Tecnicas de colados

Tecnicas para el tratamiento de las aleaciones metalicas: se pueden obtener objetos a partir de un metal o una aleacion metalica , de las soguientes maneras:

1-por forjado(metalurgia de los forjados) 2-por colado(metalurgia de los colados) 3- por sinterizado(metalurgia de los polvos) 4- por maquinado(torneria) 5- por soldadura.

1- Por forjado, estampado y labrado: se toman los lingotes de la aleacion de acero deseada, se los calienta a determinada temperatura por debajo de su punto de fusion, para favorecer su deformacion, se los coloca en distintos “trenes de laminacion”, que van provocando la “forja” o deformacion mecanica(rodillos, prensas, etc) obteniendo asi el producto final que se ofrece a la industria. En odontologia rehabilitadora se construyen de esta menra las llamdas coronas forjadas o estampadas. Ellas consisten en verdadesros dedales metalicos fabricados de distintos y muy variados diametros según la necesidad del caso. Sus desventajas son demaciadas: *mala adaptacion central y periferica * ma anclaje *mala relacion de contacto con los vecinos *mala o inexcistente forma oclusal. Su unica ventaja es el poco desgaste dentario.

Labrado: involucra la deformacion permanente de una pieza metalica por medio de un metodo mecanica paropiado. Las formas a partir de las cuales es realizado el procedimiento en odontologia son alambres y laminas y su empleo esta fundamentalmente limitado a la confeccion de aparatos de ortodoncia.

2- Por colado: en odontologia clinica se realizan por colado todas las restauraciones metalicas que pretendan tener precision(coronas, incrustaciones, pernos muñones, esqueletos de protesis parcial removible, protesis implanto-asistida, etc). Luego las restauraciones coladas se pueden maquinar manualmente para rectificar su forma preriferica. La estructura del metal obtenido luego del colado depende de: *composicion/impurezas *temperatura alcanzada durante la fusion * material del molde en que se cuela * forma de enfriamiento. En odontologia los laboratoristas para colar restauraciones de todo tipo utilizan el antiguo metodo conocido ya por los egipcios de la “cera perdida”; luego el “patron de colado” se debe recubrir o revestir con una masa de material refractario que quede comunicada con el exterior.

3- Por sintetizacion: la pulvimetalurgia es una rama joven de la metalurgia y estudia la tecnica para formar objetos metalicos a partir de condensar polvos de distintos metales. Se utiliza para aliar metales difisiles de fundir y obtener de estos sus exelentes propiedades mecanicas. Se pueden utlizar polvos de distintos metales y unirlos en ese estado o se pueden usar polvo de una aleacion. Estos polvos se obtienen desgastando lingotes de metales o aleaciones. La condensacion acerca las particulas de manera que se genera un intercambio atomica que comienza a provocar la solidificacion de la futura pieza y el calor provoca la cohesion final. En odontologia clinica no existen metodos ni equipamientos para construir restauraciones de protesis mediante la sintetizacion de metales; sin embargo esta tecnica perfecciono mucho el instrumental odontologico fundamentalmente en el rubro de las fresas.

4- Por maquinado: la maquinacion consiste en modelar o tallar metales por desgaste con distintas herramientas. Este maquinado o fresado se puede realizar en una pieza primitivamente obtenida por colado, por forja o por sintetizado. Para la maquinacion industrial se empleaban antiguamente los tornos manuales de un eje en los que el tornero hacia girar la pieza en un eje concentrico e iba arrimando distintas herramientas afiladas con las cuales conseguia rectificar y perfilar el objeto final siempre en la forma que permitia el giro de ese eje. Estos tornos primitivos se fueron automatizando, existiendo en la actualidad tornos automaticos computarizados dumericos con herramientas que actuan en multiples ejes y con multiples herramientas simultaneas que a su vez tienen giro propio. Un sinumero de herramientas atacan con giro propio pudiendo dar formas muy diversas como: facetas, todo tipo de formas poliedricas, ranuras, perforaciones transversales, etc. La velocidad y precision de estos verdadesros robots ha permitido el desarrollo de piezas en cantidad y calidad sombrosas. Desde hace un año la firma Nikon presento un sistema CAD-CAM que permite maquinar metales ceramicas y resinas.

