Un horno tiene una produccin de metal fundido anual de 23800 toneladas. Considerar, para efectos del problema, que se trabajan 8500horas al ao en forma continua. El metal funde a 1200 C y tiene un calor latente de fusin de 70 kcal/kg. La produccin estimada de escoria es del 10% de la materia prima inicial y se elimina a 1280C. Los gases fugan con una temperatura de 480C en una cantidad de 2500 kg/h. Se tiene una recuperacin trmica del 40% del calor perdido en los gases que es aplicado en el mismo horno. Considerar que el calor producido por las reacciones quimicas en el proceso no influyen en el resultado. Determine la eficiencia trmica del horno y la cantidad de coque necesario para la operacin. El Poder Calorfico Inferior (PCI) del coque es de 7500 kcal/kg. Tambiente= 26C. 1Kcal=4184Joules

Cp Calentamiento= 0.162Kcal/kgC Cp SobreCalent. = 0.24Kcal/kgC Cp Escoria = 0.32Kcal/kgC

CpGases =0.25 Kcal/kgC

Se desea obtener por fundicin la pieza de zamak mostrada en la figura. El Zamak es una aleacin de zinc con aluminio, magnesio y cobre. Tiene una densidad 6,6g/cm y temperatura de fusin de 386C. Es un material barato, posee buena resistencia mecnica, buena deformabilidad plstica y buena colabilidad. Para un proceso fundicin con moldeo en arena disear una mazarota cilndrica de dimetro D y altura 2D.

La constante del molde Cm es igual a 3 min/cm2 en la regla de Chvorinov, tiene una contraccin de 1.17% y se desea que la solidificacin ocurra el 25% despus del tiempo de solidificacin de la pieza, adems del volumen de la mazarota y la pieza se considera un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentacin, de dimensiones 12mmx12mmx12mm, parte del bebedero y otros.

Determine el tiempo de solidificacin total del contenido del molde y el tiempo de vaciado si la altura de operacin es 1.5 la altura de la mazarota. La pieza es tronco cnica y tiene un dimetro inferior de 100mm y uno superior de de 65mm. El agujero cilndrico central de la pieza es de 45mm de dimetro y 19mm de altura.

VCONO = h (R2+ r2 +Rr)/3 ACONO = r(g+r) Donde: g es la generatriz

Se desea obtener por fundicin la pieza mostrada en la figura El material utilizado es una aleacin aluminio que tiene una viscosidad dinmica = 0.004 kg/ms, densidad = 180 kg/m y temperatura de fusin de 861C. Es un material de buena resistencia mecnica, buena deformabilidad plstica y buena colabilidad. Para un proceso fundicin con moldeo en arena se condiciona disear una mazarota cilndrica de dimetro D y altura 2D, y que el flujo no supere Re = 3000. La constante del molde Cm = 3 min/cm2 en la regla de Chvorinov, se desea que la solidificacin ocurra el 20% despus del tiempo de solidificacin de la pieza, adems del volumen de la mazarota y la pieza se considera un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentacin de forma cilndrica, parte del bebedero y otros. Determine el tiempo de solidificacin total del contenido del molde y el tiempo de vaciado si la altura de operacin es 1.15 la altura de la mazarota. La pieza mostrada tiene unidades en centmetros.

Cm = 3 min/cm2

Se desea obtener por fundicin la pieza de hierro fundido mostrada en la figura. Para un proceso en arena disear una mazarota cilndrica de relacin H/D = 1, la constante del molde Cm es igual a 4 min/cm2 en la regla de Chvorinov y se desea que la solidificacin ocurra el 50% despus del tiempo de solidificacin de la pieza, adems de los volmenes de la mazarota y la pieza considere un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentacin parte del bebedero y otros. Determine el tiempo de solidificacin total del contenido del molde y el tiempo de vaciado si la altura es de 10cm y el dimetro de alimentacin del canal es de 3cm. La pieza final tiene cuatro agujeros equidistantes de 4cm de dimetro, la forma tronco cnica tiene un dimetro inferior de 24cm y uno superior de 10cm. El agujero central de la pieza es de 6cm de dimetro. VCONO = hr2/3 ACONO = r(g+r)

