Fundición

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 éste adopte la forma deseada a través del molde.

Existen diversos métodos para la fundición de formas, lo cual hace que éste proceso sea uno de los más versátiles en manufactura.

Los procesos de de fundición del metal se dividen en dos categorías de acuerdo al tipo de molde, en permanentes y desechables (no permanente).

FUNDICIÓN EN MOLDE PERMANENTE

Es la utilización de moldes metálicos reutilizables. CARACTERÍSTICAS Largas tiradas para amortizar el elevado coste de los útiles (obtenidos por mecanizado). Tiempos y costes unitarios (por pieza) bajos. Alta precisión: detalles, tolerancias y rugosidad. Materiales de BAJO PUNTO DE FUSIÓN: Al, Zn, ...

FUNDICIÓN EN MOLDE DESECHABLE Y REMOVIBLES

Si los modelos se destruyen al elaborar la pieza, se dice que éstos son disponibles o desechables y si los modelos sirven para varias fundiciones se les llama removibles.

Ventajas de los modelos desechables Para la fabricación de moldes sin máquinas de moldeo se requiere menos tiempo. No requieren de tolerancia especiales. El acabado es uniforme y liso. No requiere de piezas sueltas y complejas. No requiere de corazones El moldeo se simplifica notablemente. Desventajas de los modelos desechables El modelo es destruido en el proceso de fundición. Los modelos son más delicados en su manejo. No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico. No se puede revisar el acabado del molde.

Procesos de Fundición

El producto de la fundición es una pieza colada.

Puede ser des de 1 Kg hasta varias Toneladas.

Su composición química puede variar según necesidades.

Procesos de Fundición

1. Moldes en arena Arena en verde A la cera perdida En cascara En yeso En cerámica En barro

2. Moldes Permanentes Coquilla Inyección

3. Centrifugado Axial Vertical

4. Vibrada

5. Forjado (Proceso de conformado)

Moldes en arena

La fundición en arena es un proceso que se realiza en moldes desechables; los moldes deben de cumplir con ciertos requerimientos para que tengan una calidad satisfactoria, además necesitan un patrón o modelado.

Figura 5.2

Moldes de arena verde

•Procedimiento de Moldeo

Moldes permanentes

La fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metálicos utilizados para la fabricación de piezas por lo regular de metales no ferrosos, a continuación se mencionan algunos de las más utilizados.

Fundición a alta presión (Inyección)

También llamada fundición en dados o matrices, es un proceso en molde permanente en el cual se inyecta el metal fundido en la cavidad de alta presión, las presiones varían desde 7 a 350 MPa. La presión se mantiene durante la solidificación; posteriormente, el molde se abre para remover la pieza; el molde en la operación de fundición se les llama dados, de allí el nombre de fundición en dados. Existen dos tipos de maquinas de fundición en alta presión:

Cámara Fría

Cámara Caliente

Maquinas de cámara calienteEl metal se funde en un recipiente adherido a la maquina y se inyecta en el dado usando un pistón de alta presión, las presiones típicas de inyección son de 7 a 350Mpa.

Maquinas de fundición con cámara fría

El metal fundido procedente de un contenedor externo para colar, se vacía en una cámara sin calentar y se usa un pistón para inyectar el metal a alta presión en la cavidad del dado, las presiones de inyección usadas en esta máquina van de 14 a 140 MPa.

Fundición a baja presión

En la fundición a baja presión, el metal liquido se introduce dentro de la cavidad a una presión aproximada de 0.1 MPa, aplicada desde abajo, de manera que el metal fluye hacia arriba.

La fundición con molde permanente al vacio es una variante de la fundición a baja presión en la cual se usa vacio para introducir el material fundido en la cavidad del molde. La diferencia es que 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 de aire desde abajo.

Fundición a baja presión

COLADA CONTINUA

Es un proceso mediante una coquilla de grafito que actúa como molde. El proceso de colada continua mediante solidificación rápida tiene diferentes etapas; alimentación del sistema y colada, proceso de solidificación, mejora de la micro-estructura, calidad superficial, textura y propiedades mecánicas de los materiales.

La colada continua es un procedimiento con el que se producen barras que avanzan y se solidifican a medida que se va vertiendo el metal líquido en un horno de retención o lingotera sin fondo, que se alimenta indefinidamente.

FUNDICION EN COQUILLA

Una coquilla (molde metálico normalmente fundido gris) es un tipo de intercambiador de calor el cual está sujeto a las leyes de transferencia de calor. En el proceso de fundición en coquilla o molde permanente por gravedad, el metal fundido es vaciado sobre el molde o coquilla y penetra a través de el por su propio peso, ésta usa un moldé metálico construido de dos secciones diseñadas para abrir y cerrar con precisión y facilidad.

Fases en el proceso de fundición en coquillas

La coquilla se precalienta para evitar choques térmicos.

Se inserta el noyo y luego se cierran las dos mitades

Dosificar el llenado de la coquilla con el metal fundido.

El llenado de la coquilla pasa por el canal y entradas de alimentación.

Se rellenan las mazortas con el fin de evitar que se creen cavidades por la contracción del metal.

Abrir las mitades y extraer la pieza fundida.

Centrifuga

El proceso de fundición centrifugada o centrífuga, consiste en depositar una capa de fundición líquida en un molde de revolución girando a gran velocidad y solidificar rápidamente el metal mediante un enfriamiento continuo del molde o coquilla.

Este proceso se refiere a varios métodos de fundición caracterizados por utilizar un molde que gira a alta velocidad para que la fuerza centrifuga distribuya el metal fundido en las regiones exteriores de la cavidad. Con este método se pueden crear piezas o tubos con capas de distintos materiales.

APLICACIONES Las aplicaciones de este tipo de fundición son muy variadas, yendo desde la fabricación de telescopios o partes de joyería hasta las tuberías, este procedimiento frecuentemente utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y demás objetos simétricos. Ventajas Uniformidad con las propiedades del metal a utilizar. Se utiliza menos material que con otros procesos. No hay necesidad de montante. Se logran las dimensiones requeridas en el exterior de la fundición. Se producen menos desechos. Desventajas Es necesaria la utilización de un equipo extra para lograr la rotación del molde. El interior de las piezas suele contener impurezas.