5- Por soldadura: los metales usualmente pueden se unidos por medio de la aplicación de calor o presion o ambos. Algunas veses la temperatura puede ser suficiente para fundir por lo menos parcialmente los metales o aleaciones a unir produciendo una ligera presion entre las superficies. Estas tecnicas involucran la unin directa de superficies metalicas sin el uso de un compuesto de menor punto de fusion y son denominadas soldaduras autogenas. Alteernativamente los metales pueden ser unidos mediante la soldadura por aleacion, en este caso una aleacion especial es utilizada como adhesivo. Esta aleacion debe tener punto de fusion mas bajo que el de cualquiera de los metales que constituyen las partes a unir, la aplicación de calor funde esa aleacion que determina que se “mojen” las superficies metalicas y al solidificar las mantenga unidas.

Soldadura: es una union intima permanente e indisoluble entre dos o mas metales.

Tipos de soldadura: * autogena *por interposicion de una aleacion para soldar *por presion *electricas *por laser.

Autogena: cuando la soldadura se logra directamente y sin interposicion de ninguna sustancia entre ambas se habla de una soldadura autogena. Significa que es el mismo metal el que se funde e intercambia sus atomos.

Por interposicion de una aleacion para soldar: es un procedimiento de adhesion en el que se emplea un adhesivo de naturaleza metalica. Es necesario que la aleacion para soldar en estado liquido tenga posibilidad de fluir y “mojar” las superficies que debe unir para que se puedan generar las uniones quimicas que produzcan la adhesion.

Tecnicas para la soldadura por aleacion: cuando es necesario unir las partes en una posicion definida como en el caso de las partes que constituyen un puente odontologico el procedimiento es el de soldadura con inclusion en revestimiento; las partes se fijan provisionalmente en la posicion deseada con un material organico y asi se las incluye en una masa plastica de un revestimiento dejando expuestas las zonas en las que se debe efectuar la soldadura. Producido el fraguado se elimina el adhesivo provisorio con lo que las partes quedan en posicion fijadas por el revestimiento y se realiza la soldadura propiamente dicha. Cuando la posiscion realtiva de las partes a unir no es tan critica como sucede en algunos trabajos de union de alambres de uso en ortodoncia puede recurrirse a la soldadura aerea en la que las partes son soladadas mientras se las sujeta con forma manual con pinzas.

Soldadura electrica de acero inoxidable: para llevar a cabo este procedimiento se emplea un dispositivo que transmite a traves de electrodos una corriente electrica de intensidad relativamente alta. Cuando esa corriente electrica llega a las partes que son ubicadas entre los electrodos se genera el calor necesario debido a la resistencia que el acero ofrece a su circulacion.

Requisitos que deben reunir las superficies a soldar:

Limpieza: los metales a soldar deben estar limpios de impurezas, gracitudes y oxidos, esta puede hacerse mediante procesos fisicos o quimicos. Fisicos: limado o lijado. Quimicos: por impresión del metal previamente calentado en soluciones acidas diluidas.

Contacto de las partes a soldar: las partes deben estar en intimo contacto necesario para que la soldadura fluya por capilaridad facilitando el intercambio molecular.

Fuente de energia adecuada: las calorias que produce la fuente de energia deben ser adecuadas al punto de fusion de los metales a soldar. La fuente energetica debe producir calorias ligeramente superiores a la de los metales a fundir.

Las partes a soldar deben estar uniformemente calentadas.

Fundentes para soldaduras: se utilizan con la finalidad de eliminar posibles oxidos de la superficie de las partes a unir. Los fundentes son sustancias que al ser calentadas pueden disolver y eliminar esos oxidos de la superficie, pueden actuar como reductores o protegiendo la superficie para evitar la formacion de nuevos oxidos. La composicion esta determinada por el tipo de oxido que hay que eliminar. En el caso de las aleaciones de base noble esta representado por compuestos de boro. En las aleaciones de base no noble se hace necesario disolver oxidos mas estables como el de cromo.

