moldeo y fundicion 2

8/4/2019 MOLDEO Y FUNDICION 2

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INTRODUCCION

Para otros usos de este trmino, vase Fundicin (desambiguacin).

Colado del metal fundido.

Se denomina fundicin al proceso de fabricacin de piezas, comnmente metlicas pero tambin de plstico,consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

El proceso tradicional es la fundicin en arena, por ser sta un material refractario muy abundante en lanaturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesin y moldeabilidad sin perder la permeabilidad queposibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

La fundicin en arena consiste en colar un metal fundido, tpicamente aleaciones de hierro, acero, bronce,latn y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la piezafundida.

Para la fundicin con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente ms pesados que elmolde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problemaconocido como "flotacin delmolde", que ocurre cuando la presin del metal empuja la arena por encima de lacavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria


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y FUNDICION

Se refiere a productos carburados presentados o que se pueden presentar, despus de la solidificacin,eutctica (eutctica de cementita en las fundiciones blancas y eutctica con grafito laminar en los grises). En

ausencia de otros elementos distintos del carbono, este corresponde a c>1,7%. Este contenido limite, variacon los dems elementos, pero puede ser definido en funcin del anlisis qumico como la red de eutctica decementita (o las plaquitas de grafito) se opone a las deformaciones plsticas, estos productos son pocos onada maleables.

La fundicin es en esencia una aleacin hierro carbono que contiene eutctica. Sin embargo el concepto deprecisin acota o restringe trabajo con un punto de vista de moldes.

En las etapas iniciales de la manufactura del hierro y del acero, la fusin del metal no constitua una parteintegral de proceso. El mineral se reduca qumicamente empleando carbn vegetal. El metal resultante seforjaba para darle una consistencia compacta.

La tcnica de la produccin de las altas temperaturas no haba avanzado lo suficientemente en una pocapara hacer posible la fusin del hierro en una escala industrial, aun hoy en da, algunos metales como por

ejemplo: el tungsteno, que tienen punto de fusin muy elevados, se producen mas convenientemente pormtodos de metalrgica de polvo. Sin embargo, en el grueso de la produccin metalrgica, la fusin y vaciadoconstituyen los pasos primarios de los procesos de manufactura.

La introduccin de metales tales como el titanio en la esfera de las operaciones metalrgica, trajo consigonuevas dificultades a resolver. El titanio fundido reacciona no solamente con la mayor parte de los gases, sinoque tambin ataca a todos los materiales refractarios empleados en los hornos. El mtodo de fundir el titanioes por medio de un arco elctrico en un crisol de cobre enfriado por agua es el que se emplea actualmente.

REQUISITOS PRINCIPALES DE UN METAL FUNDIDO ANTES DEL VACIADO SON:

y Que su composicin qumica y pureza se haya mantenido durante la fusin.

y

Que se encuentre a la temperatura de vaciado correcta.

La obtencin de temperatura de vaciado correcta es sumamente importante si se vaca el metal o la aleacina una temperatura demasiado baja puede no fluir adecuadamente y no llenar todas las regiones del molde yen el mejor de los casos se puede resultar un vaciado con numerosas rechupes.

El uso de una temperatura de vaciado innecesariamente alta por otra parte puede conducir a una fusingaseosa y la formacin de burbujas en el vaciado resultante.

Durante la fusin pueden ocurrir cambios en la composicin de la carga, es probable que esto suceda cuandouno de los ingredientes es voltil a la temperatura de vaciado de la aleacin.

La fuente mas comn de impurezas durante un proceso de fusin es el combustible o los productos de lacombustin.

Segn (Ballay) podemos clasificar en cuatro grupos una serie de fundiciones especiales que respondan anecesidades muy variadas:

y Fundicin grises y metlicas

y Fundicin blancas especiales

y Fundiciones refractarias


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y Fundiciones resistentes a la corrosin.

