Procesos de fundición de metales: coquillas, centrifugado y arenas de moldeo
Resumen
El documento describe los principales métodos de fundición por moldeo, incluyendo la fundición a presión en caliente, la centrífuga, la semicentrífuga y la fundición en coquilla. Explica sus ventajas, desventajas y limitaciones según el tipo de metal y de pieza. También incluye las arenas de moldeo, sus propiedades, tipos, ensayos de caracterización y aditivos.
Puntos clave
- En la fundición a presión en caliente el metal se funde en un recipiente unido a la máquina y se inyecta con un pistón a alta presión.
- La fundición a presión en caliente no sirve para metales de alto punto de fusión, porque deterioran el pistón.
- La fundición en coquilla usa un molde permanente, ofrece buen acabado y exactitud, pero no permite fundir aceros.
- La fundición centrífuga verdadera produce piezas tubulares mediante la fuerza centrífuga del molde giratorio y evita la segregación.
- La arena verde contiene humedad al vaciar, es económica y reutilizable, mientras que la arena seca usa aglomerantes orgánicos, se cuece y ofrece mejor control dimensional.
- Las propiedades clave de las arenas de moldeo son plasticidad, permeabilidad, refractariedad y cohesión.
Métodos de Fundición por Moldeo
Fundición a Presión en Caliente (Hot Chamber Die Casting)
Este proceso cuenta con un recipiente adherido a la máquina, donde el material es fundido, y un sistema de inyección que funciona mediante el empleo de un pistón a alta presión.
- Limitación: No se puede trabajar con metales de alto punto de fusión, ya que el metal fundido provoca el deterioro del pistón.
- Metales de bajo punto de fusión compatibles: cobre, plomo, zinc, estaño.
Fundición Centrífuga Verdadera (True Centrifugal Casting)
El metal fundido se vierte en un molde que está girando para producir piezas tubulares. La alta velocidad genera fuerzas centrífugas que impulsan el metal a tomar la forma de la cavidad del molde.
Fundición Semicentrífuga (Semi-Centrifugal Casting)
Se usa para piezas sólidas en lugar de piezas tubulares. Se utiliza frecuentemente para producir fundiciones en las que se elimina el centro mediante maquinado.
Fundición Centrífuga (Generalidades)
Se usa para piezas pequeñas. La simetría no es un requisito indispensable.
Fundición en Coquilla (Molde Permanente)
Ventajas de la Fundición en Coquilla
- Buen acabado superficial.
- Mayor exactitud en medidas en comparación con la fundición en arena.
- Mejores propiedades mecánicas.
- Alta producción.
- Reducción de costos de producción.
- Uso reiterado del molde (molde permanente).
Desventajas de la Fundición en Coquilla
- Elevado costo en la elaboración de la coquilla.
- No se pueden fundir aceros.
- Se limita solo a metales con bajo punto de fusión.
- Limitación a productos con formas geométricas simples.
Fundición Centrífuga
Ventajas de la Fundición Centrífuga
- Acabado final más rápido y fácil.
- Evita la formación de segregación, resultando en mejores propiedades mecánicas.
Desventajas de la Fundición Centrífuga
- Está sujeta a una forma circular (ej. bujes, bocinas, etc.).
Arenas de Moldeo: Propiedades y Tipos
Indicadores de Calidad de la Arena de Moldeo
- Permeabilidad
- Reutilización
- Estabilidad térmica
- Resistencia
- Retractibilidad
Arena Verde (Green Sand)
Contiene humedad al momento del vaciado. Posee buena resistencia y reutilización, y es menos costosa. Sin embargo, la humedad puede causar defectos en algunas fundiciones.
Componentes principales: arena, arcilla, agua.
Arena Seca (Dry Sand)
Se fabrica con aglomerantes orgánicos. El molde se cuece. Ofrece un mejor control dimensional en la fundición. Es más costosa y la velocidad de producción es reducida debido al tiempo de secado. Se utiliza para fundiciones de tamaño medio y grande.
Tipos de Moldeo con Arena y Procesos Relacionados
- Moldeo en arena verde
- Arena química
- Arena seca
- Mecanizado (del molde o pieza)
- Orientación horizontal (del molde o línea de partición)
Ensayos para Determinar las Características de las Arenas de Moldeo
- Determinación de la humedad.
- Determinación de los porcentajes de arcilla y sílice.
- Determinación de la forma de los granos.
- Determinación del tamaño de grano.
Propiedades Clave de las Arenas de Moldeo
- Plasticidad
- Permeabilidad
- Refractariedad
- Cohesión
Clasificación de las Arenas de Moldeo
- Por su origen.
- Por su contenido de humedad.
- Por su aplicación en el moldeo.
- Según su utilización.
Aditivos para Arenas de Moldeo
Aglutinantes
Se mezclan con la arena y aportan una serie de cualidades o mejoran las ya existentes. Ejemplos: aceite, dextrinas, resinas sintéticas.
Revestimientos
Se utilizan para evitar adherencias, formando una película protectora al estar situados entre el metal y la arena.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué metales se pueden usar en la fundición a presión en caliente?
Se emplean metales de bajo punto de fusión como cobre, plomo, zinc y estaño. Los metales de alto punto de fusión no son compatibles porque dañan el pistón.
¿Cuál es la diferencia entre arena verde y arena seca?
La arena verde contiene humedad al vaciar, es más barata y reutilizable, pero la humedad puede causar defectos. La arena seca se fabrica con aglomerantes orgánicos, se cuece, da mejor control dimensional y es más costosa y lenta.
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