Una formula usual es la siguiente:

Borax anhidro 55% (limpia las superficies de oxidos e impurezas)

Acido borico 35% (baja el punto de fusion del borax y facilita el mojamiento mejorando el corrimiento)

Silice 10% ( aporta viscosidad y cohesion)

Vaselina como vehiculo

Los fundentes deben reunir ciertos requisitos:

*facilitar la fusion de los metales

*tener un punto de fusion menor al de la aleacion para soldar

*permanecer “in situ” sin aflorar

*tener capacidad de disolver oxidos e impurezas

*no dejar residuos y ser facilmente removibles

Antifundentes: son materiales que bloquean el corrimiento e impiden la fusion de las partes ya soldadas. Se aplican con un pincelito en pequeñas cantidades en las zonas en que se desea evitar el corriemitno de la aleacion para soldar. Las mas usados son: las soluciones alcoholicas de oxido de zinc, el rouge y el grafito.

Una aleacion para soldar debe reunir los siguientes requisitos:

*tener un punto de fusion ligeramente menor al de los metales a soldar

*ser de baja tension superficial

*no ser porosas

*ser de grano fino

*el quilataje debe ser similar al de los metales utilizados

*debe tener propiedades fisicas similares a las de los metales s soldar.

Tecnica para el colado de aleaciones: es un procedimiento mediante el cual una aleacion en estado liquido ocupa un molde predeterminado en cera dentro del cual recupera su estado solido(colado)

Se dividira en 3 partes según el siguiente orden:

1-confeccion del patron bebederos y respirados

2-inclusion en revertimiento y compensacion de cambios dimensionales

3-calentamiento del cilindro de colado, fusion del metal y aplicación de la fuerza de impulsion.

1.Confeccion del patron, bebederos y respiradores:

a.confeccion del patron: el material mas usado es cera, utilizamos en el laboratorio son por lo general una mezcla de los siguientes componentes: ceras naturales, ceras sinteticas y aditivos, parafina suele ser el componente comun de mayor proporcion, reunir siguientes requisitos: (desarrollar mas)

-forma

-tamaño

-adaptacion interna y marginal

-relacion armoniosa con: a-tejidos blandos vecinjos b-piezas vecinas c-piezas antagonistas.

Principios basicos para confeccion del patron de cera:

1-elegir una cera de calidad que cumpla con los requisitos exigidos por las normas internacionales

2-comenzar el trabajo con ceras de dureza media o dura y hacer los agreagdos con ceras blandas

3-evitar que exista una gran diferencia de temperatura entre el lugar donde se confeccona el patron de cera y la zona donde se lo incluye en revestimiento

4-no enfriar brscamente con aire o agua para no originar tensiones que luego provocan la distorsion del patron

5-para el encerado de coronas se debe dar al muñon un espaciador pero sin llegar a los margenes los cuales deben ser previamente marcados

6-el patron de cera debe ser pulido y abrillantado con un trozo de seda usada blanda o con una tela fina de algodón

7-unir los bebederos al patron en las areas de mayor espesor y siempre con el patron colocado en el modelo

8-como todas las ceras para patrones tienen tendencia a distorcionarse durante su conservacion, el patron debe incluirse en reverstimiento lo antes posible. El agua con que se prepara el revestimiento debe estar entre 20 y 24ºC y es aconsejable que sea agua destilada

9-un momento antes de incluir en revestimiento aplicar al patron de cera y a los bebederos un rebajador de tension superficial y eliminar el exceso con un chorro de aire seco.

Confeccion de bebederos y respiradores.

Utilidad del bebedero: el bebedero es un conducto que esta en el interior del cilindro de revestimiento y que comunica a la cavidad que deja el patron de cera con el exterior de dicho cilindro. La mision del bebedero es:

1-permitir la salida de la cera durante el calentamiento del cilindro

2-permitir el pasaje de la aleacion fundida para que ocupe la cavidad que nos dejo el patron de cera.

