Investigación de exposición

2.5 Fundición en moldes metálicos. Fundición en moldes metálicos

La fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades.

Materiales para el molde

El material del molde debe de tener un punto de fusión suficientemente elevado para soportar la erosión por el metal líquido a las temperaturas de vaciado.

La fuerza necesaria para no deformarse por el uso repetido

Resistencia elevada a la fatiga térmica para evitar el cuarteamiento prematuro.

(formación de grietas por fatiga térmica)

Típicamente los moldes metálicos son fabricados de acero o hierro fundido, normalmente recubiertos internamente con un barro refractario como silicato de sodio y arcilla. De no existir este recubrimiento interior, cada vez que se aproxime una conformación, las superficies deben ser rociadas con un recubrimiento refractario, como se muestra en la figura 1, que suele ser grafito. Cuando la pieza que se desea conformar tiene un punto de fusión superior al del acero o hierro fundido, es posible fabricar las mitades del molde con grafito o ladrillos refractarios.

Diseño de la matriz

Los moldes permanentes (matrices) tienen características especiales comunes.

1- un requisito esencial es que la fundición solidificada se pueda retirar fácilmente de la cavidad de la matriz.

2- las cavidades internas se forman con corazones metálicos fijos o móviles.

3- Nichos en la matriz permiten la localización exacta de insertos (insertos roscados, elementos de calentamiento, etc.)

4- Pernos de expulsión para retirar la fundición solidificada.

5- Proporcionar respiraderos para evitar atrapar gases.

Solidificación

El molde funciona como intercambiador de calor, el molde se debe precalentar a la temperatura deseada. (Entre 150 y 200 grados centígrados para el zn, de 250 a 275 para el mg).

. Además, la solidificación más rápida causada por el molde

Metálico genera una estructura de grano más fino, de esta forma pueden producirse fundiciones más resistentes. El proceso está limitado generalmente a metales de bajo punto de fusión

Tipos de Fundición

1. Fundición en matrices

En este proceso el metal líquido se inyecta a presión en un molde metálico (matriz), la inyección se hace a una presión entre 10 y 14 Mpa, las piezas logradas con este procedimiento son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus dimensiones.

Las mitades de la matriz se mantienen unidas por medio de una fuerza proporcionalmente elevada.

2. Fundición con molde permanente por gravedad

Este tipo de fundición es utilizado para piezas en las que la calidad de terminado y dimensional no está sujeto a restricciones de calidad, debido a que la única fuente de energía que obliga al metal a llenar la cavidad del molde es la fuerza de la gravedad.

un ejemplo de la utilización de este método en la fabricación de lingotes de metal.

3. Fundición hueca

Es un sistema de producción de piezas metálicas huecas sin corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empieza a solidificar el metal. El metal que no se ha solidificado sale del molde para ser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza. El resultado son paredes delgadas de metal.

4. Fundición prensada o de Corthias

Es un proceso para producir piezas huecas pero de mayor calidad que la fundición hueca. Se vacía una cantidad específica de metal fundido en el interior de un molde con un extremo abierto por el que se introduce un corazón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez que empieza a solidificarse el metal del molde, se extrae el corazón.

Bibliografía

-Procesos de manufactura, 3ed, John A. Schey, McGraw-Hill, 2002, 1003 paginas.