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5/16/2018 Practica de Fundicion Del Tec de Tapachula - slidepdf.com
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REPORTE DEFUNDICION DE
PLOMO PROCESO DE FABRICACIONCATEDRATICO
ING. CARLOS CHANG VELAZQUEZ
INTEGRANTES DEL EQUIPO
IRENE SOLIS ESCALANTE
ROSALBA MORALES ESCALANTE
MAELI GONZALEZ VELAZQUEZ
ABIRAN BENITO VAZQUEZ
URIEL ALONSO TREJOJULIO CESAR VELAZQUEZ ESTEVAN
ARTURO HIDALGO FLORES
2012
ING. INDUSTRIAL
4º SEMESTRE
10/04/2012
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INTRODUCCIÓN
La fundición es el proceso de producción de un objeto metal por vaciado de un
metal fundido dentro de un molde y que luego es enfriado y solidificado. Desdetiempos antiguos el hombre a producido objetos de metal fundido para propósitos
artísticos o prácticos. Con el crecimiento de la sociedad industrial, la necesidad defundición de metales ha sido muy importante. El metal fundido es un componenteimportante de la mayoría de maquinarias modernas, vehículos de transporte,utensilios de cocina, materiales de construcción, y objetos artísticos y de
entretenimiento. También está presente en otras aplicaciones industriales talescomo herramientas de trabajo, maquinarias de manufactura, equipos de
transporte, materiales eléctricos y electrónicos, objetos de aviación, etc. La mejor
razón de su uso es que puede ser producida económicamente en cualquier forma ytamaño. El tipo más común de molde de fundición es hecho de arena y arcilla, en
donde el diseño forma una cavidad en la cual se vaciará el material fundido. Los
moldes deben ser fuertes, resistentes a la presión del metal derretido, ysuficientemente permeable para permitir el escape de aire y otros gases desde la
cavidad de los moldes. El material del molde también debe resistir la fusión con elmetal.
Y es precisamente, el estudio de estos procesos de fabricación lo que nos lleva a la
realización de este trabajo, el cual es una aplicación práctica de los conocimientosadquiridos en la asignatura Procesos de Fabricación.
OBJETIVO GENERALES
llevar a cabo la fundición de un metal con el fin de conocer las características opropiedades que toma el metal al llegar a su punto de fusión y diseñar el molde
donde será vertido el metal liquido tomando en cuenta las características de losmateriales usados en el molde como arena de sílice o yeso.
OBJETIVO ESPECÍFICOS
conocer las propiedades que presenta el metal al ser fundido.
Identificar algunos criterios de diseño de moldes.
Calcular estimados del tiempo de solidificación de la pieza en el molde.
Diseñar el modelo requerido para realizar la práctica de la fundición,
teniendo en cuenta las contracciones volumétricas que experimentan losmetales cuando se solidifican. De esta manera, calcular las dimensiones
requeridas para obtener la pieza deseada.
MARCO TEÓRICO
FundiciónSe denomina fundición y también esmelter al proceso de fabricación de piezas,
comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un materiale introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.
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DIAGRAMA DE TRABAJO
1) generalidades
Según en la clase de trabajo se utiliza:
a) Metales laminados o perfilados;
b) Metales forjados;
c) Elementos metálicos unidos entre si por medio de ensambles o soldaduras;
d) Piezas metálicas obtenidas por fundición o colada.
La fundición permite obtener, fácil y económicamente, piezas de diversas formas y
tamaños y utilizar de modo conveniente algunos metales y aleaciones cuyas
características particulares no los hacen aptos ara la laminación, la forja o lasoldadura, por ejemplo el hierro colado.
La fundición es, por lo tanto, una industria fundamental para la construcción de
maquinas, y exige amplia cultura profesional en el que se dedica a ella, pues
requiere conocimientos técnicos tan diversos como son, el dibujo industrial, la
mecánica de los cuerpos solidos y fluidos, la optima, la terminología, la electrónica,
la química, etc.
La fundición además de una industria, es también un arte: el moldeador, sin mas
ayuda que la de un modelo y algunas herramientas rudimentarias, puede
reproducir piezas muy complejas, realizando un trabajo que puede llamarse deescultor.
2.- Lo que contiene un diagrama de diagrama de trabajo
Proyecto y diseño: El proyectista al idear la maquina, debe darle un cuerpo
resistente y duradero; calcula por consiguiente, las diversas partes de las mismas
y, para transmitir su idea al constructor, realiza los diseños de conjunto y los de
detalle de cada pieza, debidamente acotados
Ejecución del modelo: después de las debidas comprobaciones, el diseño para el
modelista, si el modelo ha de ser de madera o aun mecánico especializado, si ha
de construirse de metal.
En colaboración con la fundición, el modelista o el modelista o el mecánico
construyen el modelo teniendo en cuenta el sistema de moldeo que adoptara el
fundidor, el grado de contracción del metal y de los espesores de mecanización.
Si la pieza ha de tener algún hueco interior, el modelista hará también la
correspondiente caja de machos, almas núcleos o noyos.