3-proveer una reserva de aleacion fundida de donde la estructura colada pueda absorber el metal que necesita para compensar las contracciones que sufre durante la solidificacion y enfriamiento

Requisitos que deben cumplir los bebederos:

1-deben ser de seccion circular suficientemente amplios y los mas cortos posible

2-se debe evitar que tenga curvas o angulos muy marcados

3-deben ser lisos y uniformes

Materiales para los formadores de bebederos: se aconseja que los formadores de bebederos sean los fabricados en cera ya que esta se elimina al mismo tiempo que la cera del patron. Los formadores de bebederos de acero o de bronce tienen el riesgo de oxidarse y contaminar la aleacion metalica fundida. Los formadores de bebederos de plastico no los recomendamos puesto que se punto de fusion es mayor que el de la cera. Esto provoca que cuando la cera del patron se funde la misma no puede salir al exterior dado que el bebedero esta bloqueado por la espiga de plastico.

Union entre formados de bebedero y patron: como regla general se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

1-se deben unir en la zona de mayor espesor del patron

2-se debe evitar hacerla union en: *margenes de incrustaciones *bordes gingivales *brazos de retenedores *cuspides vestibulares inferiores *cuspides palatinas superiores

3-el formador de bebedero se debe unir con cierto sentido tangencial respecto del patron para que el metal liquido pueda fluir sin encontrar obstaculos en su camino. Si el formador del bebedero ataca perpendicularmente al patron la corriente de metal fundido choca contra la pared cercana opuesta y forma turbulencias que dificultan el llenado de la cavidad y facilitan el atrapamiento de gases.

4-se debe engrosar con cera el sitio de union formador  de bebedero/patron para evitar que dicha union deje angulos vivos en el revestimiento que pueden fracturarse durante el pasaje de la aleacion en estado liquido y dejar cuerpos extraños en la estructura colada.

Base de colado: la base de colado es la que luego dara lugar y formara al crisol. Distintos materiales y diversas formas se utilizan para obtener bases para colados:

Materiales: *metalicos *ceras * goma *madera *plasticos

Formas: presentan dos caras una plana de asentamiento y la otra formando un casquete romo o conico. Cuando el metal se funde directamente en el crisol del aro la angulacion de las caras es de 120 a 140º y cuando el metal se funde en un crisol aparte la angulacion es de 90º.

Camara de reserva o de compensacion: esta camara se coloca cerca del patron para que durante el periodo de solidificacion de la estructura colada esta pueda extraer de dicha camara el metal liquido necesario para compensar las contracciones que sufre al solidificar. La pieza a colar, debe solidificar completamente antes que la camara de compensacion.

Para que esta camara cumpla su funcion es importante que:

1-se logre durante el calentamiento del cilindro una distribucion unirforme de temperatura en todo el revestimiento.

2-que el reservorio tenga como minimo el espesor de la parte mas ancha del patron

3-si se usan reservarios en forma de esfera o barras cilindricas paralelas a la estructura la union entre estos y el patron no debe superar los dos milimetros y debe tener un diametro de 2.5 a 3mm. El reservorio debe tener un diametro minimo de 5mm

4-la camra de reserva debe estar ubicada en el centro termico del cilindro y los bebederos de alimentacion que van desde el cono de colado hasta dicha camara deben tener un diametro de 3 a 3.5mm. para colados individuales si los bebederos son cortos y de un diametro no inferior a 3.5mm no es necesario la camara de reserva pues el boton de colado cumple esta funcion

Colados con reservorios en forma de pera: progresando con respecto a la tecnica de colado con reservorios esfericos este metodo aventaja a aquella en varios puntos importantes:

*la pera esta directamente fijada al objeto a colar. Por lo tanto se suprime el bebedero que conecta el reservorio esferico con la pieza el cual solidifica muy rapidamente

*la pera es la forma ideal de construir un reservorio permitiendo:

-un enfriamiento regular

-un reservorio donde la aleacion permanece mas tiempo en estado de fusion

-un flujo asegurado de la aleacion liquida hasta la solidificacion final de la pieza a colar.

*se puede adaptar para cada pieza a colar un reservorio individual. Esto permite una mayor precision al eliminarse las tensiones entre los elementos del puente por estar alimentados cada uno de ellos por su reservorio.

