TIPOS DE FUNDICIONES
FUNDICION Y COLADAFUNDICIN Y COLADAINTRODUCCIN
La fundicin es el proceso de produccin que consiste en obtener
piezas por vaciado de un metal fundido dentro de un molde, que
luego es enfriado y solidificado.La fundicin de metales es el
proceso de fabricacin de piezas mediante el colado del material
derretido en un molde. El proceso tradicional es la fundicin en
arena, por ser sta un material refractario muy abundante en la
naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesin y
moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar
los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido. El
proceso comienza con la elaboracin del modelo que es la pieza que
se desea reproducir; cuando la produccin es en masa se la maquina
en metales blandos como el aluminio. Este procedimiento de
fabricacin se aplica para producir piezas (moldeadas por colada).
Para el moldeo por colada se usa un molde que corresponda a la
configuracin de la pieza deseada. Los moldes para la colada pueden
ser: moldes permanentes y moldes no permanentes.
FUNDICIONES DE HIERRO
Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2
al 5%, cantidades de silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%,
bajo azufre y bajo fsforo.
Se caracterizan por que se pueden vaciar del horno cubilote para
obtener piezas de muy diferente tamao y complejidad pero no pueden
ser sometidas a deformacin plstica, no son dctiles ni maleables y
poco soldables pero s maquinables, relativamente duras y
resistentes a la corrosin y al desgaste.3MICROCONSTTITUYENTES DE
LAS FUNDICIONESPROPIEDADES DE FUNDICION DEL HIERROFUNDICION
GRIS
Clasificacin de las lminas de grafito segn la forma, tamao y
distribucinLa mayor parte del contenido de carbono en el hierro
gris se da en forma de escamas o lminas de grafito, las cuales dan
al hierro su color y sus propiedades deseables.
Microestructura del hierro gris (ferrita y perlita)El hierro
gris es fcil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena
fluidez para el colado, pero es quebradizo y de baja resistencia a
la traccin.
El hierro gris se utiliza bastante en aplicaciones como bases o
pedestales para mquinas, herramientas, bastidores para maquinaria
pesada, y bloques de cilindros para motores de vehculos, discos de
frenos, herramientas agrcolas entre otras.FUNDICION NODULAR|
La fundicin nodular, dctil o esferoidal se produce en hornos
cubilotes, con la fusin de arrabio y chatarra mezclados con coque y
piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro
nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura
nodular el hierro fundido que sale del horno se inocula con una
pequea cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos.
FUNDICION MALEABLE
Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos
por el tratamiento trmico de la fundicin blanca.
Estas fundiciones se someten a rgidos controles y dan por
resultado una microestructura en la cual la mayora del carbono est
en la forma combinada de cementita, debido a su estructura la
fundicin blanca es dura, quebradiza y muy difcil de
maquinar.FUNDICION BLANCA
Se forma al enfriar rpidamente la fundicin de hierro desde el
estado lquido, siguiendo el diagrama hierro-cementita metaestable ;
durante el enfriamiento, la austenita solidifica a partir de la
aleacin fundida en forma de dendritas. A los 1130C el lquido
alcanza la composicin eutctica (4.3%C) y se solidifica como un
eutctico de austenita y cementita llamado ledeburita.
TIPOS DE FUNDICIONES
Para entender el proceso de fundicin, es necesario conocer como
se hace un molde y que factores son importantes para producir una
buena fundicin.Los principales factores son:
Procedimiento de moldeose clasifican segn los materiales
usados:Moldes de arena en verde. Es el mtodo ms comn que consiste
en la formacin del molde con arena hmeda, usada en ambos
procedimientos.Moldes con arena seca. Estos moldes son hechos
enteramente de arena comn de moldeo mezclada con un material
aditivo similar al que se emplea en el mtodo anteriorMoldes de
arcilla. Los moldes de arcilla se usan para trabajos grandesMoldes
con capa seca. el molde debe secarse de dos maneras: por aire o por
una antorcha para endurecer la superficie y eliminar el exceso de
humedad.
Moldes de metal. Los moldes de metal se usan principalmente en
fundicin en matriz dealeaciones de bajo punto de fusin. Las piezas
de fundicin se obtienen de formas exactas conuna superficie fina,
esto elimina mucho trabajo de maquinado.Moldes especiales. Plstico,
cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales
usados en moldes para aplicaciones particulares.