Una empresa se dedica a la fabricacin de engranajes de alta resistencia, de aluminio 6060-T6, para bicicletas de alta competencia. La fabricacin de un engranaje de 76.2mm de dimetro externo, 20mm de dimetro interno y 6mm de espesor, consiste en un proceso de forja de dado cerrado con una prensa hidrulica de velocidad variable. La preforma utilizada es un cilindro hueco de 40mm de dimetro externo y 20mm de dimetro interno. Existe capacidad de prensa mxima de 2.5MN con carrera condicionada a que la reduccin de altura debe hacerse en partes iguales en cada etapa. Los daos de deformacin para los dados, en estas condiciones de trabajo est limitada a una presin de 142MPa. Considerar kForma= 4, K=150MPa,n = 0.4.Determinar las caractersticas del proceso para una produccin masiva y las dimensiones iniciales del cilindro de partida. Para efectos del problema considerar que el dimetro interno permanece inalterable durante cada etapa del proceso

Una prensa hidrulica de forja es capaz de ejercer una fuerza mxima de 300kN. Una parte cilndrica se recalca en fro con dado abierto. La parte inicial tiene un dimetro de 30 mm y una altura de 30 mm La curva de fluencia del metal est definida por K = 200 MPa y n =0.20. Determine la reduccin mxima en altura a la que puede ser comprimida la parte con la prensa, y el nmero de etapas necesarias para reducir su altura en 2.5%. El coeficiente de friccin es igual a 0.1. Los daos de deformacin para los dados, en estas condiciones de trabajo, estn limitados a una presin de 100MPa.

La deformacin mxima que se puede realizar con la prensa est condicionada por la restriccin del dao de deformacin que puedan tener los dados.

Cumple el requerimiento para los dados y existe suficiente capacidad de prensa para realizar la operacin

Se desea obtener por fundicin la pieza mostrada en la figura El material utilizado es una aleacin de densidad 6.6g/cm y temperatura de fusin de 386C. Es un material de bajo precio, posee buena resistencia mecnica, buena deformabilidad plstica y buena colabilidad. Para un proceso fundicin con moldeo en arena, disear una mazarota cilndrica de dimetro D y altura 1.5D que termina en una semiesfera en su parte superior. La constante del molde Cm es igual a 3 min/cm2 en la regla de Chvorinov, se desea que la solidificacin ocurra el 25% despus del tiempo de solidificacin de la pieza, adems del volumen de la mazarota y la pieza se considera un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentacin cilndrico, de 12mm de dimetro. Determine el tiempo de solidificacin total del contenido del molde y el tiempo de vaciado si la altura de operacin es 1.5 la altura de la mazarota. El agujero central de la pieza va hasta el fondo. Unidades de figura en milmetros.

Se desea obtener por fundicin la pieza mostrada en la figura El material utilizado es una aleacin de densidad 6.6g/cm y temperatura de fusin de 386C. Es un material de bajo precio, posee buena resistencia mecnica, buena deformabilidad plstica y buena colabilidad. Para un proceso fundicin con moldeo en arena, disear una mazarota cilndrica de dimetro D y altura 1.5D que termina en una semiesfera en su parte superior. La constante del molde Cm es igual a 3 min/cm2 en la regla de Chvorinov, se desea que la solidificacin ocurra el 25% despus del tiempo de solidificacin de la pieza, adems del volumen de la mazarota y la pieza se considera un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentacin cilndrico, de 12mm de dimetro. Determine el tiempo de solidificacin total del contenido del molde y el tiempo de vaciado si la altura de operacin es 1.5 la altura de la mazarota. El agujero central de la pieza va hasta el fondo. Unidades de figura en milmetros.

La fabricacin de la pieza mostrada, consiste en un proceso de forja de dado cerrado con una prensa hidrulica de velocidad variable. La preforma utilizada es un cilindro macizo de 165.1mm de dimetro. Existe capacidad de prensa pero la carrera est condicionada a una reduccin de altura siempre constante. Los daos de deformacin para los dados, en estas condiciones de trabajo est limitada a una presin de 136MPa. Considerar kForma= 4, K=150MPa, n = 0.4. El clculo de la capacidad de prensa total se determina sumando la fuerza aplicada para reducir a la altura final de cada uno de los volmenes que componen la pieza. Se determina la variacin de altura inicial del disco utilizado hasta la altura final de cada uno de las alturas de la figura. Determinar la fuerza necesaria y el numero de etapas recomendado para una produccin masiva. Para efectos del problema no se considera ningn reborde en la pieza. Unidades en milmetros.