DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

Integrantes

PROCESOS DE FUNDICIÓN

Resumen:La Fundición es el proceso en donde se introduce un material fundido en una cavidad previamente preparada o molde, en donde solidifica. Pueden producirse formas intrincadas de casi cualquier tamaño a partir de una material que pueda fundirse.Entre los metales utilizados están: Hierro, acero, aluminio, bronce, cobre, latón, magnesio, zinc, etc.Para la fundición debe fabricarse un molde con cavidad con la forma y tolerancias de la pieza ya que esta contrae cuando enfría. El material del molde debe ser refractarios y los equipos con temperatura adecuada, mas un ventero adecuado para evacuar aire y gases de fundición.De mas esta decir que el molde debe permitir el retiro de la colada y para luego hacer operaciones de eliminación de sobrantes.Hay diferentes tipos de procesos de colado :

- Fundición en arena- Fundición en molde permanente- Fundición en molde de yeso- Fundición modelo consumible- Fundición en matriz- Fundición por centrifugado- Fundición por revestimiento(cera perdida)

Fundición con moldes de Yeso

Características:La fundición con moldes de yeso es similar a la fundición en arena, excepto que el molde está hecho de yeso <sulfato de calcio> (2CaSO4 – H20) en lugar de arena. Se mezclan aditivos como el talco y la arena de sílice con el yeso para controlar la contracción y el tiempo fraguado, reducir los agrietamientos e incrementar la resistencia.

La consistencia permite a la mezcla de yeso fluir fácilmente alrededor del patrón, capturando los detalles y el acabado de la superficie. Ésta es la causa de que las fundiciones hechas en moldes de yeso sean notables por su fidelidad al patrón.

Los moldes de yeso no pueden soportar temperaturas tan elevadas como los moldes de arena. Por tanto están limitados a fundiciones de bajo punto de fusión como aluminio, magnesio y algunas aleaciones de cobre. Su campo de aplicación incluye

moldes de metal para plásticos y hule, impulsores para bombas y turbinas. Las ventajas de los moldes de yeso son el buen acabado superficial.Las piezas fundidas tienen detalles finos con un buen acabado superficial.Precisión dimensionalCapacidad para hacer fundiciones de sección transversal delgada.Bajo costo.Producción en masa.Rapidez de creación.Las desventajas son:Los moldes de yeso no pueden soportar temperaturas tan elevadas como los moldes de arena. Por tanto, están limitados a fundiciones de bajo punto de fusión como aluminio, magnesio y algunas aleaciones de cobre.El curado del molde de yeso es una de las desventajas de este proceso, al menos para altos volúmenes de producción.El molde de yeso no es permeablelimitando el escape de los gases de lacavidad del molde. « solución: evacuar el aire de la cavidad del molde antes de vaciar

Proceso de fundicion:Para fabricar el molde, se hace una mezcla de yeso y agua, se vacía en un modelo de plástico o metal en una caja de moldeo y se deja

fraguar. En este método, los modelos de madera son generalmente insatisfactorios, debido al extenso contacto con el agua del yeso.El molde debe dejarse fraguar cerca de 20 minutos antes de sacar el molde y, posteriormente, debe cocerse por varias horas para remover la humedad. Aun cocido, el yeso no se desprende de todo el contenido de humedad.La consistencia permite a la mezcla de yeso fluir fácilmente alrededor del patrón, capturando los detalles y el acabado de la superficie. Ésta es la causa de que las fundiciones hechas en moldes de yeso sean notables por su fidelidad al patrón.Aplicaciones:Su campo de aplicación incluye moldes de metal para plásticos y hule, impulsores para bombas y turbinas, y otras partes cuyas formas son relativamente intrincadas

Fig 1.- Molde de Yeso

Fundición modelo consumible

El proceso de fundición en modelo consumible utiliza un modelo de

poliestireno. Mismo que se evapora en contacto con el metal fundido para formar una cavidad para la fundición. El proceso también se conoce como fundición de modelo evaporado o de modelo perdido, y con el nombre comercial de proceso de molde lleno. Antes era conocido como el “proceso del poliestireno expandido” y se ha convertido en uno de los procesos de función más importantes para metales ferrosos y no ferrosos, en particular para la industria automotriz.Dado que el polímero requiere una considerable energía para degradarse se presentan grandes gradientes térmicos, es decir el metal fundido se enfría más aprisa de lo que haría si se vaciara en una cavidad. En conclusión la fluidez es inferior a la fundición en arena, esto tiene efectos importantes en la microestructura de toda la fundición y también conduce a una solidificación direccional del metal.

