sistemas de colada

7/26/2019 Sistemas de Colada

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Un sistema de colada, es el encargado de llevar elmetal lquido hasta llenar la cavidad del molde para

obtener una pieza fundida sin defectos.


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1.- Principios bsicos del diseo de istemas de !olada

para piezas fundidas.

Principios de mecnica de fluidos.

!onocimientos de turbulencia.

"imensionamiento de canales para fundici#n.

$.- "iseo de sistemas de canales buscando reducir laformaci#n de #%idos.

&nteracci#n 'etal (quido ) *tm#sfera.Principales #%idos formados.

"iseo de canales buscando reducir la turbulencia.


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+U!& "( &/'* " !(*"*

0educir la turbulencia del fluo del metal lquido amedida que recorre el sistemas de canales 2 llenar lacavidad del molde.

'enor /urbulencia, menor rosi#n, ma2or

facilidad de separar las escorias. vitar las regiones de baa presi#n unto al fluo metlico

que favorezcan la aspiraci#n de aire o gases del molde.

Permitir el llenado del molde en un tiempo establecido.

!ontribuir al establecimiento de gradientes t3rmicas quefavorezcan la alimentaci#n de las piezas.

liminar o reducir al mnimo las habilidades personalesen el momento del vertido del metal al molde.


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(4 " !/&U&"*"

1

v1

$

v$

(a cantidad de fluido que pasapor cada secci#n en uninstante debe ser constante.

5 6 % v 516 5$

5 6 1. v16 $.v$77.

5 6 +luo en todos los puntos del sistema de colada. cm89s.

* 6 :rea de la secci#n transversal. cm$.

v 6 ;elocidad del fluido. cm9s.


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!U*!&


6/42

!U*!&


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(4 " (* !0;*!&


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Los problemas de contaminacin con gas, escorias,

xidos y aspiracin de gas estn unidos al ingreso delmetal, es decir al tipo de flujo, laminar o turbulentoexpresado por el Nmero de Reynolds.

.Re H

v D

=

v !elocidad del fluido "metal l#$uido% "cm & s%

'( 'imetro del canal "cm%

!elocidad cinemtica del fluido "metal l#$uido% "cm)&s%

para aceros al carbono

20, 01 /cm s


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*urbulencia + Nmero de Reynolds

l dimetro -idralico '(del canal est dado "una

funcin de la geometr#a del canal%

'( x /rea de la seccin transversal.

0er#metro de la seccin transversal


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l fluo es laminar cuandoel H 0e igual o I $CCC

l fluo es enteramenteturbulento cuando el H 0eest entre $ CCC a $C CCC

l fluo es severamenteturbulento cuando el H 0e esJ $C CCC


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(aminar

/urbulento

+actor

"e

fricci#n

$C CCC

H 0e2nolds

0elaci#n entre el factor de fricci#n,

el H de 0e2nolds 2 lascaractersticas del fluo

*cero

'aleable


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fectos de 'omentos

(a primera le2 de eKton del estadoD LUn cuerpo en movimientocontinuar movi3ndose en una direcci#n determinada, hasta queotra fuerza se eerza sobre 3l 2 le cambie la direcci#nM

1 $

5 6 a1v16 a$v$

fecto del

cambio de:rea de lasecci#ndel canal


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C F 1C 1F $C $F 8C

velocidad en ft9s

GC

NC

FC

OC

8C

$C

1C

C

!arga depresi#nenpulgadasdelquido

1GF

1FC

1$F

1CC

FC

$C

!arga de

presi#nen cm delquido

1 $ 8 O F N G Q m 9 s

r9d 6 1

r9d 6 Nfecto de loscodos delsistema decolada sobreel fluo demetal

r

r


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ecesidad de disear ferrodinamicamente los sistemasde colada para reducir la turbulencia

=ebederorectoatrapaaire


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n el caso de bebedero recto, la aspiraci#n de gases seaprecia asD

1

$

8

h$

h!

h/

22

3 31 1

3

2

3

3

2 2

14, 7 14, 7

0 00, 26 2 0, 26

27,7

t

t

t

v Pv Ph h

g g

v

h g

v h

+ + = + +

+ + = + +

= ;elocidad en el punto 8Apulg9sB2 2

2 2 12

2 3

2 2

14,70

2 2

14,7

v P vhg g

v v

P h

+ + = + +

=

=


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P0;!&


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P&!&


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!oladapor lapartesuperior

!oladapor laparteinferior

!olada por la partelateral de la pieza


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(* 0(*!&


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0.!

:rea secci#n transversal del bebederoD :rea secci#ntransversal del canal de coladaD :rea secci#n transversalde las entradas.

&/'* P0U0&R*"D l rea total de las entradas nodebe ser ma2or que la del bebedero

:rea 6 N,OF cm$

:rea 6 O,O cm$

:rea total 6 8,$$ cm$

1 D C,GF D C,F/ambi3nD

1 D $ D 1

'antiene lleno de metal elsistema.


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:rea 6 8,$$ cm$

:rea 6 Q,NG cm$

:rea 6 Q,NG cm$

&/'* P0U0&R*"D (a restricci#n

primaria al fluo del fluido est en o cerca delbebedero.

1D 8 D 8 (a ma2or secci#ndel canal 2 de lasentradas

permiten fluosadecuados avelocidadesrelativamentebaas.


