flujo continuo. Los hornos de manga convencionales estn revestidos con material refractario para proteger a la cscara de la abrasin, el calor y la oxidacin. El espesor del revestimiento va de 4.5 a 12 pulgadas. El revestimiento usado ms comnmente es arcilla, ladrillos o bloques refractarios. A medida que el calor aumenta, el revestimiento refractario en la zona de fusin se fluidifica por la alta temperatura y la atmsfera oxidante y se convierte en parte de la escoria del horno.

El horno de manga generalmente est equipado con un sistema de control de emisiones. Los dos tipos ms comunes de recoleccin de emisiones son los lavadores hmedos de gas de alta energa y la cmara de bolsas seca. Como combustible se utiliza coque de alta calidad para fundicin. La cantidad de coque en la carga generalmente est dentro del rango de 8 a 16% de la carga de metal. La combustin del coque se intensifica suministrando aire enriquecido con oxgeno a travs de toberas.

Los hornos elctricos son usados principalmente por grandes fundiciones y plantas siderrgicas. Se suministra calor mediante un arco elctrico formado en base a tres electrodos de carbn o grafito. El horno es revestido con refractarios que se deterioran durante el proceso de fusin, lo que genera escoria. Se forman capas de escoria protectora en el horno mediante la adicin intencional de slice y cal. Puede aadirse fundentes como fluoruro de calcio para hacer que la escoria sea ms fluido y ms fcil de retirar. La escoria protege al metal derretido del aire y extrae ciertas impurezas. La escoria retirada puede ser peligrosa, dependiendo de las aleaciones que se han fundido.

Se aaden a la carga del horno residuos de metal, devoluciones de los talleres (como tubos verticales, puertas y escoria de fundicin), escoria rica en carbono y cal o piedra caliza. El equipo de recoleccin de polvo y humos controla las emisiones al aire del horno de arco elctrico.

Los hornos de induccin se han convertido gradualmente en los hornos ms usados para la fundicin de hierro y, crecientemente, para aleaciones no ferrosas. Estos hornos tienen un excelente control metalrgico y estn relativamente libres de contaminacin. Los hornos de induccin estn disponibles en capacidades que van desde unas cuantas libras hasta 75 toneladas. Los hornos de induccin sin ncleo tienen una capacidad tpica de 5 toneladas a 10 toneladas. En un horno sin ncleo, el crisol est completamente rodeado por una bobina de cobre refrigerada con agua. En los hornos de canal, la bobina rodea a un inductor. Algunas unidades de canal grandes tienen capacidades por encima de las 200 toneladas. Los hornos de induccin de canal se usan comnmente como hornos de conservacin.

Los hornos de induccin son hornos elctricos de corriente alterna. El conductor principal es una bobina, que genera una corriente secundaria mediante induccin electromagntica. La slice, que est clasificada como un cido, la almina, clasificada como neutra y la magnesia, clasificada como material bsico, se usan generalmente como refractarios. La slice se usa frecuentemente en la fundicin de hierro debido a su bajo costo y porque no reacciona fcilmente con la escoria cida producida cuando se funde hierro con alto contenido de silicio.

Los hornos de reverbero y de crisol son usados ampliamente para la fundicin en lotes de metales no ferrosos como aluminio, cobre, zinc y magnesio. En un horno de crisol, el metal fundido es mantenido en una estructura con forma de marmita (crisol). Los calentadores elctricos o a combustible fuera de esta estructura generan el calor que pasa a travs de ella hasta el metal fundido. En muchas operaciones de fundicin de metal, se acumula escoria en el revestimiento de la superficie metlica, mientras que en el fondo se acumulan lodo pesado no fundido. Ambos reducen la vida til del crisol y deben ser retirados para ser reciclados o tratados como residuos.

La realizacin empieza lgicamente con el molde. La cavidad de este debe disearse de forma y tamao ligeramente sobredimensionado, esto permitir la contraccin del metal durante la solidificacin y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contraccin, por lo tanto si la presin dimensional es crtica la cavidad debe disearse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cermica y metal. Los procesos de fundicin se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

Proceso:

Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamente al estado lquido, despus se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto, el metal lquido se vaca simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una va de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el ms importante en operaciones de fundicin.

Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelacin de un metal puro, empieza la solidificacin que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen muchas de las propiedades y caractersticas de la fundicin. Al enfriarse la fundicin se remueve del molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores dependiendo del mtodo de fundicin y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:

El desbaste del metal excedente de la fundicin.