VentajasEl proceso es relativamente simple, porque no existen líneas de partición, corazones o sistemas de alimentación, por tanto tiene flexibilidad de diseño.Para el proceso bastan cajas de moldeo de bajo costo.El poliestireno es económico y se puede procesar con facilidad en modelos con formas complejas, tamaños varios y un fino detalle superficial.

La fundición requiere un mínimo de operaciones de acabado y de limpieza.EL proceso puede ser automatizado y es económico para grandes lotes de producción. Un factor principal es el costo de producir el dado utilizado para la expansión de las perlas de poliestireno a fin de hacer el modelo. DesventajasSin embargo, hay que tomar en cuenta el costo de producción de la matriz que se utiliza al expandir las perlas de poliestireno para fabricar el modelo y la necesidad de dos juegos de herramental. De igual manera, el proceso sirve para nuevos diseños de fundición y no para los diseños existentes.Los modelos tienen baja resistencia y son costosos.

Fig 2 Camisas de cilindros de trapiches

Proceso de fundiciónEn dicho proceso se colocan perlas de poliestireno crudo desechable (EPS, por sus siglas en ingles)

El modelo contiene de un 5 a 8 % de pentano (un hidrocarburo volátil)En un Dado o matriz precalentando que por lo general está hecho de aluminioEl poliestireno se expande y toma la forma de la cavidad del dado o matrizSe aplica más calor a fin de fundir y unir las perlas de poliestireno entre sí.Se deja la matriz o dado enfriar y se abre.Retirándose el modelo de poliestireno.El modelo se recubre con un barro refractario base agua, se seca y se coloca en una caja de moldeo.La caja se llena de arena suelta y fina que rodea y soportal el modelo (se puede secarse o mezclarse con agentes aglutinantes para darle una resistencia adicional).La arena es compactada de manera periódica.Se vacía el metal fundido en el molde.Esta acción de inmediato vaporiza al modelo (un proceso de ablación) y llena la cavidad del modelo remplazando completamente el espacio antes ocupado por el modelo de poliestireno.El calor degrada al poliestireno y los productos de la degradación se ventilan hacia la arena circundantemente.

Aplicaciones Aplicaciones típicas para este proceso son las cabezas de cilindro, los cigüeñales, los componentes de frenos y los múltiples para automóvil. Mediante este proceso se fabrican motores de aluminio y otros componentes de los automóviles Saturn de General Motors.

Conclusiones:El molde de yeso es idóneo para pruebas rápidas donde se desea crear piezas con acabados superficiales finos pero no se debe olvidar dejar escapar bien los gases. Si se pretende utilizar continuamente el molde no se debe olvidar agregar los aditivos a la mezcla para una mejor resistencia.Bibliografíahttps://books.google.com.ec/books?id=gilYI9_KKAoC&pg=PA274&lpg=PA274&dq=fundicion+modelo+consumible&source=bl&ots=mo4Sy_tzID&sig=iTgoKTH3eaJK4jjjv3WDAnjXgQc&hl=es&sa=X&ei=0JyPVIKEJISbNpTQg5AF&ved=0CBwQ6AEwAA#v=onepage&q=fundicion%20modelo%20consumible&f=false*http://www.buenastareas.com/ensayos/Moldeo-En-Modelo-Consumible/6587488.htmlhttp://www1.herrera.unt.edu.ar/faceyt/typp/files/2012/05/Tema-n%C2%BA4-Fundici%C3%B3n-de-metales.pdf

*http://jhovannasorianomoldesfundicion.weebly.com/moldes-de-yeso.html