INFORME FUNDICIONVISITA INDUSTRIAL FUNDICOM S.A

CARLOS EDUARDO GAMBOA GONZÁLEZ JUAN SEBASTIÁN CÁRDENAS DUARTE

ALEJANDRO SUAREZ QUINTEROSERGEIJ SUPELANO GARCIA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE ING. METALURGIATUNJA2015

INFORME DE FUNDICIONVISITA INDUSTRIAL A FUNDICOM

CARLOS EDUARDO GAMBOA GONZÁLEZ JUAN SEBASTIÁN CÁRDENAS DUARTE

ALEJANDRO SUAREZ QUINTEROSERGEIJ SUPELANO GARCIA

Presentado al ingeniero M.Sc. FABIO RAÚL PÉREZ VILLAMIL

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE METALURGIA

TUNJA

2015

ContenidoPag.

INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................3

1. EQUIPOS, MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS........................................................4

1.1. Planta de fundición.................................................................................................4

1.2. Horno de inducción.................................................................................................5

1.3. Vaciado de piezas....................................................................................................5

1.4. Mecanizado................................................................................................................6

1.4.1 MECANIZADO.........................................................................................................6

1.4.1.1 Máquina de granallado........................................................................................6

1.4.2 Acabado de piezas..................................................................................................6

1.5 Laboratorio......................................................................................................................7

1.5.1 Espectrómetro:.........................................................................................................7

1.5.2 Maquina cortadora:..................................................................................................7

1.5.3 Durómetro:................................................................................................................7

1.5.4 Maquina rectificadora:.............................................................................................7

1.5.5 Análisis metalográfico y físico del metal y ensayos de arena:..........................7

2. BALANCE DE CARGA.....................................................................................................8

3. CONCLUSIONES............................................................................................................10

INTRODUCCIÓN

La empresa FUNDICOM es una empresa dedicada a la fabricación de fundiciones grises y nodulares, el método utilizado para la obtención de piezas es la fusión del material por medio de la utilización de hornos de inducción magnética; debido a esto realizamos una visita para conocer los diferentes proceso de moldeo con los que cuenta la empresa.

FUNDICOM fabrica autopartes para automóvil, maquinaria agrícola y camiones, con lo cual debe ofrecer diferentes métodos en la fabricación de estas, para asi poder generar propiedades especificas en las partes obtenidas por los diferentes tipos de moldeo.

Para tener más claro los procesos manejados en FUNDICOM, se estudiaron previamente algunos conceptos teóricos en clase sobre todo lo referente a los diferentes proceso de fundición, con lo cual cabe mencionar fue una practica provechosa y de gran valor academico.

3

1. EQUIPOS, MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS

La empresa FUNDICOM está dividida en tres secciones principales las cuales son: Los modelos, fundición y el mecanizado. Es evidente, que la metalurgia ha de tratar no solo del comportamiento del metal o la aleación en estado fundido, sino también de los fenómenos asociados con el paso del material de la forma líquida a la sólida, así como su posterior mecanizado para así poder obtener una pieza de gran calidad y con las medidas requeridas or el comprador.

1.1. Planta de fundición

Antes de cualquier proceso, es necesario el balance de carga para saber cuánto acero y qué cantidad de ferroaleante se agrega. El sistema presenta una eficiencia del 75%. Se utilizan mazarotas para evitar contracciones, ya que, por medio de la inspección visual se determinó este problema, con este procedimiento se logró disminuir las contracciones.

La carga necesita de preparación previa con calcinación por llama de la chatarra ya que esta no solo viene con el metal propiamente sino también con aceite caucho y otros hidrocarburos que en el proceso nos pueden adicionar carbono al baño metalico.

La carga contiene un porcentaje de carbono del 2 al 1%, la chatarra contiene Al, Sn y Cr, el cold roll ayuda a equilibrar el balance junto con el retorno que son los rechazos y los sistemas de alimentación, además al horno según las composiciones y el balance de carga se agrega Mn para dar resistencia al impacto y Cr para la resistencia al desgaste. El retorno está entre 40% a 50%. Se utilizan grafitos artificiales que para hierro gris tienen una eficiencia de 80% y naturales; estos se diferencian por que el natural es graso y el artificial es como el coque. El silicio se utiliza de acuerdo a su granulometría, si el grano es pequeño sirve principalmente para inocular formando una matriz perlítica o vermicular; otros inoculantes que se utilizan son el barrio, calcio y tierras raras. El nodulizante es la liga de magnesio y para evitar fragilidad se trabaja con tantalio.

