PROCESO DE FUNDICIÓN EN MOLDE DE ARENA

PROCESO DE FUNDICIÓN EN MOLDE DE ARENA

EVELYN CASTAÑO PÁJARO

LEIDY CASTILLO GARCÍA

LILIANA GARCÉS YEPES

LUIS GÓMEZ GUTIÉRREZ

DUVAN MARTÍNEZ ELLES

TALLER PROCESOS DE MANUFACTURA

ING. ELMER DE JESUS FAJARDO OSPINO

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA

ADMINISTRACIÓN INDUSTRIAL

CARTAGENA

2016

INTRODUCCIÓN

El proceso de fundición es un método muy utilizado para la elaboración de piezas ya sea de metal o plásticos que consiste en fundir el material e introducirlo en un molde donde se solidifica. Estos moldes usualmente están fabricados en arcilla u arena por sus propiedades de resistencia al calor y su alta disponibilidad en el mercado. Estos moldes pueden ser permanentes o desechables dependiendo las piezas que se quieren realizar.

La correcta utilización de este proceso y la elección adecuada del molde es lo que le brinda a la pieza la resistencia y la calidad a la pieza que se va a fabricar. Es indispensable comprobar que todos los pasos fueron realizados de la mejor manera y someter la pieza a pruebas finales de resistencia.

FUNDICIÓN DEL METAL CON MOLDE DE ARENA

La fundición del metal nace con la necesidad de la edad media en obtener armas más resistentes y efectivas para la guerra. Se reemplazó el uso de la piedra como materia prima y se dio paso a un proceso llamado forjado que consistía en moldear el metal martillándolo. Más adelante el proceso fue mejorado y se inició la fundición del metal en hornos con grandes temperaturas en moldes abiertos. Actualmente se reemplazaron estos moldes por unos cerrados con un conducto de llenado que le da mayor precisión.

La fundición del metal se divide en dos categorías de acuerdo a sus moldes:

1. Moldes Permanentes

Son aquellos moldes de materiales resistentes como el acero o hierro,  diseñados en dos secciones para abrir y cerrar con facilidad y precisión. Se denominan permanentes porque son usados muchas veces y en grandes cantidades.

1. Moldes Desechables

Estos moldes se fabrican de materiales más blandos que los moldes permanentes (yeso o arena) y se denominan desechables porque deben destruirse para liberar la pieza en su interior así que solo son usados una vez.

La fundición en arena es el proceso más conocido y usado dentro de los moldes desechables.

1. Fundición con molde de Arena

Este es el proceso más utilizado por la versatilidad que posee ya que casi todas las aleaciones pueden fundirse en arena y esta logra soportar las altas temperaturas de metales como el níquel, acero y titanio. Este proceso es de gran importancia industrial y da como resultado piezas de poco valor añadido pero de muchas aplicaciones.

El proceso de fundición en arena comienza con el diseño de la pieza que se va a fundir, luego se coloca este modelo dentro de la arena y se procese a ubicar los sistemas de alimentación del molde. Al solidificarse la pieza se destruye el molde para extraerla. Después de esto debe pasar a una inspección y limpieza para mejorar su calidad y por último, si se requiere, pasará por un proceso térmico para mejorar sus propiedades metalúrgicas.

El diagrama del proceso de fundición en molde de arena se puede observar en el grafico incluido en los anexos.

2.2  Componentes principales del molde de arena

[pic 2]

Los componentes de un molde de arena son los observados en la anterior figura y sus funciones con las siguientes:

• El molde o arena de moldeo sostiene las demás piezas y existen un molde superior e inferior y la unión entre estos dos forma el plano de separación.
• Por los Bebederos de colada se suministra el metal fundido al interior del molde y sirven como canales de distribución. Su punta en forma de cono hace más fácil la labor de llenado.
• La Mazarota es una cavidad que guarda el metal fundido para suministrarlo al proceso en contrarresto de la contracción que se produce en la pieza.
• El Corazón es un inserto hecho de arena que permite formar cavidades huecas dentro de la pieza que se va a fundir y precisa de Sujetadores para permanecer en la posición adecuada.
• En los moldes también existen Respiraderos que son canales que salen del interior de la cavidad al exterior del molde para lograr liberar los gases producidos durante el proceso.

2.3 Características de la arena aplicada

El primer factor que se debe tener en cuenta a la hora de elegir la arena para elaborar el molde es el tamaño del grano. Para darle mayor definición y acabado a la pieza se debe elegir una arena de grano pequeño o fino, pero esta a su vez dificulta la permeabilidad del molde. Par equilibrar estos dos factores se tamiza la arena dejando los granos más finos en contacto con el modelo y los más gruesos como soporte del molde.

El tipo de arena utilizado para estos moldes es:

• Arena de sílice (SiO2).Se compone de un átomo de sílice y dos de oxigeno formando una molécula muy estable. Esta es insoluble en agua y tiene un alto grado de resistencia al calor (1650 °C). Es muy utilizada por estas propiedades y porque resulta muy económica.

Para lograr una mayor resistencia y estabilidad la arena se mezcla con arcilla, usualmente se usa la Bentonita

• La Bentonita: es un tipo de arcilla encargada de proporcionar cohesión y plasticidad a la mezcla entre la arcilla y la arena para los moldes. La proporción de la Bentonita en la mezcla puede oscilar entre el 5 y 10 porciento, pudiendo ser tanto sódica como cálcica según el uso al que se destine el molde.

2.4 Clasificación de Modelos para la fundición de molde de arena

    -    Modelos de una sola pieza:

Llamado modelo sólido, tiene la misma forma de la fundición y los ajustes en tamaño por contracción y maquinado. Su manufactura es fácil, pero la complicación se da cuando se utiliza para hacer el molde de arena. Fijar la colocación del plano de separación entre las dos partes del molde e incorporar el sistema de vaciado y el vertedero de colada para un modelo sólido, puede ser un problema que se dejará a la acción y habilidad del operario del taller de fundición. Por tanto, los modelos sólidos se usan solamente en producciones de muy baja cantidad. Debido a la alta concentración que deben presentar los operarios a la hora de utilizarlos.

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