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TEMA 4: COMFORMACION POR MOLDEO.

El moldeo llamado también fundición o colada, es un proceso de conformación basadoen la fusión de los metales. Consiste en una serie de operaciones mediante las cualesse obtiene un hueco o molde de arena, metal o material refractario, que reproduce la

forma de la pieza que se desea fabricar, en el cual se vierte o cuela el metal fundidodejándolo enfriar hasta que solidifica completamente.

Como proceso tecnológico, su principal ventaja consiste en que con su ayuda sepueden fabricar con facilidad y economa piezas de formas muy complicadas, comobloques de cilindros, culatas de motores de e!plosión, carburadores, bancadas demaquinas"herramienta, etc. que son muy difciles o imposibles de obtener por otrosmétodos.

#ermite además el empleo de metales y aleaciones que no son aptos para elconformado por deformación o soldadura, por ejemplo$ la fundición gris.

%.- OPERACIONES FUNDAMENTALES DE LA CONFORMACION.

#ara realizar este tipo de conformado son necesarias tres clases de operacionesfundamentales$

%.%." &peraciones de fusión.

'a fusión de los metales y aleaciones se realizan en distintos tipos de hornos, cada node los cuales es adecuado para cada metal o aleación a temperaturas comprendidasentre ciertos lmites mayores que una temperatura mnima, para que el metal fundidotenga fluidez y menores que una temperatura má!ima para evitar el quemado del

metal y la pérdida del mismo por vaporización o por o!idación.

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%.(." &peraciones de moldeo y desmoldeo.

Comprende en primer lugar la preparación del molde , hay que hacer una reproducciónde la pieza que se desea fabricar, que se llama modelo.

)espués se coloca este modelo, en una caja de moldeo se llena de arena y seapisona fuertemente, se retira el modelo posteriormente y queda el hueco de la piezaa reproducir.

En este molde se vierte el metal fundido en una operación que se llama colada, y unavez enfriado el metal, se abre o rompe el molde y se saca la pieza, esta operación sellama desmoldeo.

%.*." &peraciones de acabado.

+e procede a limpiar de arena a las piezas y a romper los conductos por donde se ha

metido el metal y que han quedado adheridos a la pieza, y ya queda o totalmenteterminada o lista para el mecanizado posterior.

'os metales o aleaciones aptos para ser conformados por fundición son $ e, Cu, -l,g, /n, sus aleaciones y aleaciones antifricción.

 -unque teóricamente se pueden moldear cualquier metal, normalmente sólo semoldean las más adecuadas para ser conformadas por este proceso y e!isten inclusoaleaciones concebidas especialmente para ello, como casi todas las de cobre.

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2.- MOLDEO EN ARENA.

)esde tiempos prehistóricos se han usado moldes de arena o mineral, las operacionesbásicas no han cambiado simplemente se ha agregado maquinara para hacer lastareas difciles y aunque se automatice el equipo los conceptos básicos no hancambiado.

 -demás de ser el método más antiguo para hacer piezas fundidas, la fundición enarena es a0n el método más usado.

En este proceso se llama molde a la cavidad que reproduce la forma e!terior de lapieza que se va a fundir. +e obtiene generalmente comprimiendo arena de moldeosobre el modelo el cual se retira después. #or tanto si el molde que con el se obtienese llena con metal fundido, obtenemos una pieza maciza. +i a de ser hueca, paraobtener las cavidades se necesita colocar otras piezas especiales denominadasmachos o noyos que no son más que bloques macizos de arena u otro material, cuyoe!terior es la forma interior que queremos reproducir.

3.- PLACAS MODELO.

#or lo general consta de un modelo metálico, de madera, yeso o plástico,montados sobre una placa metálica. 'os metálicos tienen la ventaja de ser másduraderos, de mayor e!actitud y suministran superficies más lisas.

+on el elemento fundamental en el moldeo mecánico. 

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1.- CAJAS DE MOLDEAR.

+on marcos de madera, aluminio, fundición o acero, de formas y dimensiones muyvariadas, destinadas a contener la arena del molde.

Consta de una parte superior y de otra inferior o de fondo, provistas espigas o clavijasy de orejas en correspondencia para fijar su posición durante el moldeo. +i hay más dedos a las otras se las llama 2intermedios o arcos3.

'as paredes de estas cajas suelen llevar, sobre todo si son grandes, una serie deagujeros o ranuras para facilitar la salida de gases del molde y además las aligeran depeso.