*la cantidad de aleacion a utilizar es solo la necesario para llenar la estructura a colar el reservorio en forma de pera y su bebedero

Bebederos auxiliares: estos bebederos son de menor diametro que el principal y parten de el. Se utilizan cuando queremos asegurarnos que la aleacion en estado liquido llegue a las partes mas delgadas de la pieza a colar como puede ser por ejemplo los frentes de una corona veneer.

Respiraderos: tienen como funcion permitir que los gases presentes en la cavidad del molde escapen con velocidad suficiente cuando son comprimidos dentro de dicha cavidad. Se recomiendo utilizarlos cuando:

1-queremos asegurar el colado en margenes y espesores muy finos

2-cuando tenemos mas de 6mm entre la superficie del patron y el borde superior del cilindro de revestimiento

3-cuando el revestimiento es muy fino

Existen 2 tipos de revestimientos abiertos y cerrado. Los abiertos se suelen hacer con hilos de cera de 1mm de diametro y parten desde las zonas de la estructura a colar donde los gases tienen menor posibilidad de escapar hasta un lugar al borde inferior del cilindro de colado donde no se entorpezca el pasaje de la aleacion liquida..

Los cerrados son muy utiles cuando en un solo cilindro vamos a colar varias piezas y nos vemos obligados a que algunas de ellas nos queden a una distancia muy grande respecto del borde superior del cilindro. Estos respiradores se hacen con barras de cera de unos 1.5mm de diametro y van desde el aptron de cera hasta el borde superior del cilindro sin escapar a la superficie.

2-Inclusion en revestimiento y compensacion de cambios dimensionales.

a)Inclusion en revestimiento: el revestimiento es un material refractario adecuado para confeccionar el molde dentro del cual se puede colar sin dificultades una aleacion. A esta operación de confeccionar el molde se le llama revestido. Estan compuesto fundamentalmente por:

-material refractario: 60 al 80%

-material aglutinante: 15 al 35%

-modificadores: aprox el 5%

Como material refractario se una la silice. Como en ninguna de sus formas cristalinas la silice por si sola puede formar una masa solida y coherente se necesita tener en la composicion del revestimiento un material aglutinante. Para el colado de aleaciones nobles donde no es necesario calentar el cilindro a mas de 700ºC se puede usar un revestimiento cristobalitico que contiene como aglutinante al yeso. Si debemos colar aleaciones nobles o seminobles para ceramica o aleaciones no preciosas de alto punto de fusion que requieren un calentamiento de cilindro a mas de 700ºC se utilizan normalmente revestimientos con aglutinantes a base de fosfatos. Ademas del material refractario y del aglutinante se le debe agregar pequeñas cantidades de modificadores:

-aumentar la resistencia del revestimiento y su expansión

-regular la velocidad de fraguado

-evitar la excesiva oxidacion de la aleacion.

Los revestimientos se deben conservar en lugares secos y frescos y manteniendo cerrados los recipientes que los contienen

Eleccion del tipo de revestimiento: el tipo de revestimiento a usar estara determinado por la aleacion que debamos colar. Como regla general podemos señalar:

-revestimientos yesos: en aleaciones preciosas y semipreciosas convencionales con puntos de fusion entre 900 y 1100ºC

-revestimientos fosfaticos: en las aleaciones preciosas y semipreciosas para ceramica y en las de base Ni-Cr

Revestimiento yesos: se les llama a los cristobaliticos con aglutinante a base de yeso los cuales son relativamente faciles de manipular y permiten obtener una muy buena reproductibilidad en los colados.

-tiempo de fraguado: 12 min

-listo para el precalentamiento: 30 min

Revestimiento fosfatico: son aquellos con aglutinantes a base de fosfatos. Es de grano muy fino y a su vez tiene la porocidad suficiente para dejar escapar con velocidad los gases en el momento del colado.

-tiempo de trabajo: 5 min

-tiempo de fraguado: 10 min

-listo para el precalentamiento: 60 min. Proporciones:

-90 a 100% de liquido expansor y 10 a 0% de agua destilada para el colado de aleaciones base Ni-Cr

-50 a 60% de liquido expansor y 50 a 40% de agua destilada para el colado de aleaciones de base paladio para ceramica

-40 a 50% de liquido expansor y 60 a 50% de agua destilada para el colado de aleaciones a base oro para ceramica.