El molde debe poseer las siguientes caractersticas:
Los procesos de moldes en fundicin comercialmente ordinaria
pueden ser clasificados como:16
Tipos de Arena
COLADA DEL ACEROTIPOS DE COLADA
Colada en lingoteraEs el sistema que se podra denominar como
clsico o antiguo. La cuchara llena una sola lingotera grande o un
grupo de lingoteras pequeas o medianas. Si las lingoteras son
alargadas se obtienen lingotes de seccin cuadrada, rectangular o
poligonal. Colada en molde de arenaA partir de un modelo que
reproduce casi exactamente la forma y dimensiones de la pieza a
obtener, y empleando arenas aglutinadas con bentonita o aglomeradas
con resinas sintticas, se prepara un molde en el que se vierte el
acero lquido. Una vez solidificado y fro el acero colado, se rompe
el molde y se obtiene la pieza en bruto de colada. Colada
continuaEste sistema es el ms nuevo de los tres disponibles y
fuente de la inmensa mayora del tonelaje de acero fabricado en el
mundo. El acero lquido se vierte en un molde sin fondo, cuya seccin
transversal es la misma que la del se mi producto que se desea
fabricar. Se llama continua porque el producto sale sin interrupcin
de la mquina Colada continua precisaCon objeto de reducir el nmero
de transformaciones en caliente de los productos y abaratar los
costos de laminacin de bandas se estn colando en la mquina de
colada continua formas cada vez ms ajustadas a la seccin del
producto finalCucharas de coladaLa cuchara de colada es un gran
recipiente metlico construido con chapa de acero dulce de 10 a 50
mm de espesor, revestido interiormente con ladrillos o masas
refractarias de composicin diversa. Los ladrillos silicoaluminosos
que constituyen el revestimiento deben ser de elevado contenido de
almina (36 a 42 %) y de la mejor calidad posible para que puedan
resistir la temperatura del acero y el ataque de las escorias
Clasificacin de las CucharasSegn disposicin:Cilindro vertical o
cilindro horizontal. Las cucharas de cilindro vertical se emplean
en cualquier tipo de colada; las de cilindro horizontal (cucharas
de tambor) se emplean normalmente en colada de aceros.Segn forma de
vaciado:Por arriba (pico directo o tetera-sifn) para moldes de
pezas pequeas o medias elaboradas con acero cido al carbono. para
colar acero bsico en moldes de piezas grandes inspeccionadas o en
lingotera y colada continua para laminacin. Precalentamiento de las
cucharasAntes de la colada todas las cucharas deben calentarse lo
ms posible (preferiblemente a ms de 1000 C para evitar el
enfriamiento del acero lquido as como eliminar la humedad de los
refractarios; esta humedad, al ser captada por el bao de acero,
dara lugar a la aparicin de poros de hidrgeno en los lingotes o
piezas coladas.En la actualidad, el calentamiento de las cucharas
se hace casi exclusivamente por mecheros de gas. En la actualidad,
el calentamiento de las cucharas se hace casi exclusivamente por
mecheros de gas. Estos quemadores pueden trabajar con comburente
aire u oxgeno puro (oxigs). Temperatura de coladaDeterminacin de la
temperaturalos detalles que deben atenderse con ms cuidado y que
influyen ms sobre la calidad del acero es la temperatura de colada.
Temperatura de colada es de 1535 C (punto de fusin del hierro
puro). Temperatura excesiva origina consumo de energa en la fusin,
desgaste de refractarios y disolucin de gases por el acero
lquido.
Medida de la temperaturaEn tiempos antiguos la medida de
temperatura del acero lquido se haca a ojmetro. A mediados de siglo
pasado aparecieron los pirmetros de medida de temperatura. Primero
fueron los ptico de radiacin. Consisten en un anteojo con el que se
observa el caldo. Los pirmetros de infrarrojo, aparecidos poco
despus, han solventado muchas de las dificultades y limitaciones .
Son (digitales).Actualmente se emplean pirmetros de inmersin con
sensores consumibles, mucho ms cmodos de manejar. Para medir la
temperatura se introduce la extremidad del cartucho en el horno o
cuchara durante 10 a 30 segundos. COLADA CONTINUADescripcin del
procesoLas condiciones previas que debe cumplir el acero lquido
para correcta colada son:Control de la temperatura que es ms alta
que la empleada para colada convencional.Desoxidacin completa para
evita defectos que afecten a la correcta solidificacin del acero.
Completa desulfuracin del acero hasta quedar con bajos niveles de
azufre.
La operacin se inicia cerrando el fondo abierto de la
lingotera.Cuando la cantidad de acero contenido en la artesa es
suficiente para mantener despus la regularidad de la alimentacin,
se abren los orificios de colada y se deja que el chorro caiga en
las lingoteras, las cuales van llenndose progresivamente.Ventajas
de la colada continuaEliminacin del proceso intermedio de laminacin
de lingotesDisminucin sensible de la cantidad de mano de obra.Mayor
productividad.Importante reduccin del consumo de energa.Mayor
rendimiento metlico del acero lquido Elementos principalesLa
instalacin consta de:Cuchara de colada ArtesaLingoteraOscilador,
que durante el proceso de colada obliga a la lingotera a
moverse.Sistema de refrigeracin secundaria.Zona de enfriamiento por
aire.rodillos de arrastreMecanismos de corte
Tipos de colada continuaColada continua vertical:Es el primer
sistema que se utiliz, especialmente para aleaciones no frrea.En
ella, al final del recorrido vertical se cortan las palanquillas,
todava muy calientes, por medio de un soplete. Tiene la desventaja
que exige naves de gran altura, unos 30 m.
Colada continua horizontal:Actualmente estn, en desarrollo o en
produccin, mquinas para colada horizontal de acero. La artesa tiene
calentamiento por induccin y agitacin por argn. Este sistema
presenta las siguientes ventajas:artesas grandes.Colada isotrmica
durante largo perodo de tiempo.Posibilidad de colar casi en
transicin lquido-slido.Estructura constante de principio a fin.
.31Este sistema presenta las siguientes ventajas:Artesas
grandes.Colada isotrmica durante largo perodo de tiempo.Posibilidad
de colar casi en transicin lquido-slido.Estructura constante de
principio a fin.Costos reducidos de inversin.Reducida demanda de
mano de obra.No se produce reoxidacin del metal Mejor transferencia
de calor en el molde al no necesitarse lubricantes.Puede instalarse
sistema de calentamiento adicional para alcanzar colada isotrmica
con bajo sobrecalentamiento previo.