Se trabaja con 4 hornos. Los hornos de inducción están compuestos por un canal que forma un circuito metálico cerrado que desemboca en una cámara de fusión de mayor capacidad, y cuentan con una bobina de cobre refrigerada con agua y recubierta en un refractario. El canal envuelve el núcleo de hierro que es excitado por medio de un espiral, las líneas de campo inducidas se transmiten al anillo metálico, convirtiéndose en calor dando paso al efecto joule. El horno de alta frecuencia trabaja con 2 toneladas y el de baja frecuencia con 8 toneladas.

Para agregar los inoculantes se trabaja en un caldero de inoculación que trabaja a 1520° C de base máxima en temperatura, pero en el vaciado se pierde parte de esta quedando el material entre 1400 y 1415°C, luego de

4

agregado el inoculante se debe colar a 1375°C para piezas grandes, a 1300°C para hierro nodular y a1290°C para hierros grises.

En el proceso se presenta PIN HOLL; que es la mala liga o liga excesiva con alto contenido de Al y Si.

Trabajan con las normas ASTM 536 para nodular y para grises A126. Se hace ensayos de chispa para saber el porcentaje de carbono. En las cabinas está el TAP; que consiste en el encendido y apagado, la termocupla que es el apoyo para que el espectro no esté fallando.

1.2. Horno de inducción.

La empresa cuenta con cuatro hornos de inducción dos pequeños que tienen una capacidad de 4 toneladas y dos grandes que tienen una capacidad de 8 toneladas, los cuales son utilizados para fabricar hierro gris y nodular.

Un horno de inducción se utiliza para calentar o fundir metales con las fuerzas electromagnéticas que generan calor directamente en el metal, en lugar de utilizar el calor puro creado a partir de la combustión del coque. Estos hornos son generalmente más rápidos, confiables y mucho más limpios que los hornos tradicionales, ya que en estos hornos no se producen escorias.

Los nodulizantes son aplicados por medio del ferrosilicio el cual contiene elementos como Magnesio o Cerio y que promueven la transformación del grafito laminar en esferoidal o vermicular mejorando la ductilidad del metal, característica principal del hierro nodular.

La inoculación permite controlar la estructura y las propiedades de la fundición de hierro mediante el aumento de puntos de cristalización que favorecen la formación de grafito nodular en el caso en el caso de la fundición esferoidal. La inoculación elimina la tendencia al blanqueo y aumenta características como la resistencia mecánica y la maquinabilidad.

Cabe mencionar que las normas empleadas en Fundicom son: ASTM 36 especificación normalizada para acero y ASTM 48 Especificación estándar para fundición de hierro gris.

1.3. Vaciado de piezas.

Se hace preparación previa de las cucharas para el vaciado. Se analiza la composición del metal y se procede a bascular el horno. El metal tiene que estar a 1480 °C con un rango de 10° de tolerancia.

En los moldes e realizan marcar para reconcer el lote de colada, estos e hace con el fin de reconocer a cual colada pertencia la pieza y así hacer un posible rechazo o aceptación de este lote debido a la variación en la composición deseada, esta selección se realiza por medio de ensayos de laboratorio.

5

1.4. Mecanizado.

El mecanizado de piezas se refiere a procesos de fabricación, un conjunto de operaciones donde se forman las piezas a través de la separación de material. A partir de productos semi-elaborados, previamente formados por diferentes procesos de moldeo, en lo cual se realiza la remoción de material, principalmente, de tres formas. Máquinas que trabajan por arranque de viruta. Máquinas que trabajan por abrasión, Máquinas que trabajan por deformación del metal.

La empresa cuenta con los siguientes procesos de mecanizado.

1.4.1 MECANIZADO (Planta de mecanizado para Kubota y Mecanizado Automotriz). Las piezas después de fundidas se dejan enfriar, dependiendo de su tamaño son llevadas a la sección de desmoldeo y luego se llevan al granallado donde los operarios proceden a quitar los bebederos y machos según la pieza. A continuación se procede a pasar a la máquina de granallado, donde la piezas se puede ver más fácilmente, de manera que se puedan examinar sus defectos.

1.4.1.1 Máquina de granallado. Después de realizado el granallado se almacenan las piezas y se pasan por el esmeril donde se borran las huellas del bebedero. Así, se hacen los respectivos rechazos por defectologia, también se les da algunos acabados para ser pasados a la parte de mecanizado.

1.4.2 Acabado de piezas. En esta sección se pasan las piezas aprobadas y se procede a la terminación de mecanizado. Las piezas se pasan por varios tornos digitalizados donde se les da las medidas pedidas en la norma y que exige el cliente se proceda a medirlas y con un estudio más detallado se detectan defectos más profundos como son rechupes, poros, inclusiones no metálicas y otros tipos de defectos.