CLASIFICACION DE LOS HORNOS usado para lafusin:

Los hornos que se usan para fundir metales y sus aleaciones varan mucho en capacidad y diseo. Varandesde los pequeos hornos de crisol que contienen unos cuantos kilogramos de metal a hornos de hogarabierto hasta 200 toneladas de capacidad. El tipo de horno usado para un proceso de fundicin quedadeterminada por los siguientes factores:

y Necesidades de fundir la aleacin tan rpidamente como sea posible y elevarla a la temperatura de vaciadorequerida.

y La necesidad de mantener tanto la pureza de la carga, como precisin de su composicin.

y La produccin requerida del horno.

y El costo de operacin del horno.

LOS HORNOS PARA FUSION DE METALES:

Pueden clasificarse convenientemente en cuatro grupos principales, segn el grado de contacto que tengalugar entre la carga y combustible o sus productos de combustibles.

y Hornos en los cuales la carga se encuentra en contacto intimo con el combustible y los productos decombustin. El horno mas importante en este grupo es el de cubilote.

y Hornos en los que la carga esta aislada del combustible pero en contacto con los productos de lacombustin. Este tipo de hornos es el horno hogar abierto para la fabricacin de acero.

y Hornos en que la carga se encuentra aislada tanto del combustible como de los productos de lacombustin. El principal es el horno que se emplea un crisol que puede calentarse ya sea por coque, gas opetrleo.

y Hornos elctricos. Pueden ser de tipo de acero o de induccin.

TIPOS DE HORNOS USADOS EN FUNDICION:

y El cubilote de fundicin.

y Los hornos de reversos.

y Hornos rotatorios.

y Hornos de crisol.

y Hornos de crisol de tipo sosa.

y Hornos basculantes.

y Hornos de aire.

y Hornos elctricos. Pueden ser de acero o de induccin.


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Convertidores: no es fundamentalmente un horno de fusin, aun cuando se use en la produccin de aceropara manufactura de vaciado.

PUNTO DE FUSION APROX. DE LOS METALES:

Los metales se funden a diferentes temperaturas.

La tabla siguiente muestra los puntos de fusin de los metales mas comunes.

METALES PUNTO DE FUSION

Estao 240C (450F)

Plomo 340C (650F)

Cinc 420C (787F)

Aluminio 620-650C (1150-1200F)

Bronce 880-920C (1620-1680F)

Latn 930-980C (1700-1800F)

Plata 960C (1760F)

Cobre 1050C (1980F)

Hierro fundido 1220C (2250F)

Metal monel 1340C (2450F)

Acero de alto carbono 1370C (2500F)

Acero medio para carbono 1430C (2600F)

Acero inoxidable 1430C (2600F)

Nquel 1450C (2640F)

Acero de bajo carbono 1510C (2750F)

Hierro forjado 1593C (2900F)

Tungsteno 3396C (6170F)

HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y MEDIOS AUXILIARES PARA LA FUNDICION:

Durante la ejecucin de los diversos trabajos que el obrero moldeador o fundidor realiza en la fabrica, seanartesanales o con algn desarrollo, es necesario utilizar distintos tipos de herramientas manuales para formarlos moldes.

Tipos de herramientas:

y palas

y picos y horquillas

y reglas

y agujas de ventilar

y paletas de alisar


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y alisadores

y esptulas

y puntas o extractores de moldeo

y martillos y macetas

y mordaza o presillas

EQUIPOS DE MOLDEO

Bajo el nombre de equipos de moldeo se designan a todos los tipos de herramientas y medios que dispone eltaller de moldeo, fundicin o fabrica para realizar diferentes trabajos.

y pisones o atacadores

y pisones neumticos.

Mediosauxiliares:

y cribas atomices

y pulverizadores

y fuelle de mano

y estuches para herramientas.

VACIADOS DE LINGOTES

Cuando debe producirse un metal en forma forjado?, primero se vaca como un lingote de forma y tamaoadecuados para su proceso en la planta de que se disponga. Aun cuando el acero se vaca en lingotes deseccin aproximadamente cuadrada las aleaciones no ferrosas frecuentemente se vacan como placasplanas, que se lamina para formar cinta o laminas, barras para la produccin de alambre, y bilets cilindrospara extruir secciones.