Eleccion y preparacion del cilindro: el aro o cilindro de colado se puede realizar de dos maneras:

-con cilindro plastico el que se retira una vez fraguado el revestimiento

-con cilindro metalico revestido con cinta ignifuga

Acondicionamiento del patron de cera: ya se vio en la primera parte de este trabajo que es muy importante la limpieza y pulido del patron de cera como asi tambien la aplicación de un agente rebajador de tension superficial y posterior secado con aire. Con estos cuidados nos aseguramos que el revestimiento se adapte con toda precision y exactitud a la superficie de la cera.

Inclusion en revestimiento: una vez que esta pronta la mezcla se sostiene con una mano sobre el vibrador en posicion suave la base del cilindro con el patron de cera ya acondicionado y con la otra mano se va pintnado el revestimiento sobre el patro de cera y los bebederos con un pincel. El revestimiento debe llegar a cubrir completamente toda la superficie del patron de cera y de los bebederos. Finalizado este paso se coloca el cilindro en la base y se vuelca el revestimiento sobre las paredes del mismo de manera tal que vaya ascendiendo desde el fondo del cilindro y alrededor del patron.

Fraguado del revestimiento: una vez lleno el cilindro se lo debe dejar fraguar como minimo el tiempo indicado por el fabricante. Si no se lo deja fraguar el revestimiento se puede rajar durante su posterior calentamiento. Durante el periodo que dure el fraguado inicial el cilindro no debe soportar movimientos ni vibraciones. El extremo superior del cilindro que ha fraguado en contacto con el aire se debe raspar con un cuchillo.

b)Compensacion de cambios dimencionales: para obtener colados dentro de limites reducidos se debe tener en claro cual es la contraccion de la cera y de la aleacion y se debe saber como se obtiene la expansión necesaria del revestimiento para compensar la suma de dichas contracciones.

Las 3 contracciones que se producen durante el procedimiento de colado son:

1-la contraccion del patron de cera debido a la diferencia de temperatura a que esta sometido.

2-la contraccion esta debida al cambio de estado de la aleacion. Esta desprecion es muy pequeña y la podemos despreciar si se cumplen los siguientes requisitos:

-que los bebederos y las camaras de compensacion sean los apropiados para la estructura que se quiere colar.

-que la fuerza de impulsion de la centrifuga sea suficiente.

-que una vez liberada la centrifuga se la deje girar como minimo 20 a 30 segundo antes de detenerla..

3-la contraccion que sufre la aleacion cuando pasa de su temperatura de “solidus” hasta la temperatura ambiente.

*1.25 a 1.7% para las diferentes aleaciones preciosas y semipreciosas.

*1.9 a 2.4% para las aleaciones no preciosas en las de base Ni-Cr la contraccion se acerca mas al 2.4%

Las 3 contracciones que hemos descrito se pueden compensar de la siguiente manera:

1-produciendo una expansión de la cera al calentarla ligeramente antes de incluir el patron en revestimiento.

2-expandir el molde de revestimiento

Los revestimientos pueden tener 3 expanciones: * de fraguado *higroscopica *termica

Expansión de fraguado: cuando el yeso alcanza su fraguado final y su valor es de hasta 0.5% en los revestimientos yesosos y en los revestimientos fosfatados variara entre 0.35% a 1.80% según la concentracion de liquido expansor utilizado.

Expansión termica: los revestimientos tienen componentes refractarios los que por efecto de la temperatura sufren una inversion alotropica y se expanden alcanzando valores que dependen de la cantidad de agua en los revestimientos yesos y de la proporcion agua/liquido expansor en lso revestimientos fosfatados.

No es importante que tipo de expansión es la que compensa las contracciones mientras que la suma de ellas sea suficiente para logralo.

