Procesos de fundición en molde permanente

Índice

Introducción 3

Fundición 4

Procesos de fundición en molde permanente 5

Proceso básico en molde permanente 6

Variantes de la fundición en moldes permanentes 7

Fundición en dados 8

Fundición centrifuga 14

Procesos alternativos de fundición

en moldes desechables 16

Fundición en arena 17

Moldeo en concha 18

Moldeo al vacío 19

Proceso con poliestireno expandido 20

Fundición por revestimiento 21

Moldes para fundición de yeso y de cerámica 23

Conclusión 25

Glosario 26

Bibliografía 27

Introducción:

La fundición o colado es uno de los procesos más antiguos empleados en la industria, se encarga de llevar los metales hasta el punto de fusión para que este adopte la forma deseada a través del molde. Existes diversos métodos para la fundición de formas, lo cual hace que este proceso sea uno de los más versátiles de la manufactura.

Los procesos de fundición del metal se dividen en dos categorías de acuerdo al tipo de molde, en permanentes y desechables (no permanente). La fundición en arena es un proceso que se realiza en moldes desechables; los moldes deben de cumplir con ciertos requerimientos para que puedan cumplir con ciertos requerimientos para que tengan una calidad satisfactoria, además un patrón o modelado. Dentro de los procesos de fundición en arena están otros procesos alternativos como la fundición de poliestireno, por revestimiento, por concha, de yeso y cerámica y al vacío.

Fundición

La fundición es uno de los procesos más antiguos económicos y eficaces de formación de objetos, mediante el vaciado de material líquido en un molde, en el cual permanece hasta que solidifica.

Los procesos de fundición en metal se dividen de acuerdo al tipo de molde en, desechables y permanentes:

Desechables: Pueden ser de arena yeso cerámica entre otros. Estos moldes se destruyen después de la fundición, generalmente son utilizados para la elaboración de piezas compleja. La fundición puede ser en arena, en cera perdida, fundición con poliestireno expandido, moldeo en concha, moldeo al vacío, fundición por revestimiento, entre otras.

Permanentes: Son elaborados en metal o de refractario (material resistente al fuego, sin cambiar de estado) cerámico que soporta altas temperaturas. Son económicos cuando la producción es alta. La fundición puede ser en dados, semi-centrifuga, centrifuga, entre otras.

Procesos de fundición en molde permanente.

Se usan moldes metálicos que se reutilizan muchas veces. Los metales que usualmente se funden en moldes permanentes son el estaño, plomo, zinc, aluminio, cobre y aleaciones ferrosas cuando se usan moldes refractarios. Se pueden utilizar corazones metálicos (reutilizables) o de arena (desechables). En este caso se denomina al proceso fundición en molde semi-permanente. Durante el proceso, las caras interiores de los moldes se recubren con lubricantes o barros refractarios con el fin de controlar la temperatura de la superficie del molde y facilitar el retiro de la pieza. • Se obtiene buen acabado superficial y control dimensional estrecho y buenas propiedades mecánicas debido a que el enfriamiento rápido produce una estructura de grano fino. No se pueden realizar formas tan complejas como las posibles con molde desechable debido a la necesidad de abrir el molde.

Procesos básicos en molde permanente.

En la fundición con molde permanente, el molde se reutiliza muchas veces.

La fundición con molde permanente usa un molde metálico construido en dos secciones que están diseñadas para cerrar y abrir con precisión y facilidad. Los moldes se hacen comúnmente de acero o hierro fundido. La cavidad junto con el sistema de vaciado se forma por maquinado en las dos mitades del molde a fin de lograr una alta precisión dimensional y un buen acabado superficial.

Los metales que se funden comúnmente en molde permanente son: aluminio, magnesio, aleaciones de cobre y hierro fundido. Sin embargo, el hierro fundido requiere una alta temperatura de vaciado, 2300°F a 2700°F (1250°C a 1500°C), lo cual acorta la vida del molde.

Las temperaturas más altas de vaciado para el acero, hacen inapropiado el uso de moldes permanentes para este metal, a menos que se hagan moldes de material refractario.