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Moldeo: Una vez comprobado el modelo, pasa al moldeador, quien debe hacer el
molde o forma, reproducción en negativo de la configuración y las dimensiones de
la pieza que ha de ser fundida. El Molde puede ser:
a) Perdido transitorio: En este caso le molde se hace comprimiendo arena de
fundición alrededor del molde colocado en el interior d e un bastidor
adecuado llamado caja, después de la colada, se levanta la caja y se rompe el
molde para extraer la pieza. Para hacer otra pieza es necesario rehacer el
molde.
b) Permanente: En este caso el molde se prepara sin la ayuda de modelo
ninguno, labrando directamente en negativo la pieza en uno o varios
bloques de metal (generalmente hierro fundido o acero) que vienen a
construir la coquilla, que dura numerosas fundiciones. Algunas veces los
moldes permanentes se hacen de yeso , e modo que sirvan para varias
coladas, con solo leves reparaciones.
Cuando la pieza ha de tener huecos interiores, el noyero, con la caja de machos u
otros utensilios, hace los machos o noyos convenientes.
Los moldes perdidos son aptos para la colada de toda clase de metales y para
piezas de cualquier dimensión; en cambios los moldes permanentes en coquilla se
adaptan especialmente para fundir pequeñas piezas, sencillas y en gran numero, de
un modo particular para metales de muy bajo grado de fusión (aleaciones de cobre
aluminio y de zinc, de plomo o similares).
Los moldes de coquilla confieren a algunas aleaciones (por ejemplo al hierofundido) características mecánicas especiales (una grado de dureza muy elevado)
porque modifican profundamente su estructura; por ello se emplean para la colada
de piezas que han de estar sometidas a un fuerte desgaste, como los cilindros de
las maquinas laminadoras, ruedas para ferrocarriles, bancas para maquinas
herramienta, etc. Si ls piezas de hierro fundido obtenidas en los moldes de coquilla
han de estar trabajas posteriormente en las maquinas herramienta, deben
someterse a un oportuno tratamiento.
Preparación de las arenas: Para los moldes perdidos es necesario preparar laarena, añadiéndole las materias adecuadas para que adquiera las propiedades
convenientes para el buen éxito de la colada, esta propiedades son: permeabilidad ,
cohesión, refractariedad, dureza, etc.
Preparación de la coquilla: Para los moldes permanentes hay que construir la
coquilla mediante operaciones mecánicas de torneado, fresado, etc. Y prepararlo
para la colada, recociéndola y recubriéndola con una capa de barniz protector.
Retoque del molde: Hecho el molde es necesario levantar la caja, extraer el
modelo perfilar y asentar las partes arrancadas, colocar los eventuales machosdestinados ha formar los huecos en el interior de las piezas, y volverlo ha cerrar.
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Incluso en los molde de coquillas hay que colocar los machos (metálicos o de
arena) antes de cerrarlos de nuevo. Esta operación recibe el nombre de retoque
del molde o recomposición de la forma.
Preparación del metal fundido: El metal se calentara a la temperatura de fusión,
es decir, se reducirá del estado solido al líquido. Esta operación puede efectuarse
en un horno de combustible o en un horno eléctrico; cada tipo de horno posee sus
características, sus ventajas, sus inconvenientes, sus exigencias y sus aplicaciones
particulares.
Colada: Cuando el molde esta repasado y cerrado sólidamente de modo que
resista la presión metalostatica, se puede introducir en el mismo el metal fundido a
través de uno o mas aberturas de colada(bebederos) previamente dispuestas e el
molde.
Solidificación y enfriamiento: Después de la colada, se debe esperar que la pieza
se solidifique y se enfrié en el molde. Las piezas pequeñas, de modo especial las
que se vacíen el molde de coquilla, se solidifican y enfrían en pocos instantes. Las
mayores, coladas en moldes de arena, requieren algunas horas más o menos, según
sus dimensiones. En cuanto a las piezas macizas de gran tamaño no son accesibles
a las operaciones posteriores más que acabo de algunos días.
Desmoldeo: Cuando la pieza se ha solidificado y enfriado hasta el punto de poder
ser manipulada sin peligro, se procede al delmoldeo, bien se trata de cajas o de
coquillas. Para realizar esta operación, después de levantar la caja, se rompe elmolde de arena con martillos o barras adecuados. Los moldes permanentes de
yeso y las coquillas metálicas solo han de abrirse ya que, después de sacada la
pieza, deben ser utilizados nuevamente.
Acabado: La pieza extraída del molde esta áspera, tiene incrustaciones de arena y
las rebabas que corresponden a las juntas de la caja o la coquilla, y lleva unido
todavía bebederos, cargaderos y mazadores, desbarbarla, limpiarla con el chorro
de arena.
Tratamientos térmicos, descubrimientos y similares: Algunas veces, las piezashan de ser sometidas a tratamientos térmicos( el recocido el acero y el hiero
fundido colado en coquilla; al reposo o maduración artificial, el hierro fundido
mecánico; al recocido, las piezas de grafito esferoidal, y a los tratamientos térmicos
las aleaciones de aluminio) o ser recubiertas con materiales protectores especiales
(alquitranado de los tubos para condiciones de agua y de gas; esmaltado de las
piezas para la industria química o para uso domestico, galvanizado, estañado, etc.
