I Introducción

5/13/2018 I Introducci n - slidepdf.com

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FUNDICION I

Ing. Leonardo Juárez Tapia



CONTENIDOI. Unidad. Introducción a la fundición

II. Unidad. Materiales de moldeoIII. Unidad. Fabricación de corazones

IV. Unidad. Fabricación de moldes

V. Unidad. Sistemas de colada yalimentación.



I Unidad

1. INTRODUCCION A LOS PROCESOS DE FUNDICION

2. OBJETIVO

3. PROCESOS DE MANUFACTURA

4. ANTECEDENTES HISTORICOS

5.-PROCESO TECNOLOGICO DE LA FUNDICION



Objetivo

Introducir al participante en los principales conceptos

asociados a la fundición, los cuales son necesarios para el

entendimiento del proceso y la práctica de la fundición

Adquirir los conocimientos necesarios, así como la prácticareferente a los procesos de moldeo, utilizando los materiales

existentes en la industria de la fundición



Grupo I

Procesos quecambian la

forma del

material

y1. Metalurgia extractiva

2. Fundición

y3. Formado en fr ío y en

caliente

y4. Metalurgia de polvos

y5. Moldeo de plástico

Procesos de Manufactura



Procesos metalúrgicos de transformación para la obtención de

piezas cercanas a su forma final (near net shape)

Procesos metalmecánicos (metalworking processes)

Procesos de fundición (Foundry Processes)

Procesos en los cuales el metal pasade la fase sólida a la liquida mediante

un horno de fusión, para

posteriormente ser vertido en moldes.

El control durante la fusión y

solidificación influyen fuertemente en

sus propiedades mecánicas

Procesos que se aplican a los materiales

metálicos en fase sólida, durante el cual

sufren deformaciones plásticas

(permanente) que modifican suestructura y propiedades mecánicas.



Antecedentes Históricos

Se ha tenido mucho más avances en la industria de la

fundición a partir de la II Guerra Mundial, que en los

previos 4 000 años (Bruce L. History of the Metalcasting)

Su importancia se basa en:La contribución a: la generación de empleos, la

competitividad costo-utilidad de los componentes fabricados,

el desarrollo de nuevas tecnologías, el desarrollo de nuevas

aleaciones, la generación de componentes más y mássofisticados para todo tipo de aplicaciones. Todo en base a la

dedicación e ingenio de los ingenieros



600 BC Primera pieza de hierro colado, un

tripode (tripod) de 600 lb colada por los chinos 233 BC Se obtienen piezas de hierro para

arado

200 BC Se siguen produciendo piezas de

hierro durante la dinastía Han

9000 BC fabricación del primer objeto

metálico, cobre nativo

3000-2500 BC pequeños objetos

obtenidos por cera perdida

BC Pieza colada más antigua: rana de

cobre (Mesopotamia)

BC Colada de bronces por fundidores en

moldes de piedra (herramientas y armas)

1500 BC Se descubre el hierro para

trabajado metalmecánico



500 Se produce el hierro colado en India

1313 El primer cañon colado en bronce se fabrica por

monjes en la ciudad de Gante

1480 Nace el primer fundidor y padre de la industria de la

fundición, Vannoccio Biringuccio (1480-1539), publica el

primer libro de Fundición y Metalurgia bajo supervición del

Vaticano

1645 Aparece por primera vez en el diccionario Oxford el

térmico Fundición y su variante en francés Fonderie



1825 Aluminio, el metal más abundante en la corteza

terrestre es aislado por el danés Hans Oersted

1830´s Seth Boyden (Newark NJ) produce el primer hierro

maleable de corazón negro

1884 Primera aplicación arquitectónica del aluminio fundido

(William Frishmuth), pirámide montada en la punta del

monumento a Washington

1900 Se introduce el ensayo de dureza Brinell, en la producción

de bronces al aluminio en EU

1948 Se produce el primer hierro nodular en planta por

Jamestown Malleable Iron Co (Jamestown, NY) en forma de

barra. Se cuela el primer tubo de hierro dúctil por Lynchburg

Foundry (Lynchburg VA)



PROCESO TECNOLOGICO DE LA FUNDICIÒN

DEFINICIÖN: Se entiende por fundición laobtención de piezas por solidificación de unmetal dentro de una cavidad llamadamolde.



TI P

OS DE MOLDES Molde metálico o permanente

± Colado por gravedad

± Colado a baja presión

± Colado a alta presión

-En maquinas de cámara fr ía

-En maquinas de cámara caliente

Moldes cerámicos o semipermanentes

Grafito, yeso, etc. Moldes de arena o perdido



Características de los moldes de arena

Refractariedad .- el molde debe soportar altastemperaturas.