Vaciadode lingotesdeacero: cuando la carga de un horno productor esta lista se vaca en una cucharallenadora que ha sido llevada a la plataforma de llenado por medio de una gra viajera elctrica. la cuchara esun recipiente de acero cubierto con refractario y equipada con un mun en cada lado, que sirven paralevantarla con el objeto de que la escoria que flota en la superficie del acero fundido no entre a los lingotes , lacarga vaca por el fondo de la cuchara.

Cuando ha sido vertido el acero fundido en la cuchara puede dosificarse con ferromagnesio, ferrosilicio o

aluminio, entonces se le permite reposar por un tiempo para que la escoria y otros materiales no metlicosfloten en la superficie, despus de lo cual es vaciado a moldes para lingotes.

Tiposde lingotesdeacero:

y colmado

y semicolmado


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y efervescente.

Defectosde los lingotesdeacero:

Los defectos que comnmente se encuentran en los lingotes de acero se pueden clasificar en dos gruposprincipales:

y los que ocurren interiormente

y los que se manifiestan sobre o muy cerca de la superficie.

Otras fallas son el resultado de una mala operacin y pueden ser eliminadas completamente corrigiendoerrores en los procesos de fundido o de vaciado.

VACIADOS EN ARENA

A parte de los metales metalrgicos formados por mtodos en que interviene la metalurgia de polvos, losmetales y las aleaciones se funden primero y luego se vacan en un molde de forma predeterminada. Enalgunos casos, el molde puede ser de forma simple obtenindose lingote que subsecuentemente se forma

plsticamente por forjado, laminado o extrusin.

Pasos bsicosenun procesodevaciadodearena:

Requiere primero del moldeo en arena de fundicin, alrededor de un patrn adecuado de tal manera que estepueda retirarse, dejando un cavidad de la forma requerida en arena. Para facilitar este procedimiento, elmolde de arena se divide en dos o mas partes.

En vaciados de formas simples, puede usarse un molde de dos partes, en el que cada mitad esta contenidaen un marco en forma de caja.

Defectosen losvaciadosdearena:

Los defectos pueden presentarse por fallas tcnicas que se pueden clasificar bajo los siguientesencabezados:

y Mala practica en la fusin.

y Mala practica en el vertido.

y Moldeo pobre.

y Diseo incorrecto del moldeo, composicin incorrecta del metal.

Si un vaciado tiene cargadores inadecuados los efectos de fechupe se pueden manifestar como porosidadinterna, cavidades, o bien, en la forma de depresiones en la superficie del vaciado, como se ha indicado

antes.

y las burbujas

y las inclusiones

y los pliegues fros

y roturas en calientes.


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Otros procesosdevaciado:

Existen muchos procesos de vaciado de aplicacin comparativamente especializada, en este casomencionaremos los tres mas importantes:

y Vaciado centrifugo

y Vaciado semicentrifugo

y Centrifugo.

ARENA Y MEZCLA PARA MOLDEO

La arena es el material bsico que emplea el moldeador para confeccionar sus moldes, para los diversos tiposde metales y aleaciones que usualmente se producen en los talleres y fabricas de produccin.

La planta centralizadora de arena ubicada en un taller o fabrica suministra arenas ya preparadas mediante unsistema de cintas transportadoras a las distintas secciones del moldeo, a travs de los depsitos y tolvas dealmacenaje, situados en mayor altura y que reciben continuamente la arena usada para acondicionarlanuevamente.

Distintostiposdearenas paramoldeo:

y Arena Verde: es una arena hmeda, es decir, que se ha secado.

y Arenaseca: es aquella a la que se le ha eliminado toda la humedad antes de efectuar la colada,mediante el secado de enfurtas.

y Arenasderevestimientoodecontacto: es la que se apisona contra la cara del moldeo y una vezextrado este, formar la capa interna del molde.

y Arenaderelleno: procede de los moldes ya colados y vuelve nuevamente a utilizarse despus de

preparada para rellenar el molde durante el moldeado.

Otrostiposdearenason:

y Arena negra

y Arena sinttica

y Arena naturales

y Arena para machos

y Arena al aceite.

FORMACION GRANULO METRICA Y CLASIFICACION DE YACIMIENTOS

Las cuencas para la fundicin estn constituidas en general por granos de cuarzo asociados a alguna clasede arcilla y es frecuente que contengan otros minerales en pequeas cantidades como el feldespato.

