Fundicion

INTRODUCCION

A lo largo del tiempo, la fundición y el maquinado se han considerado algunos de los procesos de fabricación más importantes en la manufactura de piezas metálicas. Estos procesos se remontan cerca de 2000 años a.c. y han tenido grandes repercusiones en la historia debido a su gran uso enla industria y tecnología. y es precisamente, el estudio de estos procesos de fabricación lo que nos lleva a la realización de este trabajo, el cual es una aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en la asignatura procesos de fabricación.

Finalmente este trabajo puede ser de gran utilidad para los estudiantes deingeniería y carreras afines, profesores y además del público en generalinteresado en el tema, ya que se expone de manera sencilla y práctica aspectos importantes, procedimientos y cálculos de la producción de un material que pude ser de gran uso en la industria.

MARCO TEÓRICO

La manufactura se ha convertido en una opción inmensa de la economía del mundo moderno. según algunos economistas, la fabricación es un sector que produce riqueza en una economía, mientras que el sector de servicio tiende a ser el consumo de la riqueza.

Los procesos de fundición se pueden clasificar según el tipo de molde que

utilicen: moldes permanentes o moldes desechables.

los procesos de molde desechable implican que para sacar la pieza fundida se debe destruir el molde que la contiene, haciendo de este un proceso con velocidades de producción bajas. gran parte del tiempo de fabricación se destina a realizar el molde y el tiempo de fundición es relativamente bajo en comparación con el de moldeo.

En los procesos de fundición en molde permanente, el molde está fabricado en un material duro como el metal o la cerámica que permite usarlo repetidas veces; el poder reutilizar el molde permite que el tiempo de producción sea más bajo que en los procesos de molde desechable.

Han sido desarrollados varios sistemas de clasificación de piezas, pero ninguno de ellos ha sido aceptado de forma general, puesto que deben adaptarse a las necesidades se distinguen:

• sistemas basados en atributos de diseño

este sistema se basa en las formas, dimensiones, tolerancias, tipo de material, acabado superficial y función de la pieza.

• sistemas basados en atributos de fabricación

este sistema comprende los procesos, operaciones, tiempo de fabricación, lotes, producción anual, máquinas y útiles necesarios.

• sistemas mixtos

sistemas basados en atributos de diseño y fabricación de la pieza.

FUNDICIÓN

A continuación se presentan las características principales del proceso de fundición, que es un proceso de solidificación, y se divide en función en moldes desechables y en fundición de moldes permanentes.

Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas o comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente enfundar un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se ssolidifica. El proceso tradicional es la fundición enarena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y maleabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

Hoy día es el método más rápido y económico para la producción de

piezas con geometrías complejas.

 Es más económico, en general, que la estampación, la soldadura y el mecanizado.

 Permite la obtención de piezas con gran homogeneidad e isotropía.

 Presenta el inconveniente de los posibles defectos de fundición y peores

 Propiedades mecánicas de las piezas obtenidas.

CONTENIDO

Proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de

metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. El

principio de fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben

considerar para lograr una operación exitosa de fundición. La fundición es

un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido

sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión

(método para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el

metal fundido se inyecta a presión en un molde o troquel de acero), la forja (proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados usando impacto o presión para formar la parte), la

extrusión (es un proceso de formado por compresión en el cual el metal de

trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle

forma a su sección transversal), el mecanizado y el laminado (es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos).

• El metal fundido se acumula en el pozo donde es descargado mediante recolecciones intermitentes o mediante un flujo continuo. los hornos de manga convencionales están revestidos con material refractario para proteger a la cáscara de la abrasión, el calor y la oxidación. el espesor del revestimiento va de 4.5 a 12 pulgadas. el revestimiento usado más comúnmente es arcilla, ladrillos o bloques refractarios. a medida que el calor aumenta, el revestimiento refractario en la zona de fusión se fluidifica por la alta temperatura y la atmósfera oxidante y se convierte en parte de la escoria del horno.

• El horno de manga generalmente está equipado con un sistema de control de emisiones. los dos tipos más comunes de recolección de emisiones son los lavadores húmedos de gas de alta energía y la cámara de bolsas seca. como combustible se utiliza coque de alta calidad para fundición. la cantidad de coque en la carga generalmente está dentro del rango de 8 a 16% de la carga de metal. la combustión del coque se intensifica suministrando aire enriquecido con oxígeno a través de toberas.

• Los hornos eléctricos son usados principalmente por grandes fundiciones y plantas siderúrgicas. se suministra calor mediante un arco eléctrico formado en base a tres electrodos de carbón o grafito. el horno es revestido con refractarios que se deterioran durante el proceso de fusión, lo que genera escoria. se forman capas de escoria protectora en el horno mediante la adición intencional de sílice y cal. puede añadirse fundentes como fluoruro de calcio para hacer que la escoria sea más fluida y más fácil 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.

PROCESOS DE FUNDICIÓN

La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La

cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente

sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la

solidificación y enfriamiento. cada metal sufre diferente porcentaje de

contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Los

procesos de fundición 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 líquido, después se vierte

directamente en la cavidad del molde. en un molde abierto el metal liquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición.

Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la

temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro,

empieza la solidificación 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

características de la fundición. al enfriarse la fundición se remueve del

molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores

dependiendo del método de fundición y del metal que se usa entre ellos

tenemos:

• El desbaste del metal excedente de la fundición.

• La limpieza de la superficie.

• Tratamiento térmico 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 metalúrgica asociada

CLASIFICACIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN:

Según el tipo de modelo:

MODELOS REMOVIBLES

Simple para moldear un disco de un metal fundido para hacer un

engrane. el molde para este disco se hace una caja de moldeo que consta de dos partes. a la parte superior se le llama tapa, y a la parte inferior base.

Las

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