Introduccin.El proceso ms 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.

La fundicin en arena consiste en colar un metal fundido, tpicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latn y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.

Para la fundicin con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente ms pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotacin del molde", que ocurre cuando la presin del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.

Las propiedades de los metales

Las propiedades fsicas dependen del tipo de aleacin y las ms importantes son:

Peso especfico Calor especfico Dilatacin trmica Temperatura de fusin y solidificacin Conductividad trmica y elctrica Resistencia al ataque qumicoPeso especfico.

El peso especfico puede ser absoluto o relativo: el primero es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogneo. El peso especfico relativo es la relacin entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia; para los slidos y lquidos se toma como referencia el agua destilada a 4C.

Calor especfico.

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1C la temperatura de 1 kg de determinada sustancia. El calor especfico vara con la temperatura. En la prctica se considera el calor especfico medio en un intervalo de temperaturas.

Punto de fusin.

Es la temperatura a la cual un material pasa del estado slido al lquido, transformacin que se produce con absorcin de calor.El punto de solidificacin es la temperatura a la cual un lquido pasa al estado slido, durante la transformacin hay cesin de calor. Casi siempre coinciden los puntos de fusin y de solidificacin.

Calor latente de fusin.

Es el calor necesario para vencer las fuerzas moleculares del material (a la temperatura de fusin) y transformarlo de slido en lquido

PROPIEDADES FISICASMecnicasSon aquellas que expresan el comportamiento de los metales frente a esfuerzos o cargas que tienden a alterar su forma.

Resistencia: Capacidad de soportar una carga externa si el metal debe soportarla sin romperse se denomina carga de rotura y puede producirse por traccin, por compresin, por torsin o por cizallamiento, habr una resistencia a la rotura (kg/mm) para cada uno de estos esfuerzos.

Dureza: Propiedad que expresa el grado de deformacin permanente que sufre un metal bajo la accin directa de una carga determinada. Los ensayos ms importantes para designar la dureza de los metales, son los de penetracin, en que se aplica un penetrador (de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una presin y un tiempo determinados, a fin de dejar una huella que depende de de la dureza del metal, los mtodos ms utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers.

Elasticidad: Capacidad de un material elstico para recobrar su forma al cesar la carga que lo ha deformado. Se llama lmite elstico a la carga mxima que puede soportar un metal sin sufrir una deformacin permanente. Su determinacin tiene gran importancia en el diseo de toda clase de elementos mecnicos, ya que se debe tener en cuenta que las piezas deben trabajar siempre por debajo del lmite elstico, se expresa en Kg/mm.Procesos de Fundicin y coladoLa fundicin y colado es sencilla y de poco costo relativo en comparacin con otros procesos. Para colar o moldear el material en forma liquida ( en el caso de los plsticos el material suele estar en forma de polvo o grnulos ), se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuracin exacta de la parte que se va a moldear o colar. Despus de que el material llena el molde y se endurece o se fragua, adopta la forma del molde, la cual es la forma de la parte. Despus, se rompe o se abre el molde y se saca la parte.

Los procesos de colada se usan para colar o moldear materiales como metales, plsticos y cermicas. Los procesos de fundicin y colada se pueden clasificar por el tipo de molde utilizado (permanente o no permanente) o por la forma en la cual entra el material al molde (colada por gravedad y fundicin a presin).

El trmino fundicin se usa siempre para los mtales, pero no tienen diferencia considerable en relacin con el moldeo (el trmino de uso general para los plsticos). Por ejemplo, el moldeo por inyeccin es el trmino para un preciso de moldeo a presin de partes termoplsticos. La maquina utilizada es una maquina de moldeo por inyeccin, la cual inyecta el plstico fundido dentro de un molde metlico. El mismo proceso bsico, pero a temperaturas mas altas, produce las fundiciones a presin en una maquina para fundicin a presin, la cual inyecta zinc o aluminio fundidos, por ejemplo, dentro de una matriz de acero.

Las partes producidas por los procesos de fundicin o colada varan en el tamao, precisin, rugosidad de superficie, complejidad de configuracin, acabado requerido, volumen de produccin y costo y calidad de la produccin. El tamao de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por fundicin a presin hasta varias toneladas para las producidas por fundicin en arena. Las tolerancias dimensionales pueden variar desde 0.127 hasta 6.35mm (0.005 a 0.250 pulg); las partes ms exactas se producen por fundicin a presin moldeo en cscara, inyeccin y revestimiento. Con la colada o fundicin en arena o continua se producen partes menos precisas. Ahora bien, la colada continua, se utiliza para producir formas en la planta laminadora: planchas, lingotes y barra redonda, en vez de partes terminadas.

La fundicin y colada en molde a presin, en molde fro, por inyeccin, transferencia, vaco y revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. La fundicin continua, en arena, centrifuga y con moldes producen las partes con mxima aspereza de superficie. Las formas mas bien sencillas se pueden producir con fundicin o colada en formas, arena y continua; las configuraciones ms complejas se producen por fundicin por revestimiento y aprecion. La fundicin a presin se considera un proceso de alto volumen de produccin; la fundicin en arena es un proceso de uno por uno, un tanto lento.