3-Calentamiento del cilindro de colado, fusion del metal y aplicación de la fuerza de impulso.

a)Objeto del calentamiento: un correcto calentamiento del cilindro nos permite cumplir los siguientes objetivos:

1-eliminar todo vestigio de humedad del revestimiento

2-eliminar la cera del patron y de los bebederos

3-llevar el cilindro de revestimiento a una temperatura adecuada para recibir la aleacion en estado liquido

4-lograr la expansión termica del revestimiento que nos permitira teminar de compensar las contraccion de la cara y del metal.

Requisitos tecnicos para el calentamiento del cilindro:

1-una vez revestido el patron de cera se debe esperar el fraguado ginal del revestimiento antes de colocar el cilindro en el horno

2-el cilindro de revestimiento debe estar siempre humedo al llevarlo al horno de calentamiento

3- el calentamiento se debe realizar preferentemente en hornos cuyas muflas tengan temperaturas uniformes

4-el cilindro de colado se debe ubicar en el horno con el formador de crisol hacia abajo para que la cera fundida pueda fuir por gravedad y ademas se debe colocar sobre un enrejado o apoyado en angulo para permitir que el aire circule libremente por debajo del cilindro.

5-recomendamos inciar el calentamiento del cilindro partiendo de temperatura ambiente

6-es preferible que la velocidad de calentamiento sea baja y por lo tanto el tiempo de calentamiento mayor. Los tiempo de calentamiento insuficientes suelen ser una de las causas mas comunes de colados incorrectos

7-la temperatura final a la cual debemos llevar el cilindro depende de las aleaciones que vamos a colar y oscila entre los 250 y 400ºC menos que la temperatura de fusion de las mismas.

8-para que la temperatura final del cilindro de colado sea uniforme en toda la seccion del mismo una vez alcanazada esta tempperatura se aconseja mantenerla los siguientes tiempos minimos: grandes 75 min, medianos 60 min y chicos 45 min.

Una vez terminado todo el ciclo de calentamiento es importante que el cilindro nunca debe transcurrir un lapso mayor a 1 min desde que se retira del horno hasta el instante en que se efectua el colado.

b)Fusion del metal y aplicación de la fuerza de impulsion: una vez que el cilindro ha permanecido el tiempo prefijado  a la temperatura final de calentamiento se procede a fundir la aleacion y olbigar a que ese metal fundido pase a ocupar la cavidad que la cera ha dejado en el revestimiento.

Para esto necesitamos un equipo de colado que nos permita:

1-lograr la fusion de la aleacion metalica

2-impulsar rapidamente esa aleacion fundida dentro del cilindro

Para la fusion se pueden usar los siguientes metodos:

A-Metodo directo con la llama que golpea sobre la aleacion con los siguientes tipos de llama:

a)Gas-Aire

b)Gas-Oxigeno

B-Metodo indirecto fundiendo el metal por medio del calor que generan resistencias electricas:

a)sin vacio

b)basjo vacio

C-Metodo indirecto fundiendo el metal por induccion:

a)sin gas interte protector

b)con gas inerte protector

Los principios fundamentales para esta etapa del colado se pueden resumir de la siguiente manera:

1-la aleacion fundida debe pasar del crisol a la cavidad del cilindro lo mas rapidamente posible

2-durante la fusion y durante el pasaje de la aleacion fundida desde el crisol a la cavidad del cilindro debe limitarse al minimo la oxidacion

3-la presion de impulsion debe mantenerse hasta despues de la solidificacion de la aleacion fundida

Precalentamiento del crisol: Es importante precalentar el crisol ya que este es el que tiene la mayor masa y si esta a temperatura ambiente en el momento de la fusion nos consumira gran parte del calor de la llama y necesitaremos mas tiempo para llevar a la aleacion al estado liquido con lo cual se oxidara mas y se le incluiran mas gases.

Fusion con Gas-Aire: con un soplete de gas-aire solo se alcanzan las temperaturas necesarias para fundir aleaciones preciosas y semipreciosas convencionales. En estos casos, la temperatura maxima que puede recibir el metal es paroximadamente:

Gas natural-airea: 1000ºC

Propano-aire: 1150ºC

Fusion con gas-oxigeno:

1-gas natural-oxigeno; burano-oxigeno; propano-oxigeno.

