TECNOLOGÍA MECÁNICA II

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”

FUNDICIÓN

Ing. Patricia L. Aular

TECNOLOGÍA MECÁNICA II

FUNDICIÓN. CONTENIDO

Definición de Fundición.Importancia del Proceso de Fundición.Propiedades de las Fundiciones.Etapas del Proceso de Fundición en Moldes No Permanentes.Arena Usada en Fundición.Definición Moldeo.Moldes. Tipos.Defectos en piezas de fundición.ALEACIONES PARA FUNDICION

FUNDICIÓN

Proceso de obtener piezas a partir de licuación de metales (Aleación) que luego pasará a un molde debidamente preparado donde se solidificará y tomará la forma deseada (Colada).Las fundiciones están constituidas por elementos como hierro, carbono, silicio, además de magnesio, fósforo, azufre etc. Las fundiciones no son sometidas a procesos de deformación plásticas ya que estas no son dúctiles.

FUNDICIÓN

IMPORTANCIA DEL PROCESO DE FUNDICIÓN:

Permite fabricar piezas de diferentes dimensiones.Gran precisión de forma en la fabricación piezas complicadas.Es un proceso relativamente económico.Las piezas de fundición son fáciles de mecanizar Estas piezas son resistentes al desgastes.Absorben mejor las vibraciones en comparación con el acero.

FUNDICIÓNPROPIEDADES DE LAS FUNDICIONES

Buena resistencia a la comprensión Baja resistencia a la tracción Resistencia a las vibraciones Fragilidad Moldeabilidad en caliente Resistencia al desgaste.

Debido a sus propiedades, las fundiciones suelen utilizarse para la realización de bloques, bancadas de máquinas, herramientas, soportes, bloques de motores, cuerpos de bombas etc.

FUNDICIÓN

ETAPAS DEL PROCESO DE FUNDICIÓN EN MOLDES NO PERMANETES:

Diseño del modelo Fabricación del modelo.Moldeo.Fusión y Colada.Limpieza y Acabado

FUNDICIÓN

DISEÑO DEL MODELO:

El modelo es la pieza que se requiere reproducir en el proceso de fundición, con ciertas diferencias tales como:Debe ser ligeramente más grande considerando la contracción del material una vez solidificado.Las superficies del modelo deberán respetar unos ángulos mínimos con la dirección de desmoldeo (ángulo de salida)Incluir todos los canales de alimentación y mazarotas

FUNDICIÓN

FABRICACIÓN DEL MODELO:

Se refiere a la realización del modelo con lo cual se realizarán los moldes para la función.Estos se realizan de diferentes materiales como:

Metálicos Madera Yeso

FUNDICIÓN

MOLDEO:

Operación necesaria para preparar el molde a fin de recibir el metal. Consiste en aprisionar la arena alrededor del modelo ubicado dentro de la caja de moldeo. Luego, sacar el modelo, si la pieza va a ser hueca colocar los corazones, si no, sólo colocar los sistema de alimentación.

FUNDICIÓN

LA FUSIÓN Y COLADA:

Esta etapa consiste en preparar el metal con la composición y la temperatura adecuada.Una vez que el metal es calentado a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamente al estado líquido, se vierte directamente en la cavidad del molde por medio de cazos de colada.

FUNDICIÓN

ACABADO Y LIMPIEZA:

Una vez que la pieza se ha enfriado y solidificado, se procede a su extracción del molde, para luego retirar los conductos del sistema de alimentación, retirar los restos arena de la superficies de la pieza terminada.La pieza puede requerir mecanizado, tratamiento térmico, etc.

FUNDICIÓNLa tierra o arena de fundición es una mezcla de sílice y arcilla, conteniendo en grandes o menos apreciables cantidades de cal, oxido de hierro, compuestos orgánicos, entre otros.

El tamaño del grano tiene gran influencia en el acabado superficial de la pieza fundida.

Permeabilidad de la arena

FUNDICIÓN

Resistencia al Fuego

Deben ser compactas y plásticas

Debe tener alta porosidad y permeabilidad

El material debe ser lo suficientemente plástico

Estabilidad de Forma

PROPIEDADES DE ARENA DE FUNDICIÓN

FUNDICIÓN

TIPOS DE ARENAS USADAS

Arena con AGLUTINANTE NATURAL. Son mezcla de sílice y arcilla tal como salen de los yacimientos se emplean para fundir hierro gris, hierro maleable, y metales no ferrosos a excepción del magnesio.

