Fundición
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Pieza de práctica

 

Directorio

bullet Nota aclaratoria
bullet Objetivos
bullet Introducción
bullet Proceso de solidificación
bullet Procesos para materiales metálicos
bullet Destrezas a ser evaluadas en el examen
bullet Visita a lugaresrelacionados con este tema

Foto cortesía de West Michigan Inc.

Nota aclaratoria

bulletEl material presentado aqui complementa pero no sustituye el material dado 
en clase y el material discutido en el libro de texto del curso.
bulletSi el estudiante se ausenta de clases, éste es responsable de indagar con 
la profesora o sus compañeros de clase sobre el material cubierto en clase.

Objetivos

bulletConocer definiciones relacionadas con los procesos de fundición y moldeo.
bulletConocer factores importantes que influyen en la selección de parámetros para 
los procesos de fundición
bulletConocer los componentes de un molde.
bulletConocer algunos procesos de fundición utilizando moldes permanentes y moldes 
desechables.
bulletConocer algunos criterios de diseño de moldes, incluyendo cómputos para 
el diseño de “risers”.
bulletAprender a calcular estimados del tiempo de solidificación de la pieza en el molde.

Introducción

Trasfondo
bulletLos procesos de fundición tienen su origen en el año 5000 AC.
bulletPuede utilizarse para materiales metálicos y no metálicos.
bulletEl proceso consiste en vertir material derretido en un molde, dejarlo solidificar y removerlo.
Factores importantes para los procesos de fundición
bulletproceso de solidificación
bulletflujo del fluído
bullettransferencia de calor
bulletinfluencia del material del molde
Flujo de fluído y transferencia de calor
bulletUn molde requiere un diseño cuidadoso de modo que el sistema de compuertas permita que se supla suficiente material derretido para rellenar la cavidad y evitar problemas potenciales.
bulletEs importante poder calcular MFT = tiempo que se tarda en llenar el molde.
Factores que afectan la fluidez
bulletviscosidad
bullettensión de superficie
bulletinclusiones (partículas)
bulletpatrón de solidificación de la aleación
bulletgeometría del molde
bulletmaterial y superficie del molde
bulletgrado de sobrecalor
bulletrazón de derrame
bullettransferencia de calor

Procesos de fundición

Los procesos de fundición se clasifican en dos grupos:
bulletprocesos que utilizan moldes desechables
bulletprocesos que utilizan moldes permanentes
Componentes de un molde de arena
bulletpatrón
bullet“cope”
bullet“riser”
bulletconducto para vertir el metal derretido
bulletcorrederas
bulletmecanismo de compuertas
bulletlínea de partida

Proceso de solidificación

Descripción del problema de solidificación
bulletOcurre en dos etapas: formación del núcleo y crecimiento
bulletLa estructura del grano depende de si tenemos un metal puro o aleación y del si hay o no convección o catalizadores presentes durante el proceso.
bulletLos metales puros se solidifican a una temperatura fija pero en las aleaciones esto ocurre en una gama de temperaturas.
Predicción del tiempo de solidificación
bulletLa cantidad de calor a ser removida es directamente proporcional a la cantidad de supercalor y a la cantidad de material.
bulletLa habilidad de remover calor está directamente relacionada con el área total disponible para disiparlo.
bulletEl tiempo de solidificación es función del volúmen de material, el área de superficie y las carácterísticas del molde.  La regla de Chvorinov, descrita a continuación, nos ayuda a estimar este tiempo.

Procesos para materiales metálicos

bullet

Procesos de moldes desechables
bulletmoldes de arena tradicionales
bulletmoldes acorazados
bulletmoldes con patrones desechables
bulletmoldeo por inversión (“investment casting”)

bullet

Procesos de moldes permanentes
bullet“slush casting”
bulletmoldeo a presión
bulletmoldeo al vacío
bulletmoldeo en troquel (“die casting”)
bulletmoldeo centrífugo

bullet

Problemas de fundición
bulletencogimiento, se debe a:
bulletcontracción del metal derretido
bulletcontracción del metal semi-sólido
bulletcontracción del sólido a medida que se adapta a la temperatura ambiente
bulletporosidad
bulletPuede ocurrir debido a encogimiento, se evita escencialmente añadiendo líquido derretido a medida que se solidifique el existente, con una razón de enfriamiento mayor, chills externos y otros métodos.
bulletPuede ocurrir debido a los gases de fundición generados en el proceso
bulletproyecciones metálicas
bulletcavidades
bulletinterfase que no se unió (debido a metal corriendo pro diferentes correderas)
bulletdiscontinuidades (gritas o desgarramientos)
bulletOcurre si se restringe el encogimiento, influye el tamaño del grano.
bulletEl diseño del molde debe permitir la contracción normal del metal.

Guías para el diseño de moldes y diseño de “risers”

bulletSimplificar la geometría de la pieza que se va a producir.
bulletEvitar esquinas y ángulos afilados mediante transiciones con curvaturas suaves.
bulletEl espesor de las secciones debe ser uniforme para evitar cavidades por encogimiento.
bulletPermitir un poco de inclinación (“draft”) para facilitar la remoción de la prieza o el patrón.
bulletCambios menores pueden eliminar la necesidad de “cores”.
bulletSeleccionar tolerancias, terminados de superficies y compensaciones razonables.

Destrezas a ser evaluadas en el examen

bulletDemostrar que puede identificar problemas potenciales en el diseño de piezas que serán fabricadas  mediante procesos de fundición o moldeo y proponer cambios.
bulletPoder calcular exitosamente los siguientes parámetros (requiere entender físicamente al proceso)
bullettiempo que tarda en llenarse un molde
bulletflujos volumétricos para metales
bullettiempo de solidificación local
bullettiempo de solidificación total
bulletdimensiones de moldes para metales
bulletdimensiones de "risers" a ser diseñados en base a las especificaciones de la pieza

Visitas a lugares relacionados con este tema

Visitas virtuales a fábricas

bulletChicago White Metal Casting Inc.

Procesos para materiales metálicos

bulletCompañías y proyectos de universidades o agencias del gobierno
bulletChicago White Metal Casting Inc.
bulletEjemplos de solución de problemas
bulletROSS ALUMINUM
bulletEjemplos de productos en ROSS-ALUMINUM
bulletSimalex
bulletTIC United Metals Group
bulletWest Michigan Steel Foundry
bulletInformación sobre los procesos:
bulletInformación de fundición continua, centríguga y de arena
bulletmoldeo en troquel ("die casting")
bulletEjemplos de piezas
bulletmoldeo por inversión ("investment casting")
bulletDiagramas del proceso
bulletVisita a compañía Alphacasting
 

  

      © Lourdes M. Rosario
 Revisado 29/08/04

lmrosario@me.uprm.edu ,  lrosario@uprm.edu