Procesos de moldeo
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Presentacin de PowerPoint
FUNDICIN.Proceso de verter un producto de colada sobre un molde dado.
PIEZAS FUNDIDAS
usosAbrasin: Minera, movimiento de tierra.Corrosin: Minera, Qumica, Alimentos.Calor: Minera, Refineras, Hornos.Fatiga: Cambios tecnolgicos y otros.Fabricacin de repuestosPartes para recuperacinFabricacin de partes nuevas
Debido a sus excelentes propiedades
Fabricacin de metales.FUNDICINDEFORMACIN MECNICAUNINMECANIZADOPULVIMETALURGIAEstado del metallquidoSlido - lingote fundidoSlido Pieza slida amorfaPolvos metlicosObtencin de formasSolidificacin - Deformacin plstica sobre o bajo la temperatura de recristalizacin- Trabajo mecnico en caliente o en fro
Soldadura RiveteadoRemachadoApernado Arranque de virutaSinterizadoProductosLingote-Barras -Alambres-Planchas-LminasPiezas unidas Piezas con forma final definidaPieza sinterizada
Ventajas del Proceso de Fundicin.
Permite fabricar piezas de formas y tamaos complejos, adems son ms fciles de mecanizar que los aceros.Las piezas presentan una alta resistencia a la compresin, la abrasin, la corrosin, el calor, la fatiga y al desgaste, debido a que absorben muy bien las vibraciones de mquinas y motores a los que estn sometidos.El tiempo de fabricacin es cortoLas piezas de fundicin son, por lo general, ms baratas que las de acero, y su fabricacin es tambin ms sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y por realizarse la fusin a temperaturas ms bajas.
ATRIBUTOS DE UNA PIEZA FUNDIDAComposicin QumicaPropiedades FsicasPropiedades Mecnicas
Medida en cuchara o en cupn de prueba.Debe considerar efecto de macrosegregacinObtenidas de probetas de la misma colada o solidarias a las piezas ( ASTM A-370).Dimensiones Geometra.Tolerancias para mecanizado.Dureza.Resistencia a la corrosinConductividad elctrica y trmica, etc.
especificacionesProcedimientosRequerimientos de Ensayos y Controles EspecialesControl de Procesos
Requerimientos del Cliente.Produccin.Abastecimiento.Despacho.Relacin con el clienteRegistro y Control Documentado del proceso de Produccin.De acuerdo con Cliente y a Normas de Producto Fundido, puede haber requerimientos de Ensayos adicionales.
ESQUEMA DE FUNDICION
PROCESO DE FUNDICIN
Diagrama del Proceso y sus interacciones
MODELOS DE FUNDICIONForma slida que debe adoptar el metal de colada, debido a que adecua una cavidad dentro del molde para esta funcin al solidificar el metal lquido. Del mismo modo se deben tener en cuenta las dimensiones de contraccin particulares de cada metal.
Generalmente son fabricados en madera, metales, polmeros, cera fundida y poliestireno expandido, entre otros.
Cuando las piezas requieren un interior libre, este se fabrica con el mismo material del molde u otro de mayor resistencia llamado alma. Estas, son fabricadas con una caja de almas y deben soportar mayores solicitaciones de tipo trmico como mecnico, ya que quedan rodeadas de metal lquido en casi toda la superficie, lo cual dificulta la extraccin del calor.
CARACTERISTICAS DE LOS MODELOS
OTRAS CARACTERISTICAS DE LOS MODELOSDebe considerar ngulos de salida ( entre 0.5 y 2) para facilitar el desmoldeo.En caso de que se requiera paredes rectas y no se pueda mecanizar, se debe usar cajas de almas para el exterior.Deben estar construidos en materiales y con tcnicas que impidan su deformacin, tanto por el uso como por el tiempo.
MODELOS Y CAJAS DE ALMAS
PIEZA A FUNDIR
CAJA DE ALMA
ALMA
IMPRENTA
IMPRENTA
ANGULOSDE SALIDA
GUIAS DECENTRADO
TAPA
FONDO
MODELO
CONTRACCIONES EN LOS MODELOS. A un modelo se debe darle sobredimensin para contrarrestar la contraccin en estado slido, desde la temperatura del liquidus hasta temperatura ambiente.
