Fundición en Fundición en arenaarena

Introducción.Introducción. Se denomina fundición al proceso de Se denomina fundición al proceso de

fabricación de piezas, comúnmente metálicas fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.llamada molde, donde se solidifica.

El proceso tradicional es la fundición en arena, El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.metal fundido.

Fundición en arenaFundición en arena La fundición en arena es el proceso más utilizado, la La fundición en arena es el proceso más utilizado, la

producción por medio de este método representa la producción por medio de este método representa la mayor parte del tonelaje total de fundición. Casi mayor parte del tonelaje total de fundición. Casi todas las aleaciones pueden fundirse en arena; de todas las aleaciones pueden fundirse en arena; de hecho, es uno de los pocos procesos que pueden hecho, es uno de los pocos procesos que pueden usarse para metales con altas temperaturas de usarse para metales con altas temperaturas de fusión, como son el acero, el níquel y el titanio fusión, como son el acero, el níquel y el titanio

La fundición en arena consiste en vaciar el metal La fundición en arena consiste en vaciar el metal fundido a un molde de arena, dejarlo solidificar y fundido a un molde de arena, dejarlo solidificar y romper después el molde para remover la fundición. romper después el molde para remover la fundición. Posteriormente la fundición pasa por un proceso de Posteriormente la fundición pasa por un proceso de limpieza e inspección, pero en ocasiones requiere limpieza e inspección, pero en ocasiones requiere un tratamiento térmico para mejorar sus un tratamiento térmico para mejorar sus propiedades metalúrgicas.propiedades metalúrgicas.

Fundición en arenaFundición en arena Pasos en la secuencia de producción de la fundición en arena. Los Pasos en la secuencia de producción de la fundición en arena. Los

pasos incluyen no solamente las operaciones de fundición si no pasos incluyen no solamente las operaciones de fundición si no

también la manufactura del modelo y del moldetambién la manufactura del modelo y del molde..

Modelos y corazonesModelos y corazones En la fabricación del molde, los granos de arena En la fabricación del molde, los granos de arena

se aglutinan por medio de una mezcla de agua y se aglutinan por medio de una mezcla de agua y arcilla. La proporción típica (en volumen) es arcilla. La proporción típica (en volumen) es 90% de arena, 3% de agua y 7% de arcilla. Se 90% de arena, 3% de agua y 7% de arcilla. Se pueden usar otros agentes aglutinantes en lugar pueden usar otros agentes aglutinantes en lugar de la arcilla, como resinas orgánicas (por de la arcilla, como resinas orgánicas (por ejemplo resinas fenólicas) y aglutinantes ejemplo resinas fenólicas) y aglutinantes inorgánicos (por ejemplo, silicato y fosfato de inorgánicos (por ejemplo, silicato y fosfato de sodio). sodio).

En el método tradicional para formar la cavidad En el método tradicional para formar la cavidad del molde se compacta la arena alrededor del del molde se compacta la arena alrededor del modelo en la parte superior e inferior de un modelo en la parte superior e inferior de un recipiente llamado recipiente llamado caja de moldeocaja de moldeo. .

Modelos y corazonesModelos y corazones

El molde es una cavidad que tiene la forma El molde es una cavidad que tiene la forma geométrica de la pieza que se va fundir. La geométrica de la pieza que se va fundir. La arena de fundición es sílice (Si02) o sílice arena de fundición es sílice (Si02) o sílice mezclada con otros minerales. Esta arena mezclada con otros minerales. Esta arena debe tener buenas propiedades debe tener buenas propiedades refractarias, expresadas como la capacidad refractarias, expresadas como la capacidad de resistir altas temperaturas sin fundirse o de resistir altas temperaturas sin fundirse o degradarse degradarse

La selección del material apropiado para La selección del material apropiado para patrones o modelos depende en gran parte patrones o modelos depende en gran parte de la cantidad total de piezas a producirde la cantidad total de piezas a producir

Modelos Modelos El proceso de empaque se realiza por varios El proceso de empaque se realiza por varios

métodos :métodos :-apisonado a mano realizado manualmente por un -apisonado a mano realizado manualmente por un

operario operario -compactación de la arena alrededor del patrón o -compactación de la arena alrededor del patrón o

modelo mediante presión neumáticamodelo mediante presión neumática- acción de sacudimiento, dejando caer repetida acción de sacudimiento, dejando caer repetida

mente la arena contenida en la caja junto al mente la arena contenida en la caja junto al modelo, a fin de compactarla en su lugar modelo, a fin de compactarla en su lugar

- lanzamiento, haciendo que los granos de arena lanzamiento, haciendo que los granos de arena se impacten contra el patrón a alta velocidad se impacten contra el patrón a alta velocidad

MoldeMolde El molde debe poseer las siguientes características:El molde debe poseer las siguientes características: Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso

del metal.del metal. Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye

con rapidez durante la colada.con rapidez durante la colada. Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena

con el metal fundido. Los gases contaminan el metal y con el metal fundido. Los gases contaminan el metal y pueden alterar el molde.pueden alterar el molde.

Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a través del cuerpo del molde mismo, más pueda pasar a través del cuerpo del molde mismo, más bien que penetrar el metal.bien que penetrar el metal.

Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal y poderse desprender con limpieza temperatura del metal y poderse desprender con limpieza del colado después del enfriamiento.del colado después del enfriamiento.