La fundicin y colada un proceso de bajo costo relativo. Sin embargo los moldes para moldeado por compresin y moldeado por inyeccin as como las matrices para la fundicin a presin, son muy costosos.

Moldes temporales Los recipientes con la forma deseada se conocen como moldes, stos se fabrican de diferentes materiales como: arena, yeso, barro, metal, etc. Los moldes pueden servir una vez o varias. En el primer caso se les conoce como moldes temporales y los que se pueden utilizan varias veces, se les conoce como moldes permanentes.

Modelos desechables y removibles Los moldes se fabrican por medio de modelos los que pueden ser de madera, plstico, cera, yeso, arena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se destruyen al elaborar la pieza, se dice que stos son disponibles o desechables y si los modelos sirven para varias fundiciones se les llama removibles.

Ventajas de los modelos desechables 1. Para la fabricacin de moldes sin mquinas de moldeo se requiere menos tiempo.

2. No requieren de tolerancia especiales.

3. El acabado es uniforme y liso.

4. No requiere de piezas sueltas y complejas.

5. No requiere de corazones

6. El moldeo se simplifica notablemente.

Desventajas de los modelos desechables 1. El modelo es destruido en el proceso de fundicin.

2. Los modelos son ms delicados en su manejo.

3. No se puede utilizar equipo de moldeo mecnico.

4. No se puede revisar el acabado del molde. Partes de un molde

1. Vasija de vaciado. Entrada del metal fundido al molde.

2. Bebedero. Conducto por el cual baja el metal fundido para la alimentacin del metal al molde.

3. Corredor alimentador. Vasija inferior que permite la entrada del material a la cavidad. En algunos caso se coloca un rebosadero antes del corredor alimentador para que se atrape la escoria o partculas extraas del metal fundido.

4. Rebosaderos. Son espacios que pueden ser ciegos o abiertos y que sirven para permitir que la escoria del material fundido flote y sea atrapada. Tambin sirven para conocer si el material llen en su totalidad la cavidad del molde.

Fundicin en moldes de arena Uno de los materiales ms utilizados para la fabricacin de moldes temporales es la arena slica o arena verde (por el color cuando est hmeda). El procedimiento consiste en el recubrimiento de un modelo con arena hmeda y dejar que seque hasta que adquiera dureza.

Fundicin en moldes de capa seca Es un procedimiento muy parecido al de los moldes de arena verde, con excepcin de que alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm) se coloca arena con un compuesto que al secar hace ms dura a la arena, este compuesto puede ser almidn, linaza, agua de melaza, etc. El material que sirve para endurecer puede ser aplicado por medio de un rociador y posteriormente secado con una antorcha.

Fundicin en moldes con arena seca Estos moldes son hechos en su totalidad con arena verde comn, pero se mezcla un aditivo como el que se utiliza en el moldeo anterior, el que endurece a la arena cuando se seca. Los moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar toda la humedad y por lo regular se utilizan cajas de fundicin, como las que se muestran ms adelante. Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y soportan bien las turbulencias del metal al colarse en el molde.

Fundicin en moldes de arcilla Los moldes de arcilla se construyen al nivel de piso con ladrillos o con materiales cermicos, son utilizados para la fundicin de piezas grandes y algunas veces son reforzados con cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho tiempo para su fabricacin y no son muy utilizados.

Fundicin en moldes furnicos Este proceso es bueno para la fabricacin de moldes o corazones de arena. Estn fabricados con arena seca de grano agudo mezclado con cido fosfrico, el cual acta como acelerador en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla una resina llamada furnica. Con esta mezcla de cido, arcilla y resina en dos horas el molde se endurece lo suficiente para recibir el metal fundido.

Fundicin con moldes de CO2 En este tipo de moldes la arena verde se mezcla con silicato de sodio para posteriormente ser apisonada alrededor del modelo. Una vez armado el molde se inyecta bixido de carbono a presin con lo que reacciona el silicato de sodio aumentando la dureza del molde. Con la dureza adecuada de la arena del molde se extrae el modelo, si este fuera removible, para posteriormente ser cerrado y utilizado.

Tambin los procesos de moldeo pueden ser clasificados por el lugar en el que se fabrican.

1. Moldeo en banco. Este tipo de moldeo es para trabajos pequeos y se fabrican en un banco que se encuentre a la mano del trabajador.

2. Moldeo de piso. Para piezas grandes en las que su manejo es difcil y no pueden ser transportadas de un sitio a otro.

3. Moldeo en fosa. Cuando las piezas son extremadamente grandes y para su alimentacin es necesario hacer una fosa bajo el nivel medio del piso. ConclusinFundicin es el proceso de fabricacin de piezas, comnmente metlicas pero tambin de plstico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

La fundicin en arena requiere un modelo a tamao natural de madera, plstico y metales que define la forma externa de la pieza que se pretende reproducir y que formar la cavidad interna en el molde.Las fundiciones son de gran importancia ya que con ella podemos elabora piezas con materiales como el hierro, aluminio, con los cuales pueden ser empleados en la industria automotriz, y en muchas industrias.Bibliografa.

http://www.mecanica.com.es.

Julin Rodrguez Montes, Lucas Castro Martnez, Juan Carlos del Real Romer Procesos industriales para materiales metlicos

Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. tc Figueroa Lpez Manufactura, ingeniera y tecnologa