Mecanización: Las piezas destinadas a la construcción de alguna maquina pasan
finalmente al taller para su mecanización por medio de maquinas herramienta.
Esta mecanización tiene por objeto dimensionar exactamente la pieza para que las
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varias partes ajusten cinéticamente y asegurar con ello el perfecto funcionamiento
de la maquina.
MODELOS
1.-Generalidades
Para hacer una pieza hay que preparar, con materiales adecuados, un molde o
reproducción en negativo de la misma y rellenar este molde con metal fudido.El
metal, al enfriarse y solidificarse, tiene la configuración exacta de la pieza, aunque
sus dimensiones son algo menores.
Para obtener el molde hay que emplear un modelo, que es por regla general, una
fiel reproducción de la pieza (modelo al natural. Sin embargo en algunos casos,
como en el de los modelos simplificados, no parecen tener ninguna relación
(esqueletos, terrajas, plantillas).
El modelo es un factor de mucha importancia en el proceso de fabricación y
transmite sus caracteres al producto final: por esta razón debe poseer sus
propiedades determinadas.
2.- propiedades de los moldes
Facilidad de desmoldeo: hecho el molde, esto es, rodeado el modelo de los
materiales de molde, hay que abrirlo, para lo cual se hacen los moldes en dos o mas
partes separables por las correspondientes superficies de contacto, que se llaman
superficie de desmoldeo o de separación, una vez abierto, se extrae el modelo para
retocar el molde y llenarlo después de metal liquido. Por lo tanto, el modelo debe
ser de fácil extracción, debe procurarse que este último tenga las caras paralelas al
plano de separación del molde gradualmente decrecientes hacia el interior, es
decir, que sus lados sean ligeramente cónicos, para evitar que al ser extraído
arrastre consigo el material del molde.
Contracción: cuando el metal liquido penetra en el molde comienza ha enfriarse yse solidifica. Ya es sabido que el aumento de temperatura dilata los cuerpos, y que
al enfriamiento lo contrae. El metal tendrá unas dimensiones algo menores.
Teniendo en cuenta ese fenómeno, que recibe el nombre de contracción, el modelo
debe construirse de acuerdo con el grado de contracción del metal que se emplea
en la colada.
Funcionalidad o congruencia: los modelos deben construirse de modo que la
pieza resultante de la colada se adapte al mecanizado y al uso para el que esta
destinada; han de ser por consiguiente, funcionales o congruente y resultar:
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a) prácticos: los modelos deben barnizarse en coloraciones diversas, según la
clase de metal que se emplee en la colada. Esto evitara errores y será una
indicación de mucha utilidad para la fundición. Los modelos deben llevar
además marcas, siglas y números que sirven para su fácil catalogación, su
ordenado almacenamiento y para una clara individualización de las piezas.Es preferible que las indicaciones estén en relieve o grabadas, e modo que
no estorben a la extracción del modelo ni afeen la estática de la pieza.
b) Precisos: si se quieren conseguir piezas de precisión, es indispensable que
los modelos sean igualmente exactos, y que conserven esta cualidad
mientras estén en uso he incluso durante su almacenamiento. Los modelos
de madera… los modelos delicados deben consolidarse con esfuerzos,
nervaduras.
c) Duraderos: los criterios de proyección y construcción de un modelo son
distintos según haya de servir para una sola pieza, para algunas decenas o
para varios millares.
Las propiedades de exactitud y de duración son los que determinan el tipo
constructivo y el material que ha de emplearse.
d) Útiles: los modelos deben ser adecuados a los mecanizados y al uso que
habrán de darse a las piezas. Si una pieza ha de emplearse en bruto, es
decir, tal como queda después de la desbarbada y limpiada, el modelo una
precisa una preparación especial. Pero, si la pieza ha de ser mecanizada en
una o más superficies, debe darse al modelo un espesor suplementario o de
mecanización, que puede estar comprendido entre 3 y 8 mm.
3.-Tipo y clasificación de los modelos
Para obtener el hueco en la pieza, será necesario otro molde especial que se lama
macho o noyo; son pequeñas cajas abiertas y desmontables, dentro de las cuales se
ataca el material de moldeo, que después es extraído.
En su aspecto esencial de auténticos modelos, las cajas de machos deben las
mismas propiedades generales de que hemos hecho mención al hablar de aquellos:
facilidad de extracción, aumento para compensar la extracción y espesor
suplementario y espesor suplementario para la mecanización. Además deben de
ser prácticas, exactas, duraderas y útiles.
Dos tipos genéricos de modelos:
a) Modelos externos, o modelos propiamente dichos
b) Modelos internos, o cajas de machos.
