PROCESOS DE MATERIALES, Diapositivas de Ingeniería electrónica

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Curso:

PROCESOS de FABRICACIÓN

Sesión 11:

Fundamentos de la fundición de metales

1

Fundición metales

Como proceso de producción, la fundición se

lleva a cabo por lo general en una fundidora

❑ Hacer moldes

❑ Fundir

❑ Manejar metal en forma derretida

❑ Ejecutar el proceso de fundición

❑ Limpiar el fundido terminado

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Fundición metales Molde

El molde contiene una cavidad cuya

configuración geométrica determina la forma

de la pieza fundida

Arena

Yeso

Modelo: Pieza y

mazarotas

Vaciado de yeso,

horno, derretir cera

Vaciado

4

Fundición metales

Metálicos

Cerámicos

Molde

5

Fundición metales

Procesos de fundición

Molde desechable Molde permanente

Molde

El molde en que se

solidifica el metal

derretido debe destruirse

para retirar el fundido

Se utiliza una vez y otra

para producir muchos

fundidos

Metal

Cerámico

refractario Yeso Arena

7

Fundición metales

El troquel de fundición es el proceso más familiar

del proceso por molde permanente

Molde

No-ferrosos

Máquina de fundición a presión

8

Fundición metales Moldes fundición arena

La fundición con arena es por mucho el

proceso de fundición más importante

Evacuación de gases

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Fundición metales Moldes fundición arena Caja moldeo

Aluminio

Fundición gris y nodular

Metálicas

De madera

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Fundición metales Moldes fundición arena

La cavidad se forma apisonando arena alrededor del modelo, sobre las

mitades del marco superior y el inferior, de modo que cuando se retira el

modelo, el vacío que queda tiene la forma que se desea para la pieza

La arena del molde está húmeda y

contiene un aglutinante para que

conserve su forma

Superficies internas:

Núcleo

En la fundición con arena, los núcleos por lo general

están hechos también de arena, aunque pueden

emplearse otros materiales tales como metales, yeso y

cerámicos

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Núcleo

Fundición metales Moldes fundición arena Sistema de paso

El sistema de paso de un molde de fundición es el canal, o red de

canales, por los que fluye el metal derretido desde el exterior

hacia la cavidad

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Fundición metales Moldes fundición arena Calentamiento

El metal debe calentarse a una temperatura algo más

elevada que su punto de fusión y luego verterse a la

cavidad del molde para que se solidifique.

Energía calórica requerida para fundir

𝑠

𝑚

0

𝑓

𝐿

𝑝

𝑚

Calor para elevar la

temperatura al

punto de fusión

Calor de fusión

para convertirlo de

sólido a líquido

Calor para poner el metal

fundido a la temperatura

de proceso

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Fundición metales Moldes fundición arena

Qué desventajas creen que tiene la ecuación 5 en el cálculo real del calor

necesario para calentar una aleación metálica?

1. El calor específico y otras propiedades térmicas del metal sólido varían con la

temperatura, en especial si el metal sufre un cambio de fase durante el calentamiento

2. La mayoría de los metales que se funden son aleaciones, y la mayor parte de éstas se

funden por arriba de una temperatura que varía entre la de solidus y liquidus , más

bien que con un solo punto de fusión; así, el calor de fusión no puede aplicarse en

forma tan simple como la que se ilustró

3. En la mayoría de los casos, no se dispone de los valores apropiados que se requieren

en la ecuación para una aleación particular

4. Existen pérdidas caloríficas significativas hacia el ambiente durante el calentamiento

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Fundición metales Moldes fundición arena Vertido

La introducción del metal derretido en el molde, que

incluye el flujo a través del sistema de paso y hacia la

cavidad, es una etapa crítica del proceso de fundición

El metal debe fluir hacia todas las regiones del

molde antes de solidificarse

❑ Temperatura de vertido : la que tiene el metal derretido cuando se introduce al

molde (Lo que importa aquí es la diferencia entre la temperatura a que se vierte y la

que tiene al comenzar la solidificación, sobrecalentamiento )

❑ Velocidad de vertido : la tasa volumétrica a la que se vierte el metal fundido al

molde. Si la tasa es demasiado baja, el metal se enfriará y solidificará antes de llenar la

cavidad. Si la tasa de vertido es excesiva, la turbulencia se vuelve un problema serio

❑ Turbulencia : El flujo de un fluido se caracteriza por variaciones erráticas en la

magnitud y dirección de la velocidad en el fluido

▪ Tiende a acelerar la formación de óxidos de metal que pueden quedar atrapados

durante la solidificación

▪ Agrava la erosión del molde

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Fundición metales Moldes fundición arena Vertido

Hay varias relaciones que gobiernan el flujo del metal líquido a través del

sistema de paso y dentro del molde

Energía del fluido en un punto:

Cinética

Potencial

Presión

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Principio de Bernoulli:

Velocidad

Densidad

Presión

Gravedad

Altura