Arena con AGLUTINACION SINTÉTICA. Combina arena de sílice sin arcilla con bentonita. Estas arenas se pueden mezclar para adaptarlas a las necesidades de la fundición. Esta arena se emplea para fundir acero, hierro gris, hierro maleable y magnesio.

FUNDICIÓNGRANULOMETRIA DE LA ARENA DE FUNDICION

FUNDICIÓN

Aglutinante Inorgánico de tipo arcilloso:

Que contiene arcilla y bentonitas. La bentonita se utiliza para mejorar la calidad de la arena.

Aglutinantes inorgánicos de tipo cementoso: Cuyos elementos principales son el cemento y los silicatos.

Aglutinantes Orgánicos: Se encuentran una amplia gama de cereales, melaza, alquitrán, resinas y aceites.

AGLOMERANTES Y AGLUTINANTES EN LA ARENA DE FUNDICION

FUNDICIÓNMoldeo

Es la operación necesaria para preparar el molde a fin de recibir el metal.Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

Fundición en Arena

Fundición en Coquillas

Fundición a Presión o por Inyección.

Fundición Centrífuga.

FUNDICIÓNmoldes Permite la reproducción de la pieza o conjunto de piezas acopladas, él recibe el material fundido y le dará la forma a la aleación mientas esta se solidifica.

Molde de Arena Verde

Clasificación de los moldes según el material

Consiste en la formación del molde con arena húmeda. Se dice que es arena verde porque el molde no ha sido curado (secado) en horno sino al aire. Presenta un color claro que llega en ennegrecerse con le uso. Para darle resistencia a la arena esta se mezcla con un aglutinante (Bentonita) y con una cantidad moderada de agua para que se adhiera.

FUNDICIÓN

Molde de Arena Seca

Clasificación de los moldes según el material

En este caso el molde debe secarse con una antorcha elevando su temperatura entre 200 y 300° C, con el fin de aumentar la rigidez del molde, lo que permite fundir piezas de mayor tamaño, geometrías más complejas y con mayor precisión dimensional y mejor acabado superficial

FUNDICIÓN

a) Plano de Taller de la pieza coladab) Modelo de Madera con portada de

macho.a) Hecho según Plano de Taller.

c) Macho de Moldeo.d) Modelo Moldeado.

b)Cala de Moldeo(U caja inferior, O caja superior.c) Bebederod) Mazarotae) Arena de Moldeo

e) Modelo y Modelos de Bebederos

f) Pieza solidificadac) Bebedero d) Mazarota

FUNDICIÓN

Clasificación de los moldes según el material

Molde de Yeso

Se emplean para fundir ciertas aleaciones de aluminio o a base de cobre. La exactitud dimensional y el excelente acabado superficial hace útil este proceso para hacer moldes de neumáticos, placas guías.

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 (aleaciones de cobre de aluminio , de cinc , de plomo o similares ). Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. Las piezas de fundición se obtienen de formas exactas con una superficie fina, esto elimina mucho trabajo de maquinado, se emplean para la colada de piezas que han de estar sometidas a un fuerte desgaste.

Molde Metálico o Coquillas

FUNDICIÓN

Colada por Inyección Método de Cámara fría

FUNDICIÓN

Colada por Inyección Método de Cámara Caliente

FUNDICIÓN

La fabricación de tubos o piezas huecas se puede realizar al vaciar el líquido en un molde que gira a gran velocidad.Gracias a la fuerza centrífuga, el metal se pega en los laterales, enfriándose y tomando las forma del molde.Con este método se pueden crear piezas o tubos con capas de distintos materiales

Moldeado Centrífugo

FUNDICIÓN

FUNDICIÓNDefectos de las Piezas de colada (Moldes de Arena)

Defectos Aspectos Causa

FUNDICIÓNDefectos de las Piezas de colada (Moldes de Arena)

Defectos Aspectos Causa

FUNDICIÓNMetales Empleados en las Fundiciones

FUNDICIÓNMetales Empleados en las Fundiciones

ALEACIONES PARA FUNDICIÓN

ALEACIONES FERROSAS

Bajo CarbonoC0,20%

Son más o menos blandas no son fáciles de tratar térmicamente

Medio Carbono C0,20% 0,50%

Mas duras. Fácil de hacer más resistentes por tratamiento Térmico

Alto CarbonoC0,50%

Se emplea cuando se requiere máxima dureza y alta resistencia al desgaste

FUNDICIONES DE

ACERO

FUNDICIONES DE

HIERRO MALEABLE

2,00%C2,80% Puede llegar a un contenido de carbono de 3,30% si se funde el hierro en horno cubilote