Contraccin de Aleaciones en estado slido
Aleacin %Contraccin Aceros al carbono2A. inoxidables2,5A. refractarios2,7A. al manganeso2,5A. Baja aleacin2,2Fundicin gris laminar1Fundicin nodular1,1F. Blanca alto Cr2,2F. blanca Ni-Hard2,2Bronces1-2Latones1,6Base Aluminio1,3
TIPOS DE MODELOS
MODELOS SUELTOS Modelos unitarios. Para cantidad pequea de piezas. Para piezas de gran tamao.
MODELOS EN PLACA
Pueden ser unitarios o mltiples.Viable para grandes producciones.Para moldeo mecanizado con arenas aglomeradas con bentonitaRequieren de cajas de moldeo
MODELOS EN BATEA
Pueden ser unitarios o mltiples.Viable para grandes producciones.Para moldeo mecanizado con arenas aglomeradas con resinasNo requiere cajas de moldeo
CAJA DE ALMAS
MOLDE
TAPA
ALMAS
CAJAS DEMOLDEO
MOLDES PERMANENTESMoldeo en cscara
MOLDES DESECHABLEMoldeo en cera perdidaMoldeo en arenaMoldeo con poliestireno
( SIN MOLDEO)GravedadPresinCentrifugaAleaciones de bajo punto de fusinPiezas de tamao reducidomoldes metlicosLos moldes se deben fabricar en materiales que cumplan las exigencias a las que va a ser sometida la pieza fundida en todo el proceso (moldeo-colada- desmoldeo)
Aleaciones de alto punto de fusinPiezas grandesMoldes en arena (Cuarzo, Arcilla o Resinas, Zirconia, Magnesita, Almina, Olivina. MATERIALES DE MOLDEO
PROPIEDADES MEZCLAS PARA MOLDEO
ARENAS DE MOLDEO
.-
ARENAS DE MOLDEO
FORMA DE LOS GRANOS
CONTROL DE RECEPCIN DE ARENAS.
CONTROLES ADICIONALES.
MQUINAS PARA ENSAYOS DE ARENAS.
PERMEABILIDAD ESTNDAR.
PROBETAS PARA ENSAYOS DE ARENAS.
PROCESOS DE MOLDEOMolde desechableMolde permanenteModelo permanenteModelo desechableEspumaCera fundidaArcilla-agua
Resinas termoflaguantes
Resinas autoflaguantes
silicato.-fosfato
Aglomerante
Sin aglomeranteEn matriz
Centrfuga
Procesos hbridosArenas de slice ovelina, zirconio, cromita Moldeo en cscara, furnica (cajas tibias) y fenlicas (cajas calientes), almasUretano-fenlica, furnica/SO2, acrlico/epxico, Ester fenlica, furnica(aceite, cido, uretano) Silicato de sodio,/CO2, cermico, Almina-fosfato yesoVaciomagnticoHorizontalVertical Fundicin-compresinFundicin semi- slida
Alta y baja presinGravedad
Son arcillas refractarias (silicatos de aluminio hidratados: Montmorillonita), al adsorber agua su volumen aumenta de 8-12 veces y lo disminuye al secarla; Al rodear los granos produce enlaces que son os responsables del aumento de la resistencia. Si el molde se usa con el agua de mezclado es moldeo en verde y si se seca antes de usar se denomina moldeo en seco, el cual tiene una resistencia mecnica superior.Es muy importante hacer una buena mezcla homognea BENTONITAS.MEZCLAS PRINCIPALES
Arenas con Bentonita.- Resistencia a la Compresin
ARENAS CON BENTONITA.- RELACIN DE PROPIEDADES.
ARENAS CON BENTONITA.- RELACIN DE PROPIEDADES.