Después de realizado el respectivo mecanizado las piezas son llevadas a la sección de pintura. Seguidamente al haber realizado la pintura en las piezas aprobadas se procede a la parte de terminado donde se le hacen los últimos retoques de pendiendo de la pieza.

6

1.5 Laboratorio

Este cuenta con:

1.5.1 Espectrómetro: En el espectro se puede analizar la composición química de las piezas y saber si cumple o no con las normas establecidas en el certificado de calidad según su composición química.

1.5.2 Maquina cortadora: Se realiza el corte de piezas bien sea para probetas de análisis físico como metalografías o análisis de defectos de las piezas uno de ello y más común los rechupes.

1.5.3 Durómetro: En esta máquina se realiza la dureza de la pieza para su respectivo análisis de cumplimiento de la norma según y el tipo de fundición.

1.5.4 Maquina rectificadora: Se rectifican las respectivas muestras para la confirmación de datos de la preparación del metal en el espectrómetro, de manera que se haga una buena comprobación de datos en cuanto a la composición química.

1.5.5 Análisis metalográfico y físico del metal y ensayos de arena: En esta sección se encuentran las maquinas lijadoras que se utilizan para brillar la probeta y analizar su estructura y microconstituyentes. Además, se encuentran: Microscopio, maquina universal; estos elementos se utilizan para los respectivos ensayos de arena.

BRAZO ROBOTICO

MEZA TRIDIMENCIONAL

7

2. BALANCE DE CARGA

Fundición DTI 0008composición a obtener

C SI Mn P S Cr3,1-3,4 1,8-2,2 0,4-0,6 -0,12 -0,15 -0,2

Peso a obtener para colada de 5200 Kg en una Pieza de 4000 Kg176,8 114,4 31,2 6,24 7,8 10,4

Pesocarga inicial en el horno de inducción (porcentaje en la materia

prima)C SI Mn P S Cr Fe

Retorno 30% 1560 3,4 2,2 0,6 0,12 0,15 0,2 93,33Cold Roll 70% 3640 0,25 0,05 0,45 0,05 0,05 0 99,15total 5200

peso de componentes de la carga inicialC SI Mn P S Cr Fe

Retorno 30% 1560 53,04 34,32 9,36 1,872 2,34 3,12 1455,948Cold Roll 70% 3640 9,1 1,82 16,38 1,82 1,82 0 3609,06total 5200 62,14 36,14 25,74 3,692 4,16 3,12 5065,008Porcentaje análisis inicial 1,195 0,695 0,495 0,071 0,08 0,06 97,404

Rendimiento Composición Ferroaleaciones

C SI Mn P S Cr Fe

Ferrosilicio 60 0,02 76 0 0,02 0,002 0 23,958

Ferrocromo 70 7 2 0 0 0 60 31ferromanganeso 60 7 1,5 76 0,3 0,03 0 15,17

Grafito 85 100

8

Colocamos el peso de las ferroaleaciones que se debe fijar en granulometría 10/30

Composición en peso fijadaRendimiento C SI Mn P S Cr Fe Total

Ferrosilicio 60 0,0206 78,26 0 0,02059 0,0021 0 24,67102,97

4

Ferrocromo 70 0,8493 0,2427 0 0 0 7,28 3,761312,133

3ferromanganeso 60 0,5029 0 5,46 0,02155 0,0022 0 1,0898

7,18421

Total fijado 1,3728 78,503 5,46 0,04215 0,0042 7,28 29,522Grafito 85 113,29

Peso de las ferroaleaciones con rendimiento respectivo

Peso ferroaleaciones agregadaFerrosilicio Ferrocromo Ferromanganeso Grafito

171,622807 17,333333 11,97368421 133,279

composición final TotalC SI Mn P S Cr Fe

Peso 176,8114,64

3 31,23,7341

54,164

2 10,45094,

55435,4

7Porcentaje

3,25270821

2,10916

0,5740073 0,0687

0,0766

0,1913

93,727 100

De acuerdo a los parámetros fijados inicialmente estamos dentro de la composición normativa del DTI 0008

9

3. CONCLUSIONES

Las visitas técnicas son necesarias, ya que la familiarización con la industria genera realidad a lo visto en la academia.

Se logró conocer las distintas maquinas, procedimientos y herramientas que se utilizan en la fundición a nivel industrial.

Con la salida pedagógica se reforzaron conocimientos prácticos a nivel laboral de lo ya estudiado teóricamente.

Gracias a la visita se reforzó el conocimiento sobre la fundición a nivel industrial caracterizando las ferroaleaciones, grafito e inoculante de Mg o Cs.

Se pudo ver la marcación reglamentada bajo norma de los lotes de producción y de las pruebas realizadas a las piezas obtenidas por fundición.

Se vio los procesos anteriores a la adición de las cargas al horno y su debida preparación.

10