La naturaleza de estos minerales depende de la roca de la que se origino la arena.


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El color de las arenas varia entre el blanco puro y el rojo oscuro o pardo segn las impurezas que contengan.

De acuerdo con los criterios manejados podemos dar a las arenas una clasificacin atendiendo al agenteprincipal que influyo en su formacin en los depsitos que actualmente se conoce.

y Arenas arrastradas por el viento.

y Arenas de ros o fluviales.

y Arenas de lagos.

y Arenas de desembocaduras.

y Arenas de playas.

y Arenas de glaciares.

MOLDEO PARA FUNDICION

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Materiales paramoldeo:

Para la confeccin de modelos se emplean materiales muy variados como son:

y maderas

y los metales blandos

y las aleaciones de aluminio

y el hierro

y el latn

y el yeyo

y los plsticos, la goma y otros compuestos.

Cada material tiene caractersticas especiales que deben tenerse en cuenta al emplearse en un modelo.-

Tipos y clasificacinde los modelos:

Los modelos como su nombre lo indica son la representacin genrica de las piezas y estn destinados areproducir en negativo su forma en el molde de arena, para luego ser llenado con aleacin liquida y obtener larepresentacin real de una pieza o perfil deseado.

y Modelos enterizos sencillos.

y Modelos enterizos complejos.

y Modelos divididos o partidos.


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y Modelos divididos complejos.

y Modelos internos o caja de macho.

Maquinacentrifugadorasdearena:

Se basan todas en el mismo principio; lanzar al espacio por un mecanismo cualquiera la arena que se quieradesmenuzar, de modo que tal partes gruesas se desintegran por la accin de la resistencia.

Tipos:

y Desintegrado centrifugo.

y Centrifugador de cinta.

SISTEMA DE ALIMENTACION

El llenado de un molde con metal o aleacin liquida es una operacin importante y cuidadosa para obtenerpiezas sanas con buena estructura.

Para llevar el metal o aleacin liquida al interior de un molde es preciso dotarlo con los correspondienteconductos de colada que unidos entre si contribuyen a que este fluya a la cavidad interna.

Elementosdel sistemadealimentacin:

Se llama sistema de alimentacin al conjunto de tazas de colada, canales, respiraderos y mazarotes queunidos entre si conducen el metal o aleacin liquida a la cavidad interna del moldeo.

Tipos de elementos que integran el sistema de alimentacin para un molde de arena cualquiera:

y Taza de colada

y Taza de colada cnica tradicional

y Taza en forma de tacn de escorias

y Taza de colada con fondo plano

y Taza de colada anulares

y Taza de colada de doble comunicacin externa.

Escoriadoresoseparadoresdeescorias:

Es el canal distribuidor intermedio de seccin generalmente trapezoidal que une el orificio de bajada con loscanales de admisin a la pieza.

Tipos:

y Escoriador en zigzag

y Escoriador con cambio de direccin


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y Separador de escoria con macho filtro

y Escoria con trampa angular.

FUSION DE HIERRO COLADO

En esta fusin el cubilote se emplea en mayores escala que cualquier clase de horno. El tamao del cubilotegeneralmente se expresa en funcin del dimetro interno al nivel de las toberas. Esa dimensin rige al reatransversal de la zona de fusin y el ritmo de fusin en toneladas por hora.

La carga metlica al cubilote consiste de hierro, en lingote, pedacera de la fundicin, pedacera de hierrofundido comprando algunas veces pedecera de hierro.

El hierro lingote de alto horno se vaca, ahora generalmente dentro de moldes metlicos en maquinariasadecuadas.

El coque usado como combustible en el cbilo debe ser de una variedad dura y densa con un contenido decenizas no superior al 10% y un contenido de azufre de 10% como mximo.

Una vez fundido la primera carga de metal, la altura de la cama de coque reducir en unos 15 cm. Este coquequemado de la cama debe ser sustituido por una carga de coque o capa que sigue a la carga de metal.

Algunas veces se agregan pequeas cantidades de feldespato con a caliza. Este es un mineral qumicamenteneutro, que se funde a bajas temperaturas y ayuda as a producir una escoria mas fluida en el cubilote.

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