Clasificación del proceso de fundición de metales.
Después de leer este artículo, aprenderá acerca de la clasificación del proceso de fundición de metales: 1. Fundición a presión 2. Fundición centrífuga 3. Fundición continua.
1. Fundición a presión:
La fundición a presión implica forzar el metal fundido en la cavidad permanente del molde de acero, llamado matriz, a una presión muy alta de aproximadamente 90 a 2000 veces la presión atmosférica.
Las matrices se hacen generalmente en dos medias, una está fija y la otra es móvil. Deben bloquearse perfectamente antes de que el metal fundido se introduzca en él. La fundición a presión es adecuada solo para metales y aleaciones de bajo punto de fusión.
Las aleaciones ferrosas no están fundidas comercialmente debido a su alta temperatura de fusión. Los procesos de fundición a presión son altamente precisos y tienen mejores propiedades mecánicas que el proceso de fundición en arena convencional.
Algunas ventajas de la fundición a presión sobre el proceso de fundición en arena convencional se enumeran a continuación:
Ventajas de Die Casing:
(i) Mayor tasa de producción hasta 360 rellenos.
(ii) Mayor precisión de la pieza fundida.
(iii) Las formas intrincadas se producen fácilmente.
(iv) Se obtiene un acabado superficial liso.
(v) Se pueden lograr tolerancias dimensionales cercanas.
(vi) Las piezas fundidas a presión requieren muy poco mecanizado.
(vii) Las piezas que tienen formas finas y complejas se pueden moldear con facilidad y precisión.
(viii) Se requiere menos superficie.
(ix) Piezas de alta resistencia y calidad producidas debido a los rápidos índices de enfriamiento.
(x) La muerte tiene larga vida.
(xi) Las inserciones se pueden moldear fácilmente junto con el metal principal.
(xii) Mejor adecuado para la producción en masa de piezas pequeñas.
Desventajas de las piezas fundidas:
(i) Solo adecuado y aplicable para metales y aleaciones de bajo punto de fusión.
(ii) Las aleaciones ferrosas no están fundidas comercialmente debido a su alta temperatura de fusión.
(iii) El costo del equipo y la matriz es alto.
(iv) El costo de diseño y producción del troquel es alto.
(v) No se puede utilizar para piezas grandes.
(vi) Requiere un alto grado de habilidad en operación y mantenimiento.
(vii) Cualquier aire atrapado produce orificios de ventilación en las piezas fundidas y se vuelven más débiles.
2. Fundición centrífuga:
El proceso de fundición centrífuga implica el vertido de metal fundido en una cavidad de molde giratorio, causada por la aceleración centrífuga. Las impurezas, como la escoria y la arena, son más ligeras y se desplazan hacia el eje central del molde giratorio, lo que mantiene la fundición principal libre de defectos.
Los procesos de fundición centrífuga se pueden clasificar en:
(i) Fundición centrífuga verdadera.
(ii) Fundición semi-centrífuga.
(iii) Fundición por centrifugación.
(i) Fundición centrífuga verdadera:
El verdadero método de fundición centrífuga se utiliza para producir objetos simétricos sobre su eje, pero huecos desde el interior como tubos.
El molde gira alrededor de un eje, horizontal, vertical o inclinado. El metal fundido es empujado a las paredes del molde por aceleración centrífuga, donde se solidifica en forma de un cilindro hueco. La cantidad de metal vertido determina el grosor de la pared de las piezas fundidas huecas.
Las máquinas utilizadas para rotar el molde pueden tener un eje de rotación horizontal o vertical. Las máquinas de eje horizontal se utilizan para fundir tuberías más largas, como el suministro de agua y las tuberías de alcantarillado, mientras que las máquinas de eje vertical se utilizan para la fundición de tubos cortos.
La característica básica de una máquina de fundición centrífuga verdadera de eje horizontal se muestra en la Fig. 4.15:
Ventajas de la fundición centrífuga verdadera:
(i) Mayor producción de producción.
(ii) Alta eficiencia en la utilización de metales debido a la eliminación de bebederos y conductos.
(iii) Alta densidad, estructura refinada de grano fino y propiedades mecánicas superiores de las piezas de fundición producidas.
(iv) Bajo porcentaje de rechazos.