0,90% Si1,80%

FUNDICIONES DE

HIERRO GRIS

Aleación de Hierro Carbono y Silicio3,00%C4,00% aprox

1,00%Si 3,00%

FUNDICIÓN

ALEACIONESNO

FERROSAS

Se une con Cobre , Silicio, Magnesio, Zinc y otros elementos

FUNDICIONES DE

ALUMINIO

FUNDICIONES A BASE DE COBRE

Los elementos de aleación a utilizar son:

Zinc Para Latones

Estaño Para Bronces

Níquel Bronce - Níquel

Aluminio Bronce - Níquel

ALEACIONES FERROSAS Aplicaciones

Empleados para la fabricación de piezas de aeroplanos.

Se complementan en canales de coladas o bebederos y Producción de lingotes excepto en los procedimientos ácidos al arco eléctrico y hornos de alta frecuencia.

Implementos agrícolas, tractores, elevadores y palas mecánicas.

En las fuerzas armadas, para armamento, artillería, buques y aviones.

En donde se requieran servicios en condiciones de cargas dinámicas y esfuerzos por impacto o fatiga.

En trenes de laminación, buques o instalaciones marítimas.

Propiedades Mecánicas

Resistencia a la tracción Ductilidad Impacto o choque Resistencia al desgaste Resistencia a la corrosión Resistencia al calor Maquinabilidad

ALEACIONES FERROSAS

Aplicaciones Se emplean en la ingeniería y en la

industria debido a la facilidad con que pueden fundirse, su costo moderado y sus propiedades.

Se utilizan en la fabricación de mandíbulas o quijadas de quebradoras, rodillos con temple superficial o ruedas de coches, vagones de ferrocarril, que requieren superficies duras con resistencias al desgaste, cuerpos suaves fabricados con bajo contenido de silicio.

Propiedades Mecánicas

Resistencia a la tracción Capacidad de amortiguamiento Facilidad de maquinado Resistencia a la corrosión

ALEACIONES NO FERROSAS

Aplicaciones Se utiliza en la construcción

aeronáutica y ferrocarril donde se requieren piezas ligeras de alta resistencia.

Para la fabricación de utensilios de cocina, sartenes, ollas etc.

Construcción de puertas y Ventanas.

Fabricación de tanques de ferrocarril, aparatos eléctricos, etc.

Propiedades Mecánicas Resistencia a la corrosión Ductilidad y maleabilidad Bajo punto de Fusión Conductividad Calorífica

Facilitan el llenado de moldes, la fabricación de piezas, disminuyen la resistencia a la corrosión sin aumentar de peso.

ALEACIONES NO FERROSAS

El cobre es un metal pesado, relativamente suave y de color amarillo rojizo, refinado a partir del mineral de cobre. Como resultado de la aleación con zinc se obtiene el latón

ALEACIONES NO FERROSAS

Aplicaciones Conformación de Láminas.

Intercambiadores de Calor.

Evacuadores de calor en refrigeración.

Las aleaciones de latón se utilizan en conexiones, tubos de tanques o depósitos.

Núcleos de radiadores y remaches en sistemas de conducción de agua y gasolina.

Propiedades Mecánicas Conductividad eléctrica y calorífica . Resistencia a la corrosión. Ductilidad y Maquinabilidad. Permite ser trabajado mediante forja

ALEACIONES NO FERROSAS

Es una aleación de cobre y estaño. Entre las propiedades se tieneBelleza en color.Pureza del sonido al ser golpeadosResistencia a la corrosiónResistencia la desgasteEn menor grado: conductividad térmica y

eléctrica.Tenacidad Resistencia a la tensión y fatiga en

condiciones de templado o endurecido.

ALEACIONES NO FERROSAS

APLICACIONES:Fabricaciones de chavetas,

resortes y discos de embragues por la alta resistencia mecánica.

Se utilizan en tanques, recipientes de presión y líneas o tuberías a presión hidráulica. Por su resistencia a la corrosión.

Para tubos de condensadores, tuercas y pernos por la elevada resistencia a la tensión y fatiga.

En instrumentos quirúrgicos.