Otra clasificación de los modelos se basa en el modo de que estos responden a las
propiedades:
1) La pieza a obtener es maciza y presenta una sección de dimensiones
máximas respecto a cualquiera otra que se sea paralela. Tendremos entonces:
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a) Modelo al natural, enteros llamados también a toda vista.
b) Modelos al natural, divido en dos o mas partes, estos últimos son, por regla
general, mas prácticos que los precedentes, por cuanto para obtener el
molde no hace falta preparar una falsa caja que sostenga el modelo, sino
que basta con apoyar una parte el mismo modelo sobre un tablero o placade molde.
La pieza a obtener, a pesar de presentar una sección máxima respecto a cualquiera
otra que le sea paralela, es hueca; en este caso el modelo puede ser todavía entero
o dividido en dos o más partes, pero debe comprender uno o mas cajas de macho.
3) la pieza ha obtener, llena o hueca, no presenta una sección máxima respecto a
cualquiera otra que le sea paralela, la parte del modelo que se desvía de la
dirección de extracción del modelo, es decir, extraña al ángulo β se salida se llamacontrasalida o mortaja.
Otra clasificación de los modelos se basa en los materiales empleados en su
construcción:
1) Modelos de madera, muy baratos, de fabricación rápida, pero muy sensibles
ha la acción atmosférica, deformables, pocos duraderos y de fácil
combustión. Son adecuados para el moldeo de una o pocas piezas. Los
modelos grandes solo pueden construirse de madera por razones de
economía.2) Modelos metálicos, menos deformables, más duraderos, no combustibles y
muy adecuados para grandes series de piezas pequeñas o de tamaño medio,
o para seies repetidas en largos intervalos de tiempo.
3) Modelos de resinas sintéticas, cemento, yeso, etc.
El peso la facilidad de trabajo, la inoxidabilidad, las disponibilidades de
materias primas, el número de piezas a obtener el sistema de moldeo, el
costo, etc.
Muchas puede resultar oportuno no dejar el modelo suelto, si no fijarlo a
una placa-modelo; esta sostiene el modelo, lo preserva de lasdeformaciones, de los deteriores en la fundición o en el almacén y evita que
queden al arbitrio del moldeador la disposición del modelo en el molde y la
disposición y dimensiones pueden ser de tres tipos:
a) De doble cara, cuando el modelo va fijado sobre una sola cara.
b) De doble cara, cuando las dos mitades de un modelo van aplicadas a las
dos caras opuestas de una misma placa.
c) De dos placas, cuando las dos mitades de un modelo van aplicadas a
cada una a sus dos placas.
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4.- modelos simplificados y perdidos
Cuando las piezas a obtener son una sola o muy pocas, o son de notable tamaño, se
recurre casi siempre, por economía, a los modelos simplificados. Los moldeos
pueden clasificarse también en:1) Modelos al natural, enteros o divididos, con o sin caja de machos.
2) Modelos simplificados, con o sin caja de machos.
3) Modelos perdidos, con o sin caja de machos.
Los modelos simplificados pueden ser:
a) Constituidos por armazón o esqueleto que sirve al fundidor para construir
con el material de molde un falso modelo, del cual se hace sucesivamente el
molde definitivo, que, a su vez, cuando se trata de una pieza hueca, seadopta como caja de machos para fabricar el noyo.
b) Formados por una terraja o calibre. Trazado sobre una tabla de madera
aplicada a un soporte (bandera) que gira en torno a un eje, cuando la pieza
es un solido de revolución.
c) Formados por una plantilla, trazada en una tabla de madera que corre por
una guía adecuadas.
4) Se llaman modelos perdidos a aquellos que quedan destruidos en el acto
mismo de la colada. en material mas usado para estos moldes es la cera,
que da lugar al molde en cera perdida, muy usado en la fundición depiezas artísticas y en la micro fusión o fundición de piezas de precisión.
5.- materiales para los modelos
El modelista debe dar cuerpo a la pieza diseñada en el plano, confeccionando el
para modelo mas resistente y duradero, del modo mas económico y mas apto para
la fundición. Por lo tanto debe conocer:
a) El diseño.b) La tecnología del material empleando en la construcción del modelo.
c) La técnica de fundición,
d) Los sistemas de moldeo.
Los moldes pueden construirse de madera, metal, yeso, cemento, resinas sintéticas,
cera, etc. Como se mencionó anterior mente.
1) Las maderas mas usadas son:
El abeto, el pino, el álamo, entre las blandas.
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El nogal, el aliso, el roble y el alerce entre las duras.
2) metales: los metales mas usados en la construcción de modelos son:
el latón y las aleaciones a base de aluminio; algunas veces también se
emplean el bronce y el hierro fundido. Para los moldeos que van sobreplacas-modelo, se utiliza mucho una aleación de plomo, estaño y
antimonio en proporciones varias, llamada metal sin contracción ya que
este es escasamente de un 3 0/00.
3) El yeso y el cemento se emplean, sobre todo el primero para la confección
de placa-modelo en el moldeo o maquina y para la falsa caja o caja
soporte.
4) La cera de abejas , sola o mezclada con parafina y resina, se emplea en el
molde en cera pedida, en la fundición artística y en la micro fusión.
