FUNDICIÓN EN MOLDES PERMANENTES Y

DESECHABLESAnel Zarate Armando

Andrade Geovani

Leo Valdez

Fernández Salazar Carlos Antonio

Fundición en moldes permanentes y desechables

Los procesos de fundición del metal se dividen en dos categorías de acuerdo al tipo de moldes

1) MOLDES DESECHABLES

2) MOLDES PERMANENTES

En las operaciones de fundición con molde desechable, éste se destruye para remover la parte fundida, como se requiere un nuevo molde por cada nueva fundición, las velocidades de producción son limitadas, ya que se requiere mas tiempo para hacer el molde que para la fundición en si, sin embargo, para ciertas partes se pueden producir moldes y fundiciones a velocidades de 400 partes por hora o mayores. En los procesos de moldeo permanente, el molde se fabrica con metal (u otro material durable) que permite usarlos en repetidas operaciones de fundición. En consecuencia, estos procesos tienen una ventaja natural para mayores velocidades de producción.

La desventaja económica de cualquiera de los procesos con molde desechable es la necesidad de un nuevo molde para cada fundición. En la fundición con molde permanente, el molde se reutiliza muchas veces.

La fundición en molde permanente usa un molde metálico construido en dos secciones que están diseñadas para cerrar y abrir con precisión y facilidad. Los moldes se hacen comúnmente de acero o hierro fundido. La cavidad junto con el sistema de vaciado se forma por maquinado en las dos mitades del molde a fin de lograr una alta precisión dimensional y un buen acabado superficial.

Fundición con molde desechable (No permanente)

El molde donde se solidifica el metal debe ser destruido para mover la fundición. Estos moldes se hacen de arena, yeso o materiales similares que tienen su forma, usando aglomerantes de varias clases. La fundición en arena es el ejemplo más prominente. En la fundición de arena se vacía metal líquido dentro del molde hecho de arena. Después de que el metal se endurece, se sacrifica el molde a fin de recuperar la fundición.

Fundición con molde semipermanente

También dentro de esta categoría existe el llamado fundición en molde semipermanente (Ya que si quitar el corazón metálico es imposible o muy difícil se puede utilizar un corazón de arena)

Fundición en molde permanente Generalidades

Se usan moldes metálicos que se reutilizan muchas veces.

Los metales que usualmente se funden en moldes permanentes son el estaño, plomo, zinc, aluminio, cobre y aleaciones ferrosas cuando se usan moldes refractarios.

Se pueden utilizar corazones metálicos (reutilizables) o de arena (desechables). En este caso se denomina al proceso fundición en molde semi-permanente.

Durante el proceso, las caras interiores de los moldes se recubren con lubricantes o barros refractarios con el fin de controlar la temperatura de la superficie del molde y facilitar el retiro de la pieza.

Se obtiene buen acabado superficial y control dimensional estrecho y buenas propiedades mecánicas debido a que el enfriamiento rápido produce una estructura de grano fino.

No se pueden realizar formas tan complejas como las posibles con molde desechable debido a la necesidad de abrir el molde.

El costo inicial del molde se justifica en series de producción grandes con el menor costo por pieza.

Diseño del molde Permanente

La fundición solidificada debe poderse retirar fácilmente de la cavidad de la matriz. Para ello se requiere que las superficies de la cavidad tengan ángulos de salida en la dirección de apertura del molde. También se recurre a diseños de molde de partes múltiples.

Los moldes generalmente se construyen en acero o fundición. La cavidad y el sistema de vaciado se conforman utilizando maquinados de precisión, a fin de obtener buen ajuste y acabado superficial.

Los moldes suelen refrigerarse por medio de conductos a través de los cuales circula un refrigerante o mediante aletas disipadoras.

Se utilizan en muchos casos pernos expulsores para retirar la fundición solidificada

Las caras del molde deben tener respiraderos que dejen escapar el aire y gases desplazados por el metal fundido entrante

El material del molde debe resistir el choque térmico y la abrasión que se produce durante la colada.

Dependiendo del material del molde y material de la fundición, un molde bien mantenido puede durar decenas de miles o cientos de miles de ciclos sin tener un desgaste apreciable.

Fundición en matrices a alta presión

Un émbolo fuerza el material dentro de la cavidad del molde

Presiones moderadas a elevadas

Buena precisión dimensional y definición de detalles superficiales (formas intrincadas y paredes delgadas)

Piezas de hasta 25 kg

Velocidad de producción elevada

Aplicaciones típicas: componentes de motores, electrodomésticos, herramientas de mano, juguetes.

Dos procesos básicos: – Cámara caliente – Cámara fría

Proceso de cámara caliente

El metal se funde en un recipiente adherido a la máquina

Sistema de inyección sumergido en el metal fundido

Proceso limitado a metales de bajo punto de fusión. Incluyen al zinc, aleaciones Al-Zn, estaño, plomo y a veces magnesio

Velocidades de producción comparativamente altas (hasta 500 ciclos por hora)

Presiones de inyección de 7 a 35 MPa

Proceso de cámara fría

El metal se funde en un recipiente externo separado de la máquina

Sistema de inyección entra en contacto brevemente con el metal fundido

Se pueden procesar aleaciones con temperaturas de fusión más altas. Los materiales de trabajo típicos incluyen al magnesio, aluminio y latón. También se pueden fundir cobre y acero, este último usando matrices de aleación TZM (molibdeno endurecible por precipitación)

Velocidades de producción de hasta 150 ciclos por hora)

Presiones de inyección de 20 a 150 MPa

Las matrices se lubrican en cada colada. Los mismos se componen de grafito o MoS2 en base aceitosa, dispersados en agua.