Proceso de fundición de los metales

Introducción

La fundición de los metales es uno de los procesos más antiguos para transformar los metales en productos útiles. Consiste básicamente en vaciar metal fundido en la cavidad de un molde, donde al solidificarse adquiere la forma de la cavidad. Utilizada por primera vez hace alrededor de seis mil años, la fundición continúa siendo un importante proceso de manufactura para producir partes muy pequeñas (o muy grandes). Todo este proceso consta de una planificación en cuanto a la elección de los materiales, cálculos en las dimensiones del molde, la cantidad de calor que debe suministrarse para alcanzar cierta temperatura por arriba del punto de fusión y cálculos para determinar un flujo regular de vertido del metal fundido.

Desarrollo

La fundición es un proceso en el que el metal derretido fluye por gravedad u otra fuerza hacia un molde en el que se solidifica con la forma de la cavidad de éste. Cuando se habla de fundición el primer aspecto para tener en cuenta es el molde. Este es el recipiente por así decir, en el que el metal fundido será vertido y, por ende, debe ser fabricado antes del proceso de fundición. El molde debe tener una cavidad cuya configuración geométrica determina la forma de la pieza fundida. Existen características importantes en la realización del molde, por ejemplo, el tamaño y forma reales de la cavidad deberán sobredimensionarse un poco para permitir la contracción del metal que ocurre durante la solidificación y enfriamiento, es decir, que las medidas deben ser un poco más grandes que la pieza que se desea obtener. Otro aspecto importante es conocer las características del metal con el que se va a trabajar, para cada metal corresponde una contracción diferente por lo que la cavidad del molde debe diseñarse específicamente para el metal en particular que se va a fundir. Los moldes se fabrican principalmente de arena, yeso, cerámica y metal.

Como se mencionó, se debe tener listo el molde antes del proceso de fundición, este debe ser fabricado acorde a las características de la pieza que se desea realizar, teniendo en cuenta las propiedades del metal que se va a fundir. Tales propiedades nos dan a conocer la temperatura que deberá alcanzar el material para convertirse en estado líquido, por conocimientos en física básica se sabe que a este fenómeno se le llama “punto de fusión”, que es cuando la materia pasa de estado sólido a líquido. Dependientemente de la forma de la pieza que se quiera obtener, se trabajará con un molde abierto o cerrado. Un molde abierto es parecido a un recipiente que tendría una tapa para cubrir la superficie por lo grande que es, así como una olla en la que cocinamos nuestros alimentos o un vaso. Por otro lado, un molde cerrado es aquel en donde su cavidad está casi completamente cerrada, y solo se podrá verter la sustancia por un pequeño pasaje denominado “sistema de paso”. Este pasaje estará en la parte superior del molde, de modo, que la sustancia se verterá desde el exterior circulando por este sistema de paso hasta llegar a la cavidad interior. Sabiendo esto, el metal se deberá calentar de modo que alcance ese punto de cambio y se transforme completamente en un líquido. Al verter el metal fundido, este comienza a enfriarse debido a que ya no hay una transferencia de calor, entonces comenzará la solidificación a medida que el tiempo transcurre, proceso el cual es llamado “cambio de fase”, y así finalmente la solidificación se habrá hecho con base a la forma del molde. Una vez solidificado el material en su totalidad y se ha enfriado lo suficiente, se procede a retirar el molde.

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