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L121N3415N ' L3 647R13

La colada centrifugada

"remolino% ayuda a separar laescoria.

mpleando filtros cermicos


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;ariaci#n de la secci#n del canal de distribuci#n


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;ariaci#n de la secci#n del canal 2 ataques AentradasB


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!opa de vertido o balsa de vertido


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"/0'&*!&


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egunda cuaci#n de "&/0

0,950,833

eK P = +

6 /iempo de vertido AsegundosB

e 6 spesor medio de la pieza A pulgadasB

P 6 Peso de la pieza AlibrasB

? 6 +actor de fluidez. A +luidez del +ierro +undido- inch 9 OCB+.! 6 T! V iT W PT


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(a relaci#n de ?UU para el +ierro +undidoD

( )0,81A e P= + +


e 6 spesor de la pieza AcmB

P 6 Peso total de metal vertido A@gB

6 C,N ) C,8 A!uando P 6 1 a 1CC @gB

* 6 G Apara piezas con almaB* 6 8 Apara piezas pequeas, automotrizB

* 6 C Apara piezas en generalB


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(a relaci#n de ;(= ) *ceros al carbono 2 de

baa aleaci#n


e 6 spesor promedio A mmB

P 6 Peso total de metal vertido A@gB

s 6 !oeficiente e%perimental

3 .s e P=


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(a propuesta de ovoleb tiene dos condiciones paraLsM

ormal8s 6 1,8 A colada por la parte inferiorBs 6 1,O Acolada por la parte lateralB

s 6 1,F ) 1,N Acolada por la parte superiorB

Por encima de lo normalDs 6 1,O ) 1.F Acolada por la parte inferiorBs 6 1,F ) 1,N Acolado lateralmenteB

s 6 1,N - 1, Acolado por la parte inferiorB


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0elaci#n para *ceros &no%idables AX( ) OCB

0, 4 0, 95

0,833

eP

= +

Para =ronces 2 (atonesD f P=

(a velocidad de vertido, se puede calcularD

2,2525,4

ev A P

B

= +

v 6 ;elocidad de vertido A@g9 sB

e 6 spesor de la pieza AcmB

P 6 Peso total de la pieza A@gB

* 2 = 6 constantes A * 6 C,Q 2 = 6 C,88Bpara +ierro +undido

f 6 C,Q a $,N Para piezasma2ores de 8CC libras


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P04!/ " U &/'* " !(*"*

;0/&"

1. n un sistema de colada el fluo que desciende esacelerado por efecto de la gravedad.

$. n los canales de distribuci#n 2 entrada ocurrencambios de secci#n 2 direcci#n que promueven laturbulencia 2 atrapamiento de aire o gases.

8. *l ingresar a la cavidad del molde, el fluo 2a no est

limitado por las paredes, siendo un fluo definido porla inercia 2 por la acci#n de la gravedad.


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0!'"*!& ) *.+.

(os canales de descenso deben ser c#nico


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0elaci#n entre reas de

los canales,"espresurizadosD

1 D $ D $ 1 D O D O

Una tasa o bacn en elfondo del canal dedescenso - bebedero

(as entradas encima delcanal de distribuci#n ocolada.


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1. !anal de descenso c#nico.

$. istema no presurizado o divergente A1 D $ D $ o 1 D O D OB

8. Una tasa o bacn en el fondo del bebedero.

O. (lenado de la pieza por el fondo Aevita gotear o escurrirdentro de la cavidad del moldeB

F. (os canales de distribuci#n debao de los canales deentrada.

0!'"*!& P*0* !**( "*(*!& +:!&('/ Y&"*=(


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=ebederos o canales de

descenso de paredesparalelas 2 sistemas nopresurizados, presentanel problema deaspiraci#n de aire ogases.

P0=('* !!**(

/0*"&!&*(


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l bebedero o canal de descenso mu2 por debaodisminu2e la velocidad del fluo, pero presentaproblemas de aspiraci#n de aire.


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l empleo de filtros es un au%ilio necesario para reducirla velocidad del fluo


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1. (lenar la cavidad del molde rpidamente sin requerir una temperaturae%cesivamente alta.

$. 0educir o prevenir agitaci#n o turbulencia 2 la formaci#n de #%idosmetlicos.

8. Prevenir escorias, espumas, #%idos 2 arrastre de arena a la pieza.

O. vitar la erosi#n del molde 2 las almas.

F. *2udar a obtener un adecuado gradiente t3rmico para alcanzar unasolidificaci#n direccional 2 minimizar la distorsi#n de la pieza.

N. '%ima eficiencia de pieza fundida 2 mnimo costo.

G. Proveer facilidades de vertido, empleando cucharas adecuadas eelementos de desplazamiento.

=Z/&; 5U "= !U'P(&0 U &/'* " !(*"*


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!:(!U( E0*(

1.- *(/U0* +!/&;*D "el bebedero

h

c

cp

c

Xefectiva6 h Xefectiva6 h ) c9$ Xefectiva6 h ) p$9 $c


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!:(!U( ( :0* " !X5UD base del bebedero

. . 2 .B

efectiva

PA

c g h =

*=6 :rea de choque ApulgadasB

P 6 Peso de la pieza A librasB

6 "ensidad del metal lquido Alb9in8B


hefectiva6 *ltura efectiva del bebedero.

g 6 *celeraci#n de la gravedad A8N,O in9s$B

c 6 +actor de eficiencia del bebedero AC, para bebedero ahusadocircular 9 C,OG bebedero recto circular 9 C,GO bebedero ahusado rectoB


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!:(!U( " (* =* UP0&0 "( =="0

bebederoS B

balsa

hA A

h=

*6 :rea de la base superior del bebedero Ain$B

*=6 :rea de choque o base inferior del bebedero.

h bebedero6 (ongitud del bebedero AinchB

hbalsa6 *ltura de la balsa o taza de vertidoB

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