Procesamiento de materiales metalicos fundicion

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

Facultad de Ingeniería

Ingeniería de Materiales

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Procesamiento de Metales

Presentado por:

Gerson Daniel Álvarez Duarte

Andrés David Hinestroza Rúa

Juan Pablo Moreno Henao

Juan E esteban Giraldo Doria

Profesor:

Beatriz Jaramillo

Ciencias de los Materiales I

MEDELLIN

2016-2

Objetivo General

Identificar los principales métodos de procesamiento de metales como son la fundición, corte, pulido  de piezas, laminación y trefilación.

Objetivos Específicos

• Analizar y entender la importancia del proceso de fundición, entendiendo que es un proceso esencial para la producción de diversos materiales.
•  Tener claridad acerca de la función y utilización de los elementos que son necesarios en el proceso de fundición por arena en verde.
• Practicar el manejo adecuado de cada una de las piezas que debemos utilizar para llevar a cabo los procesos mencionados anteriormente.
• Realizar correctamente el proceso de moldeo en arena en verde para evitar imperfecciones en la pieza que vamos a fundir.
• Pulir las piezas con los instrumentos disponibles en el laboratorio para darles una mejor presentación y reducir imperfecciones si las hay.
• Realizar la laminación de una barra de Aluminio y calcular el porcentaje de deformación parcial y total.

MARCO TEORICO

Fundición

Las piezas metálicas utilizadas en ingeniería se obtienen a partir de procesos que modifican el metal para darle su forma final con usos específicos. Los metales son obtenidos a partir de los minerales que se extraen de las minas y sufren un proceso de refinamiento y después viene un proceso de fundición. Este proceso consiste en hacer pasar los metales y sus aleaciones del estado solido a estado liquido controlando las temperaturas a las cuales se trabaja cada metal y sus aleaciones; dentro de los procesos de fundición esta el de arena en verde. Consiste en vaciar un metal fundido en un molde de arena, dejarlo solidificar y romper después el molde para remover la fundición y luego pasa a un proceso de limpieza e inspección. En ocasiones se requiere de un tratamiento térmico para mejorar las propiedades metalúrgicas. El proceso general de la fundición en arena en verde comienza con la fabricación del modelo de la pieza a fundir, luego este modelo se coloca entre la arena para generar una cavidad negativa y se ubican los sistemas de alimentación que guiaran el metal fundido hacia las cavidades del molde. Como el molde se destruye para remover la pieza fundida, se debe realizar nuevamente el molde en cada proceso de fundición.

Para los procesos de fundición en arena verse se utiliza arena de sílice (SiO2),debido a su economía y resistencia a altas temperaturas. Uno de los factores de mas importantes en la selección de la arena es el tamaño del grano. Los granos finos permiten un mejor acabado superficial de la cavidad y así de la pieza; sin embargo los granos finos reducen la permeabilidad del molde. Para lograr una forma estable y mejorar la resistencia del molde la arena se mezcla de forma homogénea con bentonita la cual funciona como aglutinante. Durante el proceso se tamiza la arena, de tal forma que la arena mas fina es la que entra en contacto con el molde y la arena mas gruesa da el cuerpo al molde y permite la salida de gases.

Laminación

La laminación es un proceso utilizado para reducir el espesor de una lamina, o en general, de la misma manera, alterar las medidas del área trasversal de una pieza larga mediante fuerzas de compresión, las cuales son generadas por el paso entre un juego de rodillos. Esta disminución de espesor se da gracias a que los rodillos tiran el material hacia dentro del espacio de laminación a través de una fuerza de fricción neta sobre el material. Existen principalmente dos tipos de laminados a considerar:

• Laminado en caliente: El proceso de laminado en caliente es aquel que se realiza por encima de la temperatura de recristalización del material. La temperatura de recristalización es la temperatura a la cual los granos de la microestructura comienzan a transformarse en nuevos granos sin dislocaciones. Por lo anterior cualquier dislocación generada durante el proceso de compresión bajo los rodillos es eliminada debido a la temperatura de los rodillos que transfieren suficiente calor a las láminas elevando su temperatura por encima de la T.recristalización. El resultado son granos dúctiles que pueden ser laminados idealmente cualquier número de veces. El proceso de laminado en caliente se utiliza para estructuras de colada, o fundición comúnmente dendrítica, la cual incluye granos grandes y no uniformes. Generalmente el laminado en caliente se utiliza para deformar volúmenes grandes de material, y su intención es transformar dichos volúmenes en preformas que luego puedan ser procesadas de otro modo (por ejemplo laminado en frio). Los primeros productos de laminado en caliente, son la palanquilla y el planchón.

• Laminado en frio: El proceso de laminado en frío se lleva a cabo por debajo de la temperatura de recristalización. A diferencia del proceso de laminación en caliente, produce laminas y tiras con un acabado superficial mejor debido a que generalmente no hay presencia de calamina. Además se tienen mejores tolerancias dimensionales y mejores propiedades mecánicas debidas al endurecimiento por deformación (generación de dislocaciones).  La laminación en frio permite tener un control sobre la deformación plástica, pues es posible medir el endurecimiento por deformación teniendo en cuenta el concepto de trabajo en frio.    

PROCEDIMIENTO

Proceso de fundición.

1. Preparamos la arena en verde al mezclar  40 kg de arena sílice con
2. Para hacer el moldeo utilizamos una caja con 2 partes una superior y la otra inferior. Ubicamos en el centro de la caja inferior los moldes sobre la mesa dejando una distancia entre los modelos de 3cm y los extremos de la caja como también de los demás modelos.
3. Agregamos una capa de talco para facilitar el retiro de los modelos y para no permitir que se adhiera la arena a los modelos a causa de la presión ejercida.
4. Colocar una capa de la mezcla de arena verde pasada por el tamiz en el interior de la caja hasta que se hayan cubierto los modelos e ir compactando con la ayuda de las manos.
5. Luego agregamos arena sin tamizar al interior de la caja y compactamos con ayuda de los apisonadores hasta cubrir toda la caja y luego nivelamos.
6.  A continuación le damos vuelta a la tapa dejando los modelos del lado de arriba y luego juntamos las dos tapas y agregamos nuevamente talco a los modelos.
7. Colocamos un tubo cilíndrico el medio y repetimos el paso 5.
8. Hacemos un pozo cerca al hoyo previamente hecho en el paso 7, el cual sirve para que el metal fundido entre al molde con un flujo constante y sin turbulencias y permita un conformado de pieza optimo.
9. Después separamos las dos cajas y a la caja inferior les hacemos un canal de alimentación que servirá para permitir el paso del metal fundido hasta el molde. Chuzamos la caja superior para ayudar a la liberación de gases que se generan por el vaciado del metal fundido.
10. Luego volvemos a juntar las dos cajas y las cerramos para llevarlas al lugar donde se llevara acabo el vaciado y le ponemos un peso encima para no dejar que cuando se realice el vaciado la fuerza de los gases del metal no lo levante.
11.  Mientras se realizaban los numerales anteriores, los monitores realizaban la fundición del aluminio en el horno.
12. Realizar el vaciado del metal fundido haciendo uso del equipo de protección, teniendo en cuenta todas las precauciones.
13. Después de 15 a 20 minutos se destruye el molde para retirar las piezas ya solidificadas.
14. Para realizar el acabado de las piezas, la herramienta que utilizamos fueron los siguientes:

               -mango sierra

               -lima

               -lija

               -cepillo de alambre

En la primera parte del acabado de la limpieza utilizamos el mango sierra para eliminar las rebabas que salían de los bordes que no pertenecía a la pieza como tal, luego de esto utilizamos la lima para eliminar las rebabas de menor tamaño y pulir los bordes con la lija, con el fin de que estos quedaran con una textura mas lisa, finalmente se utiliza el cepillo de alambre para el brillo de la pieza y para retirar las incrusiones de arena.

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