5) La resina y las mezclas a base de este material (fenólicas, acetificas,
polivinilicas) son muy poco usadas en la construcción de modelos.
6.- Construcción de los modelos
1)Composición en elementos: en general, los modelos no se hacen nunca, como
se ha visto, en una sola pieza, ya que resultarían deformables, pesados, caros o de
labra difícil. Si son voluminosos y han de hacerse de madera se construye un
armazón que se recubre con tablas.
2)uniones: las uniones de los elementos de un modelo merecen una atención
especial. Pueden ser:
a) uniones estables.
b) uniones desmontables.
Las formas de unión estable se consiguen por medio de la cola, los clavos y las
clavijas y las lengüetas de madera, las grapas metálicas, onduladas, las
ensambladuras, etc.
Las uniones desmontables se consiguen con tornillos de madera, pernos, varillas
fileteadas y ensambles de cola de milano.
3) descomposición: algunas veces las uniones deben ser desmontables, para
poder:
Disponer una parte del modelo sobre el tablero de moldear.
Extraer del molde las partes que presentan contrasalida.
Extraer sucesivamente, las partes del modelo que por sus características
pudieran deteriorar el molde.
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Cuando el modelo debe ser desmontable para su moldeo sobre un tablero al
objeto de evitar el empleo de una falsa caja, debe construirse en dos o mas
partes, cada una de las cuales se adapta con la adyacente por medio de
pernos especiales para modelos, dispuestos de manera que esa adaptación
solo pueda realizarse en la forma prevista para hacer mas fáciles lasoperaciones de moldeo y desmoldeo.
4) Cajas de machos: cuando el modelo debe emplearse con alguna caja de
machos, hay que disponer en las portadas o marcas. Es conveniente que las
portadas del modelo y de la caja de machos sean algo cónicas o piramidales
cuando el macho a de ser colocado a lo largo del eje, y las del modelo una
decima de milímetro algo mayores que las de la caja de machos y mas
anchas, para facilitar su colocación.
5) Placas – modelo: los modelos sobre placa son casi siempre metálicos; pero
por razones de economía, se emplean también de madera. Según el tipo de
la pieza y la maquina de moldear, el modelo puede ser sobre placa a una
sola cara ados caras o sobre dos placas distintas.
6) Modelos simplificados: los esqueletos o armazones conviene que sean
desmontables para facilitar su extracción del molde.
las terrajas son tabla de madera dura con el borde perfilado y protegido por
una delgada plancha de hierro para reducir el desgaste. Las partes salientes
delicadas, que podrían romperse, se hacen de hierro y se atornillan a la
terraja. Las plantillas están constituidas por un bastidor sobre el cual es
guiada una plantilla; si el moldeo ha de repetirse varias veces será de gran
utilidad reforzar el bastidor y los bordes de la plantilla con una delgada
plancha de hierro.
En el molde con modelos simplificados, la disposición se completa a
menudo con algunas partes como muñones, radios, etc., del modelo, lo cual
simplifica el trabajo del moldeador.
7) Medias cañas: los modelos al natural y las cajas de machos deben ser
redondeados en los puntos señalados en el diseño; los ángulos salientes
deben redondearse minetras que en los entrantes se aplicaran con clavos y
cola guarniciones de cuero perfiladas; las medias cañas mayores de 20 a 35
mm se tallan directamente en el mismo modelo. 8) Acabado: el modelo y la caja de machos se completan con las marcas y los
números en relieve, colocados de modo que no estorben el desmodelado,
con las chapas para la precisión y la extracción y con la guarniciones para la
aplicación de los vibradores.
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Ejemplos de modelos:
1) Modelo de palanca: para evitar el empleo de la falsa caja, esta dividido en
dos partes.
2)
Modelo de un manguito con aletas: el modelo no podría desmoldearseaunque se dividiera en dos partes: por ello se descompone en un cuerpo
principal b en dos mitades, dos costados c también en dos mitades y 8
aletas d .
3) Modelo de una caja con muñón y racor: establecida la extracción en el
sentido de la flecha, el modelo, presenta la contrasalida del racor de platina
a y la del tetón circular o muñón b. se construye dividiéndolo
horizontalmente, con el racor de platina desmontable por la línea de puntos.
El modelo se efectúa en tres cajas. El muñón circular se hace a cola de
milano y permanece dentro del molde, del cual no se extrae hasta que de ha
desmodelado al cuerpo principal. 4) Terraja y caja de machos para el moldeo ha terraja de un engranaje en
bruto de fundición: dado el limitado numero de piezas se escoge el modelo
ha terraja. Para obtener los dientes sin salida y los radios con sección de
doble T se completa la terraja con dos cajas de machos. 5) Preparación de un modelo sobre placa-modelo de doble cara: uno de
los procedimientos de fabricación sobre la placa-modelo, se necesitan un
modelo provisional, las cajas de moldeo s1 y s2 acepilladas y alisadas con
exactitud, y el bastidor t de hierro fundido o latón igualmente acepillado y
taladrado cuidadosamente. 6) Preparación de un modelo sobre dos placas-modelo, cada una de ellas
de una sola cara: con un sistema análogo se puede preparar modelos sobre
dos placas-modelo, cada una de ellas de una sola cara.