Con sopletes de este tipo se pueden fundir tambien aleaciones de mayor punto de fusion como las empleadas en las tecnicas de metal porcelana. Las temperaturas que pueden recibir el metal en estos casos son del siguiente orden:

Gas natural-oxigeno: 1600ºC

Butano-oxigeno: 1650ºC

Propano-oxigeno: 1700ºC

c)Aplicación de las fuerza de impulsion: para impulsar la aleacion en estado liquido desde el crisol hacia la cavidad del cilindro podemos hacerlo mediante 3 metodos:

1)La aplicación de una fuerza centrifuga a traves de centrifugadoras manuales o mecanicas. La fronda da exelentes reultados especialmente en incrustaciones y colados chicos; es de bajo costo y accesible para el principiante.

Para colados grandes es conveniente la utilizacion de otro tipo de maquinas centrifugas ya no accionadas por nuestro brazo sino por resortes mucho mas fuertes. La maquina de colado centrifugo esta formada por dos brazos los que se encuentran en un eje central. Un brazo contiene una plataforma para sostener el cilindro para colado y un crisol en el cual en fundido el metal mientras que el otro lleva un peso movil usando para balancear la maquina. Es accionada por un resorte en la base.

Secuencia de colado con centrifuga mecanica:

1-todos los componentes cilindro para el colado, crisol y metal estan juntos sobre la maquina para colado y el peso de quilibrio es ajustado para asegurar un giro uniforme.

2-el cilindro para colado el crisol y el metal son retirados y calentados en un horno como fue descrito.

3-mientras tanto el resorte es enrollado el brazo de equilibrio es movido hasta el punto en que la presion de resorte pueda sentirse bien y se le da 3 o 4 vueltas. El brazo de fijacion es dejado en la muesca para bloquear la maquina en posicion.

4-se prende el soplete

5-el crisol precalentado cargado con metal es posicionado en la maquina para colado con la terminacion abierta mirando al operador.

6-el cilindro es colocado en la plataforma con el agujero del bebedero hacia el crisol como se lo ilustra.

7-imediatamente se sigue con el calentamiento del metal con el soplete. A medida que el metal comienza a fundirse los bordes se enroscan y empeiza a deslizarse hacia abajo por el plano inclinado del crisol. Cuando el metal alcanza una fluidez completa la llama es retirada y simultaneamente el brazo de fijacion es soltado para que la maquina gire y la fuerza centrifuga haga que el metal sea despedido dentro del molde.

2)La creacion de un vacio en toda la masa del revestimiento que disminuya la presion en el extremo del cilindro opuesto a aquel donde debe entrar la aleacion.

3)un aumento de presion sobre la superficie libre de la aleacion fundida que la olbiga a introducirse por lo bebederos y llegar hasta la cavidad dejada por el patron de cera.

Factores que causan fallas en los colados:

Distorciones:

a)al obtener el patron de cera y por una mala manipulacion

b)por un llenado incompleto lo cual deriva en una falta de presion en la cera

c)al retirarlo del muñon especial la accion puede dereviar en una deformacion del patron

d)por demorar el revestimiento del patron.

Irregularidades en la superficie: generalmente se producen por problemas en el revestido.

a)nodulos y burbujas

b)rugocidades en el metal se deben a fallas tensioactivas

c)piezas metalicas con aletas producidas por fracturas del revestimiento.

Porosidades Internas y/o externas:

a)la porosidad localizada es encontrada en la region de union del bebedero y el resultado de bebederos finos o unidos a zonas delgadas.

b)la porosidad subsuperficial causada por una temperatura alta del molde o una aleacion sobrecalentada aparece a medida que la superficie es pulida durante el paso de la terminacion.

c)la porocidad por contrapresion es encontrada en las extremidades de los colados donde los gases se vacian lentamente del molde y ejercen presion en las extremidades evitando el llenado completo del molde.

Colado Incompletos: este problema tiene muchas explicaciones:

a)falta del metal

b)presion negativa

c)obturacion de bebederos

d)falta de temperatura en el revestimiento

e)bebederos muy largos

f)falta de presion en el combustible

g)mala eliminacion de la cera

h)residuos que pueden quedar en los bebederos

i)falta de una correcta camara de compensacion.