(v) Se otorgan pequeños márgenes de mecanizado a las piezas de fundición producidas por este método.
(vi) Los metales ferrosos y no ferrosos se pueden moldear mediante este proceso.
(vii) Método rápido y económico.
(ii) Fundición semicentrífuga:
La fundición semi-centrífuga es bastante similar a la de la fundición centrífuga verdadera, con la diferencia de que la cavidad del molde está completamente llena con el metal fundido.
El método de fundición semicentrífuga produce las partes que son simétricas respecto de su eje pero que pueden no ser huecas. Las velocidades de giro no son tan altas como en el verdadero moldeo centrífugo. Debido a la menor velocidad, las impurezas no se separan efectivamente del metal.
En la figura 4.16 se muestra un proceso de fundición semi-centrífuga:
El método de fundición semi-centrífuga se emplea para hacer piezas de fundición de gran tamaño que son simétricas de los ejes. Los ejemplos incluyen ruedas de oruga para tanques, tractores y similares, poleas, discos reforzados, engranajes, hélices, etc.
(iii) Fundición por centrifugación:
El método de fundición centrífuga consiste en una serie de cavidades de molde, dispuestas según las circunstancias de un círculo. Estas cavidades están conectadas a un bebedero central a través de puertas radiales. A continuación, se vierte metal fundido y el molde gira alrededor del eje central de la salida.
En otras palabras, cada lanzamiento se gira alrededor de un eje fuera (desplazado de) su propio eje central. Por lo tanto, las cavidades del molde se llenan a alta presión.
Las fuerzas centrífugas aseguran el relleno uniforme del molde. Por lo general, se utiliza para producir piezas de fundición con formas intrincadas.
En la figura 4.17 se muestra una pieza de fundición por centrifugación:
Ventajas de la fundición por centrifugación:
(i) Asegura el relleno de la propiedad de la cavidad del molde.
(ii) Asegura un espesor uniforme con superficie lisa.
(iii) Elimina las impurezas en el vaciado.
(iv) Se utiliza para producir pequeñas formas intrincadas.
(v) Se utiliza para piezas de fundición largas como tuberías, etc.
Limitaciones de la fundición por centrifugación:
(i) La unidad es bastante cara.
(ii) Mantenimiento costoso.
(iii) La velocidad o rotación uniforme es necesaria para impartir un espesor uniforme.
3. Casting continuo:
El proceso de fundición continua básicamente implica controlar el flujo de una corriente de metal fundido que sale de un molde u orificio enfriado por agua para solidificar y formar una varilla continua.
En la figura 4.18 se muestra una versión modificada y nueva de este método es la fundición continua rotatoria:
En esta nueva versión, el molde refrigerado por agua oscila y gira alrededor de 100-120 rpm durante la fundición.
En la figura 4.18 se muestra un proceso de fundición continua. En su operación, el acero se funde y refina antes de transferirlo a la artesa. Entonces, el metal fundido entra en el molde giratorio. La fuerza centrífuga fuerza al acero fundido contra las paredes del molde y sale de un tubo doblado.
Las impurezas permanecen en el centro del vórtice, desde donde son removidas por el operador. La solidificación del metal que sale de la cavidad del molde continúa a una velocidad específica.
Se utiliza una sierra circular para cortar la barra sólida resultante en el tamaño deseado. Esta parte cortada se inclina y se carga en un transportador y se transfiere al lecho colgado y luego al lugar adecuado.
La fundición continua se utiliza para las varillas, cuadrados, tuberías, tubos, láminas, etc. Mediante este método se pueden moldear de forma fácil y económica diferentes formas, como triangulares, circulares, hexagonales, cuadrados. También se puede utilizar para producir tubos huecos, colocando un núcleo en la parte central del molde.
Ventajas de la fundición continua:
1. El proceso de fundición continua está obteniendo aplicaciones industriales de amplia distribución, especialmente para el acero aleado de alta calidad.
2. Tiene un rendimiento de metal muy alto de aproximadamente 98 por ciento, en comparación con el proceso de moldeo convencional con 87 por ciento.
3. Tiene posibilidad de moldear formas transversales especiales.
4. Tiene una excelente calidad de yeso, y tamaño de grano controlado.