HERRAMIENTAS PARA MOLDEAR A MANO
En el moldeo a mano, el moldeador utiliza distintas herramientas para manipular
la arena, confeccionar el molde, retocarlo y dejarlo en condiciones de recibir elmetal fundido.
En primer lugar, el moldeador coge la arena del montón con la pala y la echa en la
caja que rodea el molde. Si se desea, lo mismo en el moldeo a mano que a máquina,
extender sobre el modelo una capa de arena fina o de modelo, no se empleara la
pala si no que se distribuirá con un cedazo.
Después de haber apretado con la mano, y con presión uniforme, esta primera
capa, el moldeador echa en la caja otra cantidad de arena y prosigue el atacado
empleando ahora el atacador largo de gancho o el corto de madera. Este ultimo
puede tener la boca plana o en forma de cuña, para penetrar en las zonas estrechaso de bajo de los refuerzos de las cajas. Para el apisonado final, se emplea el
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apisonador o parrilla, que suele ser un bloque de hierro fundido, adaptado a un
barra de hierro.
Durante el moldeo se colocan el lugares adecuados de la caja superior uno o mas
modelos de cargadores y de bebederos, de madera en el moldeo a mano, y de goma
o deformables en el moldeo mecánico.Atacado el molde y apisonado finalmente con la porrilla, se elimina la arena que
sobresale por encima de la caja con una raqueta de hierro o acero.
Para extraer el modelo se emplean uno o más tiradores que se roscan en plaquetas
adecuadas aplicadas al modelo. Se golpea con una maza en todas las direcciones
del plano horizontal, después de lo cual, sea con la mano o con la grúa se extrae con
cuidado el modelo.
Después de esto, al menos en los grandes moldeos, hay que retocar el molde,
operación que en los moldes pequeños y en los hechos a máquina se procura
evitar, por razones evidentes; el moldeo mecánico, la exactitud del modelo, el
funcionamiento normal de la maquina, la buena calidad y el grado de elaboración
de la arena, se aprecian cuando la extracción del molde se realiza sin obligar al
retoque.
Para retocar se emplean:
a) la paleta cuadrada, de corazón y de otras formas, para alisar superficies planas
muy extensas y también curvas, de gran radio.
b) las espátulas, también de formas muy diversas, para superficies de poca
extensión.
c) los ganchos, para retocar puntos pocos accesibles o sacar arena caída en sitios
profundos.
d) los alisadores, de varias formas, para salientes y entrantes, curvos o rectos.
e) los pinceles, brochas y cepillos, para humedecer el molde donde haga falta.
HERRAMIENTAS PARA ATERRAJAR.
1. moldeo aterraja. Para este sistema de moldear se fija una terraja a una plancha
que gira sobre un eje.
La base debe quedar por debajo del plano de fundición y bien aplomada. Se coloca
la terraja en la abandera, en la posición correcta, y la distancia del centro del eje,
mas la contracción.
Además de este sencillo aparato que acaba de describirse, las fundiciones que han
de utilizar a menudo este sistema de moldeo dispone de otros aparatos para
realizar moldes mas complicados. Los principales son:
a) para aterraja en elipse.
b) para aterraja en espiral.
C) para aterraja en hélice.
d) aterraja universal.
2. moldeo con plantillas y guías.
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Es una tabla, casi siempre de madera con los bordes reforzados de metal,
contorneado según la directriz del molde a conseguir, que se desliza sobre la masa
de arena siguiendo una guía-perfil trazada sobre una tabla de madera: de este
modo s confecciona moldes y machos.
APARATOS PARA TORNEAR NOYOS.
Cuando se deban hacer noyos de gran volumen provisto de un eje de revolución y
no se considere oportuno construir una caja de noyos, se retoca sobre una tabla el
perfil o generatriz del macho y se tornea en el torno para noyos.
a) una linterna, que puede ser:
Simple para los noyos pequeños, es decir, un tubo de hierro de diámetro adecuado
torneado en las puntas, y provisto de agujeros para la salida de los gases.
Compuesta para los noyos grandes, es decir, constituida por un eje con pernos y
uno o dos ojales; sobre el eje se dispone dos o más discos que sostienen un tambor
agujerado para la salida de los gases.
b) la terraja o plantilla, que ha de fijarse al torno.
Se envuelve la linterna con una capa de paja atada con cordeles de yute y se cubre
con otra capa de barro arcilloso. Para tornear, es decir, para dar al macho el
tamaño y la forma deseados, se le aproxima lentamente, mientras gira sobre el
soporte, el perfil o generatriz, de modo que vaya quitando el barro sobrante.
DEFECTOS QUE SE PUEDEN PRESENTAR EN EL PROCESO DE FUNDICIÓN
Los vacíos se producen antes de llenar por completo la cavidad del molde,
por mala fluidez del metal derretido, bajas temperaturas de vertido, bajas
velocidades de vertido y bajas secciones transversales de la cavidad del
molde.