El corazón debe ceder lo suficiente para permitir la El corazón debe ceder lo suficiente para permitir la contracción del colado después de la solidificación.contracción del colado después de la solidificación.

Tipos de moldesTipos de moldes

Moldes con capa secaMoldes con capa seca Moldes con arena seca Moldes con arena seca Moldes de arcillaMoldes de arcilla Moldes furanicoMoldes furanico Moldes de CO2Moldes de CO2 Moldes de metalMoldes de metal Moldes especialesMoldes especiales

Procesos de Moldeo Procesos de Moldeo

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

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

Moldeo en fosa. Cuando las piezas son Moldeo en fosa. Cuando las piezas son extremadamente grandes y para su extremadamente grandes y para su alimentación es necesario hacer una fosa alimentación es necesario hacer una fosa bajo el nivel medio del piso bajo el nivel medio del piso

Procesos de MoldeoProcesos de Moldeo

Molde en maquina:Molde en maquina: Las maquinas Las maquinas han sido construidas para hacer un han sido construidas para hacer un numero de operaciones que el numero de operaciones que el moldeador hace ordinariamente a moldeador hace ordinariamente a mano, tales como apisonar la arena, mano, tales como apisonar la arena, voltear el molde completo, formar la voltear el molde completo, formar la alimentación y sacar el modeloalimentación y sacar el modelo

Ventajas y Desventajas de los Ventajas y Desventajas de los modelos desechablesmodelos desechablesVentajasVentajas

Para la fabricación de moldes sin máquinas de Para la fabricación de moldes sin máquinas de moldeo se requiere menos tiempo. moldeo se requiere menos tiempo.

No requieren de tolerancia especiales. No requieren de tolerancia especiales. El acabado es uniforme y liso. El acabado es uniforme y liso. No requiere de piezas sueltas y complejas. No requiere de piezas sueltas y complejas. No requiere de corazones No requiere de corazones El moldeo se simplifica notablemente. El moldeo se simplifica notablemente.

DesventajasDesventajas El modelo es destruido en el proceso de El modelo es destruido en el proceso de

fundición. fundición. Los modelos son más delicados en su manejo. Los modelos son más delicados en su manejo. No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico. No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico.

Sistema de alimentación Sistema de alimentación del molde.del molde.

Los conductos que llevan el metal Los conductos que llevan el metal vaciado a la cavidad de molde son vaciado a la cavidad de molde son llamados sistema de alimentación, llamados sistema de alimentación, generalmente están constituidos por generalmente están constituidos por una vasija de vaciado, comunicando a una vasija de vaciado, comunicando a un canal de bajada o conducto vertical un canal de bajada o conducto vertical conocido como bebedero, y a un canal a conocido como bebedero, y a un canal a través del cual el metal fluye desde la través del cual el metal fluye desde la base del bebedero a la cavidad del base del bebedero a la cavidad del moldemolde

Tipos de Arena:Tipos de Arena: Arenas naturales (semisintéticas): se encuentra Arenas naturales (semisintéticas): se encuentra

en muchos depósitos naturales, y es adecuada en muchos depósitos naturales, y es adecuada para propósitos de moldeo por que puede para propósitos de moldeo por que puede resistir altas temperaturas sin descomponerse. resistir altas temperaturas sin descomponerse. Esta arena es de bajo costo, tiene gran duración Esta arena es de bajo costo, tiene gran duración y se consigue en una gran variedad de tamaño y y se consigue en una gran variedad de tamaño y formas de granoformas de grano

La arena sílica: pura no es conveniente por si La arena sílica: pura no es conveniente por si misma para el trabajo de moldeo puesto que misma para el trabajo de moldeo puesto que adolece de propiedades aglomerantesadolece de propiedades aglomerantes

Arena Sílica (SiO2): ): estas se han formado por Arena Sílica (SiO2): ): estas se han formado por la erosión de las rocas ígneas; se mezclan la erosión de las rocas ígneas; se mezclan adecuadamente con arcillas al extraerlos en las adecuadamente con arcillas al extraerlos en las canteras y solo se requiere agregarles agua para canteras y solo se requiere agregarles agua para obtener una arena conveniente para moldeos de obtener una arena conveniente para moldeos de piezas fundidas de hierro y metales no ferrosospiezas fundidas de hierro y metales no ferrosos

Propiedades de la Arena:Propiedades de la Arena:

Resistencia en secoResistencia en seco ResistenciaResistencia Resistencia en verdeResistencia en verde Refractariedad:Refractariedad: Resistencia en calienteResistencia en caliente DesprendimientoDesprendimiento Tamaño y forma del granoTamaño y forma del grano

Equipo para el Equipo para el acondicionamiento de la acondicionamiento de la

arenaarena Propiamente la arena Propiamente la arena

bien acondicionada bien acondicionada es un factor es un factor importante en la importante en la obtención de una obtención de una buena pieza fundida. buena pieza fundida.

Por razón de que Por razón de que acondicionar la arena acondicionar la arena a mano es difícil la a mano es difícil la mayoría de las mayoría de las fundiciones tienen fundiciones tienen equipos apropiados equipos apropiados para esta operación.para esta operación.

A continuación se A continuación se muestra una serie de muestra una serie de

fotografías que describen fotografías que describen el proceso de fundición en el proceso de fundición en

molde de arenamolde de arena