¿EN QUÉ CONSISTE EL PROCESO DE FUNDICIÓN?

Consiste en vaciar metal fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se desea

fabricar y esperar a que se endurezca al enfriarse.

¿CÓMO CREES QUE HA SIDO LA EVOLUCIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN?

¿CUÁLES SON LAS ACTIVIDADES QUE SE LLEVAN ACABO PARA PRODUCIR

UNA PIEZA FUNDIDA?

1. Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas.

2. Diseño del molde.

3. Preparación de los materiales para los modelos y los moldes.

4. Fabricación de los modelos y los moldes.

5. Colado de metal fundido.

6. Enfriamiento de los moldes.

7. Extracción de las piezas fundidas.

8. Limpieza de las piezas fundidas.

9. Terminado de las piezas fundidas.

10. Recuperación de los materiales de los moldes.

MENCIONA LA VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROCESO DE FUNDICIÓN

LIMITACIONES

• Precisión y acabado

• Productividad

• Defectos en pieza: poca fiabilidad mecánica

• Las cotas funcionales requieren mecanizado posterior

Ventajas:

Se pueden crear formas de compleja geometría, incluyendo formas externa se internas.

Se pueden producir formas netas que no necesitan acabados posteriores.

El tamaño de las piezas pueden ser muy alto: 100 toneladas.

Los métodos de producción son adaptables a la producción en masa.

¿QUÉ ES UN MOLDE?

Los recipientes con la forma deseada se conocen como moldes, éstos se fabrican de diferentes

materiales como: arena, yeso, barro, metal, etc. Los moldes pueden servir una vez o varias. En el

primer caso se les conoce como moldes temporales y los que se pueden utilizan varias veces, se

les conoce como moldes permanentes.

• Molde abierto. El metal líquido se vacía hasta llenar la cavidad abierta.

• Molde cerrado. Una vía de paso llamada sistema de vaciado, permite el flujo de metal

fundido desde fuera del molde hasta la cavidad.

• Molde permanente. Se puede usar muchas veces para producir fundiciones en cantidad,

se hacen de metal y de refractario cerámico que puede soportar las altas temperaturas.

• Molde desechable. El molde donde se solidifica el metal debe ser destruido para remover

la fundición. Principalmente están hechos de arena o yeso con aglomerantes.

¿QUÉ ES UN MODELO?

Los moldes se fabrican por medio de modelos los que pueden ser de madera, plástico, cera, yeso,

arena, poliuretano, metal, etc. 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.

¿QUÉ ES UN CORAZÓN?

Un corazón es un modelo de tamaño natural de las superficies interiores de la parte. El corazón se

inserta en la cavidad del molde antes del vaciado, para que al fluir el metal fundido, solidifique

entre la cavidad del molde y el corazón, formando así las superficies externas e internas de la

fundición. El corazón se hace generalmente de arena compactada. El tamaño real del corazón

debe incluir las tolerancias para contracción y maquinado lo mismo que el patrón. El corazón,

dependiendo de la forma, puede o no requerir soportes que lo mantengan en posición en la

cavidad del molde durante el vaciado. Estos soportes, llamados

cuya temperatura de fusión sea mayor que la de la pieza a fundir. Por ejemplo, para fundiciones

de hierro colado se usan sujetadores de acero. Los sujetadores quedan

durante el vaciado y la solidificación. En la figura 2.12 se muestra un posible arreglo del corazón

usando sujetadores. La porción de los sujetadores que sobresalen de la fundición se recortan

después.

¿QUÉ ES UN BEBEDERO DE C

Es un orificio que se hace en el semimolde superior, este se coloca alrededor de 25 mm del

modelo para dar entrada al material fundido.

La mazarota es un orificio similar, su función es ayudar en el rápido llenado del molde

hace generalmente de arena compactada. El tamaño real del corazón

debe incluir las tolerancias para contracción y maquinado lo mismo que el patrón. El corazón,

dependiendo de la forma, puede o no requerir soportes que lo mantengan en posición en la

del molde durante el vaciado. Estos soportes, llamados sujetadores, se hacen de un metal

cuya temperatura de fusión sea mayor que la de la pieza a fundir. Por ejemplo, para fundiciones

de hierro colado se usan sujetadores de acero. Los sujetadores quedan atrapados en la fundición

durante el vaciado y la solidificación. En la figura 2.12 se muestra un posible arreglo del corazón

usando sujetadores. La porción de los sujetadores que sobresalen de la fundición se recortan

¿QUÉ ES UN BEBEDERO DE COLADA Y UNA MAZAROTA?

Es un orificio que se hace en el semimolde superior, este se coloca alrededor de 25 mm del

modelo para dar entrada al material fundido.