Los cierres fríos se producen cuando fluyen juntas dos porciones del metal
y no se produce fusión entre ellas porque se solidifican prematuramente,
por razones similares a las de los vacíos.
Los gránulos fríos ocurren por salpicaduras durante el vertido, formando
glóbulos sólidos del metal atrapados en el fundido.La cavidad de fuga es una depresión en la superficie o un vacío interno en el
fundido. Se forman por fugas en la solidificación restringiendo la cantidad
de metal derretido disponible en la última región que se solidifica.
La microporosidad es una red de vacíos pequeños distribuidos a lo largo del
fundido. Se forman por falta de solidificación localizada del metal derretido
final en la estructura derretida.
El desgarre caliente, se forma porque el fundido se ve impedido de
contraerse por el molde y este no lo propicia durante las etapas finales de la
solidificación, o en las primeras del enfriamiento.
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PLOMO
El plomo es un metal blando, maleable y dúctil. si se calienta lentamente puede
hacerse pasar a través de agujeros anulares o troqueles. presenta una baja
resistencia a la tracción y es un mal conductor de la electricidad. Al hacer un corte,su superficie presenta un lustre plateado brillante, que se vuelve rápidamente de
color gris azulado y opaco, característico de este metal.
Tiene un punto de fusión de 328 ºC, y un punto de ebullición de 1740 ºC. su
densidad relativa es de 11,34 y 207,20 su masa atómica. El plomo reacciona con el
acido nítrico, pero a temperatura ambiente apenas le afectan los ácidos sulfúrico y
clorhídrico. en presencia de aire, reacciona lentamente con el agua formando
hidróxido de plomo, que es ligeramente soluble. los compuestos solubles de plomo
son venenosos.
El plomo se emplea en grandes cantidades en la fabricación de baterías y en el
revestimiento de cables eléctricos. También se utiliza industrialmente en las redes
de tuberías, tanques y aparatos de rayos X. Debido a su elevada densidad y
propiedades nucleares, se usa como blindaje protector de materiales radiactivos.
Entre las numerosas aleaciones de plomo se encuentran las soldaduras, el metal
tipográfico y diversos cojinetes metálicos. Una gran parte del plomo se emplea en
forma de compuestos, sobre todo en pinturas y pigmentos.
PRACTICAla práctica que se llevara a cabo tiene como finalidad que apliquemos los conceptos
de fundición y diseño de molde con el propósito de conocer el proceso que se tiene
que llevar acabo tomando en cuenta los factores que pueden afectar al producto
terminado, para esto tendremos que aplicar todo lo aprendido teóricamente.
MATERIALES A USAR
18 kilos de yeso
de 6 a 10 litros de agua
madera (para realizar el molde)
1 kilo de cera
botella de refresco de 325 ml (coca cola)
soplete a base de gas butano
4 kilos de plomo
A continuación presentaremos la pieza a reproducir en plomo.
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El metal utilizado en esta practica será el plomo, el cual es ideal para
producir esta pieza, ya que se punto se fusión es a los 328 ºC y no hay
necesidad de utilizar un horno sofisticado para lograr esto además de que
tiene bajo costo.
el tipo de fundición que se utilizara, es fundición en molde de yeso, pues en
esta se puede colocar casi cualquier metal, no limita el tamaño, forma o
peso y el costo es considerable.
el mejor material del que se puede hacer el modelo es de será ya que tiene
un bajo costo y es fácil de manipular además de que se obtiene un mejor
diseño de la pieza con mayores características en este caso serian las letras
incrustadas en la botella.
DESARROLLO DE LA FABRICACIÓN DE LA PIEZA
· Condiciones de preparaciónLas condiciones para fabricar la pieza son extremas por las altas temperaturas que se
trabajan, es necesario garantizar un ambiente seguro para todas las personas que
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están en cercanas, además de unas condiciones optimas para el trabajo. Se deben de
tener en cuenta algunos factores.
CREACIÓN DEL MODELO Y MOLDE
El modelo se realizara mediante cera, primero conseguiremos alrededor de 1 kilo de
cera y se pondrá a derretir en un recipiente de metal la cera se debe de volver liquido
para que pueda ser introducido dentro de la botella, el derretimiento de la cera
tomara alrededor de 15 a 10 minutos luego se introducirá dentro del botella. Un factor
muy importante en este proceso es la contracción que tendrá la cera al irse enfriando
esto podría provocar en nuestro diseño grietas o deformaciones en los costados o en
parte superior. Luego dejaremos enfriar el producto hasta que este firme y sea capaz
de soporta un pequeño impacto ya se debe de romper la botella que lo contiene con el
fin de obtener la figura deseada para nuestro molde.