Limpieza de la superficie.

Tratamiento trmico para mejorar sus propiedades.

Pueden requerir maquinado para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida y la microestructura metalrgica asociada

FUNDICIN EN MOLDES Fundicin con molde desechable (No permanente)El molde donde se solidifica el metal debe ser destruido para mover la fundicin. Estos moldes se hacen de arena, yeso o materiales similares que tienen su forma, usando aglomerantes de varias clases. La fundicin en arena es el ejemplo ms prominente. En la fundicin de arena se vaca metal lquido dentro del molde hecho de arena. Despus de que el metal se endurece, se sacrifica el molde a fin de recuperar la fundicin.

Fundicin con molde permanenteLa fundicin en molde permanente usa un molde metlico construido en dos secciones que estn diseadas para cerrar y abrir con precisin y facilidad. Los moldes se hacen comnmente de acero o hierro fundido.

La cavidad junto con el sistema de vaciado se forma por maquinado en las dos mitades del molde a fin de lograr una alta precisin dimensional y un buen acabado superficial. Los metales que se funden comnmente en molde permanente son: aluminio, magnesio, aleaciones de cobre y hierro fundido.

Pude usarse muchas veces para producir fundiciones en cantidad, es decir, tienen ciertas ventajas econmicas en operaciones de alta produccin. Est hecho de un metal o algunas veces de un refractario cermico, que puede soportar las altas temperaturas de las operaciones de fundicin. En este caso, el molde permanente consta de dos o ms secciones que pueden abrirse para permitir la remocin de la parte terminada. La fundicin en dados es el proceso ms conocido de este grupo (Cuando se inyecta el metal fundido en la cavidad del molde a alta presin, las ms comunes son de 7-350 MPa, la presin se mantiene durante la solidificacin, posteriormente se abre el molde para remover la pieza).

Fundicin con molde semipermanenteTambin dentro de esta categora existe el llamado fundicin en molde semipermanente (Ya que si quitar el corazn metlico es imposible o muy difcil se puede utilizar un corazn de arena Fundicin en arena:

La fundicin en arena es el proceso ms utilizado, la produccin por medio de este mtodo representa la mayor parte del tonelaje total de fundicin. Casi todas las aleaciones pueden fundirse en arena; de hecho, es uno de los pocos procesos que pueden usarse para metales con altas temperaturas de fusin, como son el acero, el nquel y el titanio. Su versatilidad permite fundir partes muy pequeas o muy grandes.

La fundicin en arena consiste en vaciar el metal fundido a un molde de arena, dejarlo solidificar y romper despus el molde para remover la fundicin. Posteriormente la fundicin pasa por un proceso de limpieza e inspeccin, pero en ocasiones requiere un tratamiento trmico para mejorar sus propiedades metalrgicas.

Moldes de arcilla:

Los moldes de arcilla se usan para trabajos grandes. Primero se construye el molde con ladrillo o grandes partes de hierro. Luego, todas estas partes se emplastecen con una capa de mortero de arcilla, la forma del molde se empieza a obtener con una terraja o esqueleto del modelo. Luego se permite que el molde se seque completamente de tal manera que pueda resistir la presin completa del metal vaciado. Estos moldes requieren de mucho tiempo para hacerse y su uso no es muy extenso.

Moldes furnico:

El proceso es bueno para la fabricacin de moldes usando modelos y corazones desechables. La arena seca de grano agudo se mezcla con cido fosfrico el cual acta como un acelerador. La resina furnica es agregada y se mezcla de forma continua el tiempo suficiente para distribuir la resina. El material de arena empieza 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 horas, tiempo suficiente para permitir alojar los corazones y que puedan ser removidos en el molde. En uso con modelos desechables la arena de resina furnica puede ser empleada como una pared o cscara alrededor del modelo que estar soportado con arena de grano agudo o en verde o puede ser usada como el material completo del molde.

Moldes de CO2:

En este proceso la arena limpia se mezcla con silicato de sodio y es apisonada alrededor del modelo. Cuando el gas de CO2 es alimentado a presin en el molde, la arena mezclada se endurece. Piezas de fundicin lisas y de forma intrincada se pueden obtener por este mtodo, aunque el proceso fue desarrollado originalmente para la fabricacin de corazones.