Resistencia mecánica.. Debe soportar el

manejo y la presión que el metal ejerce sobre sus paredes

P ermeabilidad. Debe dejar pasar los gases a

través de sus paredes Colapsibilidad. No debe impedir la

contraccíon



Fundición en molde de arena en

verde (Green Sand Mould)

Molde unitario



Etapas para la obtención del moldeEtapas para la obtención de una pieza de fundición



Fundición en molde permanente

(molde no unitario)

Proceso en el cual el molde es metálico (no unitario), este se llena de

metal liquido, siendo la solidificación más rápida que el de arena

Permanent

mould



Los principales procesos en la producción

de piezas son: Fusión del metal,

Elaboración de moldes,

Vaciado del metal y solidificación, Desmoldeo,

Limpieza y desbarbado,

Tratamiento térmico

Control de calidad de las piezas.



DIAG R AMA DE FLUJO SIM P LIFICADO P A R A EL PROCESO DE FUNDICIÓN: FUSIÓN , MOLDEO, COLADA Y ACABADO.



Materias primas

Fundentes Metales Chatarra-Coque

Arena

Horno de crisol o

reverbero

Horno de

inducción

Horno de

Cubilote

Metal líquido

Olla de colada

Preparación

de la arena

Moldeo

unitario

Llenado de moldes

(colada)

corazones Fabricación

de corazones

Materias

primas

Desmoldeo

Enfriamiento

y limpieza

Corte y

Acabado

Diagrama de flujo: Proceso de Fundición

Molde no

unitario



Proceso de Fundición: diagrama de flujo y fuentes de emisión



Variables en el proceso de fundición

Modelo: tolerancias y diseño metalúrgico en función del tipo de proceso

Fusión: Unidad de fusión, técnica de fusión, tratamiento del metal

líquido, control de la temperatura, reactividad y tipo de aleación

fundida, selección del refractario, etc.

Corazón: tipo de proceso, mezcla de arena, temperatura del corazón,

acabado superficial, peso, propiedades mecánicas, etc.

Colada o llenado del molde: tiempo de colada, temperatura de colada,

diseño del sistema de colada, diseño del sistema de alimentación, forma

de llenado, tipo de horno, etc.

Moldeo: variable depende del tipo de molde



Características de los procesos de

fundición Conveniente para partes complejas e intrincadas o piezas

con huecos internos, como: monoblocks, cabezas para

cilindros, cuerpos de bombas, árboles de levas y cigueñales,

estructuras para aeronáutica, etc.

Adecuado para volumenes pequeños y piezas prototipo,

hasta fabricación de grandes volumenes de piezas

Facilidades y bajo costo de equipo para algunos procesos

Aplicable como proceso solo a algunos metales como los

Hierros Colados debido a sus características y propiedades

metalúrgica

Fabricación de piezas pequeñas, hasta de enormes

dimensiones



Procesos de fundición tradicionales

Molde unitario. Molde de arena en verde (green sand mould) (MU)

Moldeo en cáscara (Shell mould)

A la cera perdida o de precisión (investment casting) Modelo evaporable (lost foam o full mold)

Molde no unitario. Colada por gravedad en molde permanente (Gravity casting

orP

ermanent mould) Colada a presión (die casting)

Colada centrifuga



Proceso Ventajas Limitaciones

Arena en verde Cualquier metal se puede utilizar, no hay limite de

tamaño ni peso. Bajo costo de equipo y herramental

Requiere de acabado final.

Amplias tolerencias dimensionales

Cáscara Buena exactitud dimensional y acabado superficial.

Alta velocidad de producción

Tamaño de pieza limitada.

Modelos y equipo caros

Evaporable Pueden colarse la mayoría de los metales. No hay

límite de tamaño ni de complejidad de la pieza

Los modelos tienen poca

resistencia y son muy costosos en

bajas cantidades

Yeso Piezas intrincadas, buena exactitud dimensional y

acabado. Baja porosidad

Limitado a no ferrosos. Tamaño y

volumen del producto es limitado.Tiempo de fabricación del molde

largo

Cerámico Piezas intrincadas , buen acabado superficial. Buena

exactitud dimensional

Tamaño limitado

Cera perdida Formas intrincadas, excelente acabado superficial,

buena tolerencia dimensional

Tamaño lmitado. Modelos, equipo

y acabado costoso

M. Permanente

C. a presión

Buen acabado superficial y exactitud dimensional.Alta velocidad de producción

Alto costo del molde. Limitadoen tamaño y complejidad. No es

muy conveniente para metales de

alto punto de fusión

Costo elevado del molde. Tamaño

limitado. Se aplica ano ferrosos

C. Centrifuga Partes cilíndricas huecas, buen acabado superficial.

Alta velocidad de producción

Equipo car y forma de piezas muy

limitada

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