Por consiguiente se construirá el molde donde se introducirá la pieza de cera primero
aremos la caja que contendrá el yeso este será a base de madera las medidas serán de
24 cm de ancho por 25 cm de largo y 32 cm de alto la pieza debe de quedar en el
centro ya que lo mínimo que debe de tener de grosor es de 5 cm esto es una medida
de seguridad ya que el metal estará a una alta temperatura y esto podría provocar que
explote el molde o que se agriete dañando la pieza o causando lesiones a las personas
que estén cerca.
Luego de tener la caja de madera se introducirá el yeso que ya tenemos debidamentepreparado y también la pieza de cera que ya está lista para usarse, se introducirá
primero que nada el yeso y luego la pieza de cera será sujetado por alguien dejando la
boca de la botella sumergida y la cola en la parte superior, esto se realiza de esta
forma con el fin de dejar una salida amplia para los gases que se puedan llegar a
provocar al vaciar el metal liquido además de que será más fácil verter este. Después
de este procedimiento dejaremos secar el molde de 15 a 21 días el fin de de dejar
pasar mucho tiempo es que la humedad del yeso debe de desaparecer en un casi 100%
para que no se vaya a producir un accidente al introducir el metal liquido pero lo que
concierna a la botella de cera esta será retirada a los 3 o 5 días con el fin de que puedasecar la parte interna del molde este se retirara con ayuda de un horno de pan o fuego
directo (ver fig. 1) .
figura 1. orificio después de retirar la cera del molde
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FUNDICIONProducido ya el molde se procede a derretir el plomo, esto se llevara a cabo con un
soplete de gas de gas de butano.Teniendo el plomo ya preparado en el crisol este se someterá a una temperatura
constante alrededor de 30 ò 60 minutos tratando de llevar la temperatura del
metal hasta su punto de fusión que es de 328 ºC (ver fig. 2).
figura 2. Plomo sometido a temperatura constante con un soplete de gasbutano hasta que alcance el punto de fusión.
LIMPIEZA DE IMPUREZASLuego se le retirara la escoria que se producirá por el proceso ya que el plomo que
estamos utilizando es reciclado y contiene residuos de metal como hierro, este se
retirara con extrema precaución con ayuda de pinzas y espátulas (ver fig. 3).
figura 3. Retirando la escoria del metal liquido.
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VERTIDOObtenido el plomo liquido sin escoria se procede a verter dentro del molde,siguiendo las indicaciones del ING. CARLOS CHANG VELAZQUEZ.Esta operación implica altos riesgos tanto para el operario por las altas
temperaturas como la pieza ya que si la velocidad es muy alta generara
turbulencias dentro de las cavidades del molde y se erosionara o en caso quecontenga humedad o residuos de cera provocaría burbujeos que podrían salpicar
al operario y a los que se encuentran a su alrededor, por otro lado si al vertimientose realiza muy lento es posible que el plomo se enfrié durante este tiempo y no
logre llenar por completo el interior del molde(ver fig. 4) .
figura 4. vertimiento del plomo liquido al molde.
ENFRIAMIENTO Y SOLIDIFICACION
La etapa de enfriamiento y solidificación es una de las etapas mas criticas del
proceso ya que un enfriamiento muy rápido incurrirá en tensiones dentro de la
pieza e incluso la aparición de grietas o granulados(ver fig. 4) .
RUPTURA DEL MOLDE
La ruptura del molde o el desmolde implica la rotura de este y la extracción de lapieza. Es necesario tener cuidado en este procedimiento ya que la pieza aunque
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está solida, sigue caliente lo cual es riesgoso para las personas involucradas. El
molde es quebrado mediante golpes hasta liberar la pieza (ver fig. 5).
figura 5. rompimiento del molde
PIEZA TERMINADA
Para facilitar la manipulación de la pieza es necesario retirar los residuos de arena
adheridos a la pieza (ver fig. 6).
Figura 6. pieza terminada
CONCLUSION
En este trabajo nos fue posible aplicar los conocimientos adquiridos sobre
procesos de fabricación, el objetivo fue la elaboración de una pieza cualquiera y
para ello aplicamos un proceso de fundición. Fue necesario diseñar el molde y el
modelo. Además el proyecto le permitió al grupo el desarrollo de habilidades en la
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aplicación e implementación de las técnicas de manufactura con el cual
comprobamos la teoría atreves de la practica. Sin embargo hay que remarcar
algunos aspectos importantes que ocurrieron durante el proceso son:
No tomamos en cuenta que se consumiría una gran cantidad de plomo y que
a pesar de que se observo de que era muy poco su peso era mucho mayor al
considerado ya que el plomo tiene una densidad de 11.34, por lo cual al
fundir 3 ò 5 kilos de plomo se volvió muy poco en estado liquido.
El molde aun contenía un alto grado de humedad a pesar de que tenia 21 días
de haberse hecho, sin embargo no daño la pieza a pesar de que al momento
del vaciado se presento burbujeos y salpicaduras.
BIBLIOGRAFIA
SMITH, William F. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de losMateriales, segunda edición, 1996.
ASKELAND, Ronald R. Ciencia e Ingeniería de los Materiales, terceraedición.
GROOVER, Mikell. Fundamentos de Manufactura Moderna. TerceraEdición. Mc Graw Hill.