RESINAS FENLICAS La resina fenlica se mantiene en solucin con la ayuda de solventes e isocianato, lo que permite la buena mezcla de la arena con la resina. Luego se agrega el catalizador, ante el cual los grupos hidrxilos reaccionan con los isocianatos formando una resina slida de poliuretano, que fija los granos. La velocidad de reaccin depende del tipo de catalizador. De igual manera la seleccin de ste ltimo depende del tamao de los moldes y de la velocidad de su llenado, debido a que el molde debe estar lleno y enrasado antes de que endurezca la resina o se perder.
SILICATO DE SODIOEl CO2 no es un catalizador (propiamente), debido a que reacciona con el silicato de sodio + agua para formar carbonato de sodio + un gel de slice hidratada que es el que produce lafijacin de los granos, segn:
Na2SiO2 + H2O + CO2 => Na2CO3 + SiO2.H2O.El flujo de CO2depende del tamao de los moldes, pero auna presin entre 1.4 y 3.5 Kgs/mm , el tiempo de gaseadoest entre 20 y 30 seg , con un silicato con viscosidad entre40 y 50 Be.
COMPONENTES BSICOS
Placa Modelo ReversibleLlenado del fondoLlenado de la TapaArmado de Tapa y FondoMoldeo en arena con placa reversible
Moldeo Mecanizado.
Moldeo Automatizado. (DISAMATIC)
Fundicin en Molde Permanente.
Fundicin con Matriz a baja presin
Fundicin con Matriz a Alta presin
B.- De Cmara Fra.-a.- De cmara caliente.-
Fundicin con Matriz .- Inyeccin
Fundicin con Matriz .- Expulsin
Moldeo en Cscara ( Shell Molding)
Modelo Desechable ( Cera Perdida)
INVESTEMENT CASTING (Cera Perdida) Modelo Desechable
Fundicin Centrifuga Verdadera Horizontal
Fundicin Semicentrfuga Vertical
Fundicin Centrifugada Horizontal
Fundicin Centrifugada Vertical
Relacin entre Velocidad de Rotacin y Dimetro, segn la Fuerza centrfuga deseada.
Comparacin entre los procesos de MoldeoProceso: En ArenaMolde PermanenteBaja PresinAlta PresinCentrifugaMetal Procesado:TodosNo ferrosos y fierro fundidoNo ferrosos (a)No ferrosos (a)TodosTamao de Piezas :Ilimitado0.5 150 Kgs0.5 50 KgsGrs. 50 KgsIlimitadoTolerancia ( mm/cm) :0. 600. 200, 100, 060, 10 (b)Acabado Superficial (in):300-600150-100050-15020-2520-300Porosidad ( c ) :5431 - 21 - 2Mn. espesor seccin (mm)3 53 50.8 30.8 1.61.6Resistencia traccin (Ksi) (d)1923253025Costo modelo y molde U$3002000300050001500Prdida de chatarra54321(a)Fierros y aceros se pueden fundir en moldes de acero refractario.(b)En molde metlico.(c)1 es baja porosidad, 5 es alta.(d)Usando aleacin de Al ( 43F) como referencia.(e)1 es menor, 5 es mayor.
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REQUERIMIENTOS DEL
CLIENTE
SATISFACCION
DEL
CLIENTE
Revisin de los RequerimientosGeneracin de Orden de Trabajo a Produccin
Inspeccin de Modelo
Armado de Molde
Colada
Corte y Terminancin
Tratamiento Termico/Mecanizado
Entrega a Cliente
GESTIN DE LOS RECURSOS
Recursos HumanosInfraestructuraAmbiente de Trabajo
RESPONSABILIDAD DE LA GERENCIA
Poltica de la CalidadObjetivos de la CalidadPlanificacin del SGCEnfoque del ClienteRevisin de la Gerencia
MONITOREO, ANALISIS Y MEJORA
Analisis de DatosAuditorias InternasAcciones PreventivasAcciones CorrectivasControl Servicio N/C
REALIZACIN DEL PRODUCTO
SIEMPRE REALIZABLE
DEPENDE DEL PRODUCTO
RECLAMOS
MEDICION DE SATISFACCION
COMUNICACION CON EL CLIENTE