4.- ARENAS DE MOLDEO.

'as arenas silicoaluminosas denominadas tierras de moldeo son el material que másse emplean para la fabricación de moldes y machos. Están compuestos qumicamentepor cuarzo, arcilla, cal y feldespatos.

El cuarzo puro es la slice y es el principal componente de la arena 56"768, ya quetiene una elevada dureza que de la escala de ohs. 9iene además una elevadaresistencia a la temperatura ya que empieza a reblandecer a los (.166 C:apro!imadamente.

9odas las arenas naturales contienen siempre un 8 de agua variable y que suele ser 

generalmente inferior al %68, pero lo ideal es que este comprendido entre el 4 y el ;8.Cada vez se usan mas arenas especiales por varias razones, están. Compuestas demateriales mas complejos, contienen mezclas de compuestos inorganicos y aunquecuestan mas ofrecen mayor estabilidad a altas temperaturas que la silice ordinaria, locual produce mejores superficies de las piezas fundidas

 -lgunas de estas arenas especiales son la olivina la cromita, el circonio, laestaurolita y el.silicato de aluminio. 'as mas usadas son las tres primeras.+i el 8 es menor la resistencia mecánica de la arena disminuye con peligro de arrastrede porciones del molde y forme inclusiones en la pieza fundida.

+i el 8 es más alto el volumen de vapor producido dentro del molde aumentara seriesgo de sopladuras o poros.

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6.- METODOS DE MOLDEO.

<na primera clasificación sera por la forma de realizarlo$

oldeo a mano$ Como su nombre indica todas las operaciones son manuales.=equiere personal muy cualificado y sólo es adecuado para obtener un n0mero muyreducido de piezas o cuando las piezas son muy complicadas y no se puede utilizar elmoldeo mecánico.

oldeo mecánico$ En los talleres de fundición de gran producción y producción enserie para elaboración de moldes y machos se sustituyen los métodos manuales por elmoldeo mecánico.

+us ventajas son las siguientes$

>o necesita personal especializado.

+e pueda utilizar de forma más racional al personal especializado, ya que se le liberade una serie de operaciones au!iliares.

#osibilita que el operario adquiera con rapidez la habilidad de elaborar los moldes amáquina mientras que el aprendizaje manual es más lento.

Es posible obtener piezas de forma complicada con precisión y rapidez.

+e pueden obtener piezas con espesores muy peque?os.

'os moldes adquieren una resistencia más alta, con lo cual las piezas quedan mejor terminadas.

+e facilita la operación de desmoldeo sin deteriorar el molde con el consiguienteahorro de gastos de reparación.

+e disminuye el n0mero de piezas defectuosas y se mejora la calidad.

7.- MOLDEO EN MOLDES METALICOS.

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'os moldes metálicos también llamados coquillas, sustituyen ventajosamente a los dearena cuando se trata de fabricar grandes series de una misma pieza. 'as coquillasse componen de dos partes principales$ <na el cuerpo del molde. @ otras que son losmachos o n0cleos, que reproducen los huecos o entrantes de las piezas y pueden ser metálicos o de arena.

El material más utilizado para fabricar el cuerpo del molde es la fundición gris degrano fino.

'a duración de las coquillas, depende de la clase de material empleado en sufabricación, del material que se moldee, y del cuidado que se ponga en sumanipulación. <n molde bien fabricado y bien utilizado suele resistir la fundición de%6.666 a 16.666 piezas sin retoques de importancia.

'as principales ventajas del moldeo en coquilla son$

+e logra mayor precisión en las cotas de las piezas que en el moldeo con arena.

'as contracciones lineales son menores que en arena.

>ecesita menos espacio y menos manejo de materiales que en arena.

+iempre que se deseen fabricar series de más de mil piezas, la fundición resulta máseconómica que en arena"

Anconvenientes$

El elevado costo de las coquillas y de los accesorios.

 El tiempo y coste de la puesta a punto de la fabricación de cada pieza.

8.- MOLDEO EN COQUILLA POR PRESION.

)ifiere del moldeo en coquilla por gravedad en que el metal en estado lquido opastoso se introduce en el hueco del molde bajo presión, esto favorece el rápidollenado del molde y la reproducción fiel de sus más finos detalles. 9ambién asegura laeliminación de la porosidad en las secciones macizas de la pieza.