En este proceso es posible usar corazones para formar las superficies interiores del producto de fundición. Los corazones pueden ser metálicos, pero su forma debe permitir la remoción de la fundición, o deben ser mecánicamente desmontables para permitir esta operación. Si la remoción del corazón metálico es difícil o imposible se pueden usar corazones de arena, en este caso el proceso de fundición es frecuentemente llamado fundición en molde semipermanente.

Pasos en el proceso de fundición con molde permanente.

Los moldes se precalientan primero para prepararlos, y se rocía la cavidad con uno o más recubrimientos. El precalentamiento facilita el flujo del metal a través del sistema de vaciado y de la cavidad. Los recubrimientos ayudan a disipar el calor y a lubricar la superficie del molde para separar fácilmente la fundición. Tan pronto como se solidifica el metal, el molde se abre y se remueve la fundición. Los moldes deben de abrirse antes de que ocurra la contracción por enfriamiento a fin de prevenir el desarrollo de grietas en la fundición.

Algunas de las ventajas de la fundición en molde permanente incluyen buen acabado de la superficie y control dimensional estrecho. Además, la solidificación más rápida causada por el molde metálico genera una estructura de grano más fino, de esta forma pueden producirse fundiciones más resistentes.

Las partes típicas que se producen con proceso de molde permanente incluyen pistones automotrices, cuerpos de bombas y ciertas fundiciones para aviones y proyectiles.

Variantes de la fundición en molde permanente.

Varios procesos de fundición son similares al método básico de molde permanente. Estos incluyen fundición hueca, fundición a baja presión y fundición en molde permanente al vacío.

• Fundición hueca.- La fundición hueca es un proceso en el cual se forma un hueco al invertir el molde, después que el metal ha solidificado parcialmente en la superficie del molde, drenando así el metal líquido del centro. La solidificación empieza en las paredes relativamente frías del molde y progresa con el tiempo hacia la parte media de la fundición.

La fundición hueca se usa para hacer estatuas y pedestales de lámparas. En estos artículos lo importante es la apariencia exterior, pero la resistencia y la geometría interior de la fundición no son relevantes.

• Fundición a baja presión.- En la fundición a baja presión, el metal líquido se introduce dentro de la cavidad a una presión aproximada de 15 lb/plg², aplicada desde abajo, de manera que el metal fluye hacia arriba. La ventaja de este método sobre el vaciado tradicional es que se introduce en el molde un metal limpio desde el centro del crisol, en lugar de un metal que ha sido expuesto al aire; esto reduce la porosidad producida por el gas y los defectos generados por la oxidación, y se mejoran las propiedades mecánicas.

• Fundición con molde permanente al vacío.- Es una variante de la fundición a baja presión en la cual se usa vacío para introducir el metal fundido en la cavidad del molde. Se usa la presión reducida del vacío en el molde para atraer el metal líquido a la cavidad, en lugar de forzarlo por una presión positiva de aire desde abajo. Un beneficio de este proceso es que se reduce la porosidad del aire y los efectos relacionados, obteniendo una mayor resistencia del producto de fundición.

Fundición en dados.

La fundición en dados es un proceso de fundición en molde permanente en el cual se inyecta el metal fundido en la cavidad del molde a alta presión. Las presiones típicas son de 1000 a 50000 lb/plg². La presión se mantiene durante la solidificación; posteriormente, el molde se abre para remover la pieza. Los moldes en la operación de fundición se llaman dados, de aquí el nombre de fundición en dados. Las operaciones de fundición de dados se llevan a cabo en máquinas especiales. Las maquinas modernas de fundición en dados están diseñadas para mantener un cierre preciso de las dos mitades del molde y mantenerlas cerradas mientras el metal fundido permanece a presión dentro de la cavidad.

Tipos de máquinas de fundición en dados.

• De Cámara Caliente.- En las máquinas de cámara caliente, el metal se funde en un recipiente adherido a la máquina y se inyecta en el dado usando un pistón de alta presión. Las presiones típicas de inyección son de 1000 a 5000 lb/plg².

Pasos del proceso de

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