La mazarota es un orificio similar, su función es ayudar en el rápido llenado del molde

hace generalmente de arena compactada. El tamaño real del corazón

debe incluir las tolerancias para contracción y maquinado lo mismo que el patrón. El corazón,

dependiendo de la forma, puede o no requerir soportes que lo mantengan en posición en la

se hacen de un metal

cuya temperatura de fusión sea mayor que la de la pieza a fundir. Por ejemplo, para fundiciones

atrapados en la fundición

durante el vaciado y la solidificación. En la figura 2.12 se muestra un posible arreglo del corazón

usando sujetadores. La porción de los sujetadores que sobresalen de la fundición se recortan

Es un orificio que se hace en el semimolde superior, este se coloca alrededor de 25 mm del

La mazarota es un orificio similar, su función es ayudar en el rápido llenado del molde.

PROCEDIMIENTO DE MOLDEO

Para entender el proceso de fundición, es necesario conocer como se hace un molde y que

factores son importantes para producir una buena fundición.

Los moldes se clasifican según los materiales usados.

1. Moldes de arena verde. Es le método más común que consiste en la formación del molde con

arena húmeda. El procedimiento consiste en el recubrimiento de un modelo con arena húmeda y

dejar que seque hasta que la arena adquiera dureza.

Proceso de fundición en arena.

El termino arena verde puede parecer confuso al principio, puesto que la arena que se emplea es

por lo general café oscuro o negra. El término verde se refiere al hecho de que la arena no es

curada (no se ha endurecido por horneado). El molde esta hecho en una caja de moldear tiene dos

partes: el semimolde superior y el semimolde inferior.

Características de la arena

Arena de fundición: SiO2, de alta refractariedad, (resiste altas temperaturas sin fundirse o

degradarse).

Tamaño de grano pequeño: mejor acabado superficial.

Tamaño de grano grande: permeabilidad para dejar escapar los gases durante el vaciado.

Granos de forma irregulares: generan moldes más fuertes que los granos redondos, pero

restringen la permeabilidad.

Factores para indicar la calidad de la arena en el molde:

Resistencia - Permeabilidad – Estabilidad térmica – Retractibilidad – Reutilización.

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UN MOLDE

1. Colocar el semimolde inferior en la tabla.

2. Colocar el modelo dentro del semimolde.

3. Cernir arena sobre ella, presionando a mano la arena y compactándola.

4. Nivelar la superficie superior con una barra recta conocida como tarraja.

5. Colocar un tablero en la parte superior, para voltear el conjunto y posteriormente retirar

la tabla del molde.

6. Colocar en posición la segunda parte del modelo, la superficie de la arena se rocía con

arena seca de rio.

7. Colocar el semimolde superior sobre el semimolde inferior.

8. Se insertan las bajadas para el bebedero y la mazarota.

9. El semimolde superior se llena con arena se compacta y se tarraja.

10. Retirar las bajadas para el bebedero y la mazarota, y se hace una entrada en forma de

embudo a la bajada de colada para facilitar el vaciado.

11. Separar el semimolde superior cuidadosamente, y se quita el modelo.

12. Se corta los agujeros de colada que comunica la bajada con la cavidad.

13. Las superficies del molde se pueden rociar con un recubrimiento para mejorar el acabado

superficial.

14. Se colocan los corazones y luego ambos semimoldes se unen para la colada.

15. Se colocan pesos sobre el semimolde superior para evitar que el metal que entre haga

flotar al semimolde

LOS MOLDES SE CLASIFICAN SEGÚN LOS MATERIALES USADOS

Moldes de arena verde

• Es el método más común en la formación del molde con arena húmeda.

• Su componente principal es SiO2

• Se tiene que dejar que se seque la arena.

• Se utiliza para todo tipo de metales

• Piezas pequeñas y medianas.

• Geometrías sencillas.

• No se obtienen buenos acabados superficiales o tolerancias reducidas.

Moldes con capa seca

• Dos métodos de preparación: en uno, la arena alrededor del molde a una profundidad de

aproximadamente 10 mm se mezcla con un compuesto de tal manera que se seca, y el

resto del molde está hecho con arena verde ordinaria. El otro método es hacer el molde

entero de arena verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se

endurezca al aplicarle calor.

• El molde debe secarse por aire o por medio de calor para endurecer la superficie y

eliminar el exceso de humedad.

• Piezas de mayor tamaño.

• Geometrías más complejas.

• Mayor precisión dimensional.

• Mejor acabado superficial.

• Molde con mayor rigidez

Moldes con arena seca

• La arena seca es una mezcla de arena de sílice mezclada con un material aditivo (aceite de

linaza, agua de melaza, almidón gelatinizado y soluciones liquidas similares).

• Los moldes son cocidos antes de usarse.

• Están libres de turbulencias.

• Fundición de acero.

• Piezas de mayor tamaño.

• Geometrías más complejas.

• Mayor precisión dimensional.

• Mejor acabado superficial.

• Molde con mayor rigidez

Moldes de arcilla.

• Trabajos grandes.

• Están fabricados con ladrillo o grandes partes de hierro, posteriormente se emplastecen

con una capa de mortero de arcilla.

• El molde resiste la presión completa del metal vaciado.