'a presión debe ser tanto más elevada cuanto mayor sea la tendencia de la aleación apresentar sopladuras.

'as piezas después de eliminado el bebedero quedan completamente terminadas y nonecesitan mecanizado posterior, la estructura del metal es de grano fino y las

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caractersticas mecánicas muy elevadas.

9.- MOLDEOS ESPECIALES.

%.- Moldo ! "#$"%&%

Consiste en esencia en obtener un molde con una delgada cascara de arena de sliceaglomerada con resinas sintéticas termoestables depositándola sobre una placamodelo metálica calentada a temperatura conveniente.

Este proceso se realiza en máquinas que ejecutan las siguientes operaciones.

Calientan la placa modelo a unos (66:C.

#ulverizan sobre la placa un agente de desmoldeado abase de siliconas para facilitar el desmoldeo.

Colocan la placa modelo sobre un dispositivoparcialmente lleno de la mezcla.

+e invierte el depósito cayendo la arena sobre la placamodelo y empieza a formarse la cáscara.

+e vuelve a girar el depósito con la placa modelo,hasta colocarlo en su posición original con la cual laarena no aglomerada cae otra vez al depósitoquedando en contacto con la placa modelo la cáscara.

+e lleva la placa con la cáscara pegada a él, a unaestufa donde se termina el endurecimiento de la misma, calentándola a unatemperatura entre *46 y 146 C: durante ( minutos.

7.2.- Moldo % l% "&% '&d(d%.

+e realiza de la siguiente manera$

+e hace un modelo en cera del objeto que se a de moldear.

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+e recubre este modelo con una capa gruesa de yeso y arena de slice mezclada.

)espués de secarse al aire el modelo de cera con su envoltura, se cuece en un horno.'a cera entonces se funde y queda el recubrimiento formando el verdadero molde, quereproduce con gran e!actitud la superficie e!terior del modelo de cera.

+e emplea mucho este proceso para la fabricación de piezas peque?as en serie que

se obtienen con e!celente acabado superficial y gran precisión, lo que haceinnecesario su mecanizado posterior. +e pueden fabricar fresas y brocas de acero decorte rápido, álabes para turbinas de vapor, de gas y de motores de reacción conaceros ino!idables o aleaciones refractariasB tijeras e instrumental quir0rgico conaceros martensticos, peque?os imanes permanentes de formas complicadas #iezasde maquinaria te!til de máquinas de coser, de armas automáticas, de motores decombustión, herramientas calibradas, matrices de estampación, partes deelectrodomésticos, etc.

'as limitaciones de este procedimiento se deben al coste elevado y a la limitación deltama?o de las piezas, que suele ser menor de 466 gr. 'a gran mayora no sobrepasanlos *6 gr., pero se han llegado a obtener piezas de gasta (6 g.

)*.- COLA+ILIDAD.

 -0n cuando los conductos del sistema de distribución estén perfectamente dise?ados,e!iste la posibilidad de que el metal comience a solidificar antes de haber llenado por completo al molde, sobre todo en sus partes más delgadas.

#ara que esto no suceda, la aleación debe tener una colabilidad adecuada,entendiéndose por tal su mayor o menor aptitud para llenar por completo la cavidad

del molde. +erá función de la cantidad de calor que puede perder el metal antes desolidificar y en consecuencia de la temperatura de sobrecalentamiento. )epende

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también de las condiciones de enfriamiento del metal en el molde y de la velocidad dela colada.

)).- INSPECCI,N DE LAS PIEAS FUNDIDAS.

'os métodos más corrientes son$

E!amen visual$ se debe realizar inmediatamente después del desmoldeo para evitar gastos de limpieza en piezas con defectos visibles.

Control de dimensiones$ con calibres especiales si la serie es grande o en una mesade trazado si es peque?a.

#rueba de sonoridad$ +e efect0a golpeando con un mazo de madera la pieza colgadade un gancho y por el sonido que emite se sabe si la pieza está rota o no.

Ensayos no destructivos$ +e utilizan métodos de partculas magnéticas, lquidospenetrantes, rayos D y ultrasonidos.

E!amen metalográfico$ #ara determinar el tama?o del grano y las microporosidades.

Ensayos mecánicos$ Como pueden ser dureza, tracción, fle!ión, fatiga, etc

 -nálisis qumico$ #ara ver si la composición se ha mantenido dentro de los lmitesdeseados.

 -cabado superficial$ Falorando el mismo con el rugosmetro.