FACULTAD DE QUÌMICA

LABORATORIO DE FUNDICION

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA METALURGICA

PRÀCTICA # 4:

“ALIMENTADORES”

MAESTRO:

Arturo Alejandro Sánchez Santiago

ALUMNO:

GONZALEZ MARTINEZ ARMANDO

INTRODUCCIÓN

Un Alimentador es un es un recipiente (reservorio) de metal líquido cuya función es evitar que se efectúe el rechupe o contracción en la pieza.Tal rechupe se traslada al alimentador, quedando de esta forma la pieza sin rechupe. El rechupe no se puede evitar o suprimir, solamente se traslada al alimentador, en otras palabras el alimentador tiene dos rechupes: el de la pieza y el del alimentadorEl Rechupe es debido a dos contracciones: 1a) Líquido – Líquido y 2a) Por solidificación

Una técnica común para evitar y controlar las cavidades y los rechupes en una pieza en el momento de la solidificación es colocar un “Alimentador”, el cual consiste en poner un depósito adicional de metal adyacente y comunicado con la pieza que se pretende vaciar. Al solidificar la pieza y contraerse, el metal líquido pasa del alimentador a la pieza para ocupar el hueco de contracción. Solo de debe estar seguro que el alimentador solidifique después que la pieza; y de que exista un canal interno (Corredores y Entradas) de líquido que conecte al líquido del alimentador con el último líquido en solidificarse en la pieza. Se puede aplicar la regla de Chvorinov para diseñar el tamaño del alimentador o por el modelo de Adams & Taylor.

Estos alimentadores guardan el metal líquido durante más tiempo, y este metal alimentará la pieza durante la solidificación e impedirá la formación de cavidades llamadas rechupes.

Aunque son muchos los defectos que potencialmente se pueden generar durante la solidificación, la contracción y la porosidad merecen una mención especial. Si una pieza vaciada contiene poros (agujeros pequeños), esa pieza puede fallar catastróficamente si se usa en aplicaciones de carga (por ejemplo: aspas de turbinas).

Contracción. Casi todos los materiales son más densos en estado sólido que en líquido. Durante la solidificación, el material se contrae o encoge hasta un 7%.

Frecuentemente, la mayor parte de la contracción produce cavidades, si la solidificación comienza en todas las superficies de la pieza, o rechupes, si una superficie se solidifica con más lentitud que las demás. La presencia de estos rechupes puede ocasionar problemas. Por ejemplo: si en la producción de lingotes de Zinc queda un rechupe, se puede condensar vapor de agua en él. Esa agua puede producir una explosión si el lingote se introduce en un horno en el que se fundirá Zinc, por ejemplo, para aplicaciones de galvanizado por inmersión en caliente.

OBJETIVO.

1.- Producir una pieza de fundición de Aluminiopuro de alta calidad (sana), calculando las dimensiones del alimentador en base a las dimensiones de la pieza proporcionada y a los modelos de Chvorinov y de Adams & Taylor.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.- Se realizaron los cálculos para obtener las dimensiones del alimentador, respecto a la pieza deseada a colar.

2.- Colocación del alimentador en madera.

3.- Precalentar el horno a utilizar y la carga de material necesaria para colar la pieza.

4.- Preparación de la arena para realizar el moldeo en verde con la cantidad de humedad necesaria (2.5% aprox.).

5.- Fabricación del molde con la arena previamente preparada, en base al patrón en madera proporcionado y colocar el alimentador calculado en la caja de moldeo.

6.- Una vez que el horno y el material están listos para ser vaciados en el molde de arena se tomó la temperatura del metal líquido dentro del horno en este caso aproximadamente fue de 700 y 750°C, aproximadamente.

7.- El metal fue vaciado en el molde y esperando unos minutos para la solidificación total del metal. Una vez solidificado se desmoldó y se dejó enfriar.

8.- Posteriormente, se limpia, se pesa y se corta o desprende el sistema de colada de la pieza, así como el alimentador, con esto la pieza estará libre de fragmentos no deseados y se pesa cada componente por separado (sistema de colada, alimentador, pieza).

9.- Se hizo un análisis a la pieza para conocer los defectos obtenidos.

RESULTADOS.

1. Cálculo de número de alimentadores.Tabla 1. Datos obtenidos mediante el cálculo de áreas y volúmenes de transferencia de energía.

Segmento de la pieza

Largo (cm)

Diámetro(cm)

Volumen (cm3)

Área de transferencia de calor (cm2)

Módulo de solidificación

(cm)1 1.40 5.20 29.73 44.11 0.672 4.50 7.80 215.03 174.98 1.233 5.00 3.50 48.11 54.98 0.884 3.10 6.00 87.65 96.28 0.915 2.50 3.40 22.70 26.70 0.856 4.50 8.10 231.89 199.41 1.167 2.70 3.40 24.51 28.84 0.858 2.30 7.90 112.74 146.04 0.77

Msp Área(cm2)

Vp(cm3)

1 1.23 274.06 292.86

Cálculo de alimentadores mediante la ecuación de Chvorinov:

Msa=1.12Msp KaKp

Ya que el medio de moldeo es el mismo tanto para los alimentadores como para las piezas:

KaKp

=1

Cálculo de Msa:

Msa= VaAa

Va=π4D2H

Aa=π DH+ 14π D 2

Tomando en cuenta sólo la tapa superior del alimentador.

HD

=32=1.5

Debido a que el aluminio es un material ligero.

Va=π4D2[ 32 D ];Va=38 π D3

Aa=π D [ 32 D ]+ 14 π D2 ; Aa=74 π D2

Msa=[ 38 π D3]/ [ 74 π D2] Msa= 314D

Empleando la relación de Msa obtenida y los valores de Msp:

ANALISIS DE RESULTADOS