• Fundición de piezas grandes

• Requieren mucho tiempo para su fabricación y no son muy utilizados.

Moldes con furánicos.

• Se utiliza en la fabricación de moldes usando modelos y corazones desechables.

• La arena seca se mezcla con acido fosfórico, el cual actúa como acelerador.

Moldes de CO2.

• La arena limpia se une con silicato de sodio y esta es apisonada alrededor del modelo.

• Se introduce gas de CO2 para endurecer el molde

• Piezas de forma lisa

• Mejor acabado superficial.

Moldes de metal.

• Formas exactas

• Superficies finas.

• Fundición en matriz de aleaciones de bajo punto de fusión

TIPOS DE CORAZONES

Los corazones se clasifican en como corazones de arena verde y corazones de arena seca. Los de

arena verde, son aquellos formados por el mismo modelo y se hacen de la misma arena que el

resto del molde. Los corazones de arena seca son los que se forman separadamente, para

insertarse después de que se ha retirado el modelo y antes de cerrar el molde. Estos corazones se

hacen de arena de rio, la cual se mezcla con aglutinante y se hornea para darle resistencia

deseada, la caja en la cual se forma se llama caja de corazones.

Corazón de arena seca

En general deben usarse los corazones de arena de arena verde, siempre que sea posible, para

mantener el costo de los modelos y de las piezas de fundición en un mínimo.

Los corazones separados implican:

• Fabricar las cajas para los corazones.

• Formar los corazones (tiempo).

• Hornear y colocar en el lugar correcto a los corazones dentro del molde.

• Para corazones muy grandes y complicados se usan soportes adicionales en forma de

arillos (pequeñas formas metálicas con aleaciones de bajo punto de fusión). Estos arillos

deben limitarse debido a la dificultad que hay para asegurar la adecuada fusión de ellos

con el metal.

Ventajas de los corazones de arena seca:

• Se pueden formar agujeros más precisos.

• Proporcionan mejores superficies.

• Están menos expuestos a ser deslavados por el metal fundido.

Fabricación de corazones

El corazón se forma apisonándolo dentro de una caja para corazones o por medio de terrajas. Los

corazones frágiles y de tamaño medio deben reforzarse con alambres para darles resistencia y en

los grandes se emplean tubos perforados o arboles.

Aglutinantes y mezclas para corazones

Entre los más usados están los aglutinantes de aceite, otros son los solubles en agua como las

harinas de trigo, dextrina, almidón gelatinizado etc.

Otros los plásticos termofraguantes incluyendo el fenol formaldehído

El uso de aglutinantes de resina de alcohol furfural y con arena está remplazando muchos de los

corazones que requieren cocimiento.

Muchos corazones se fabrican con una mezcla de arena y silicato de sodio, que al ser apisonado en

una caja de corazones puede endurecer al aplicarle dióxido de carbono gaseoso. Este es el proceso

CO2, como no son horneados, se les puede producir a bajo costo.

EQUIPO MECANICO DE MOLDEO

Las maquinas pueden eliminar mucho trabajo de moldeo, produciendo al mismo tiempo mejores

moldes. Las maquinas varían considerablemente en diseño y métodos de trabajo y se denominan

en la forma en la que se realiza el trabajo de apisonado.

Máquinas de percusión

• Están equipadas con pernos ajustables para permitir el uso de diferentes tamaños de cajas

dentro de la capacidad de la maquina.

• El apisonado uniforme en torno del modelo produce mayor resistencia al molde y reduce

la posibilidad de protuberancias, costras o derrumbes.

• Se usa para trabajos de gran tamaño.

Máquinas de prensado

• Se comprime la arena de la caja entre la mesa de la maquina y un pistón superior.

• No es posible obtener una densidad uniforme en el molde.

• Están limitadas a molde de solo unos cuantos centímetros de espesor.

Máquinas de percusión prensado

• Utiliza los dos principios de percusión y prensado.

• Esta máquina elimina seis operaciones manuales diferentes: apisonado, alisado de la

superficie de separación, aplicación de la arena de separación, pincelado alrededor de los

molde, golpeteo del modelo y corte del alimentador.

Máquinas de percusión prensado con volteo

Máquinas de diafragma para moldeo

• Se utiliza un diafragma de hule puro para compactar la arena sobre el contorno del

modelo.

• Se mantienen tolerancias muy pequeñas debido a la uniformidad con que se compacta la

arena.

• Este proceso es muy rápido.

Máquina de percusión con volteo y extracción del modelo.

• Se utiliza para molde de arriba de 5500 kg, que son difíciles de manejar a mano

Lanzadora de arena

• Se utiliza para molde grandes

• La capacidad de apisonado es de 0.2 a 0.28 m3, o 450 kg de arena por minuto.

• Se puede controlar la densidad del apisonado mediante la velocidad del cabezal impulsor.

• Para altas producciones se disponen maquinas con capacidad de 30 kg de arena por

segundo.