Fundición a presión y fundición centrifuga.

Presentado por: Samuel Andrés Ordóñez guerrero.

Presentado a: Justo Pastor Mora García.

Asignatura: Metalografía II.

Universidad tecnológica de Pereira.

Pereira-Risaralda.

Fundición a presión.

1. Introducción.

La fundición a presión es un proceso muy versátil para la fabricación de piezas metálicas aplicando alta presión al metal fundido dentro de un molde reutilizable de acero. Este molde tiene la característica de producir elementos de buena exactitud, con acabados lizos o texturados y de alto y bajo grado de complejidad; como por ejemplo piezas de automóviles, grifos y carcasas de conectores.

Fig. 1.1 Grifos de cocina y carcasas de conectores.Muestra de la gran variedad y precision de la fundición a presión.

2. Historia.

Los primeros elementos conocidos producto de fundicion a presion fueron desarrollados a mediados y finales del siglo XVIII. Los cuales fueron: partes para fonografos, cajas registradoras, maquinas accionadas manualmente para la fundicion de caracteres de imprenta, entre otros.

Inicialmente se empezaron a utilizar aleaciones de estaño,plomo; zinc, aluminio y magnesio,cobre. Alrededor de 1930 este metodo se generalizo para aleaciones modernas todavía en uso hoy en día.

Este proceso a evolucionado a lo largo de los años, del original por inyeccion a baja presion a metodos que incluyen alta presion, alrededor de 4500 libras por pulgada cuadrada, que garantizan excelentes acabados y muy buena integridad de la pieza ( fundicion semi solida).

3. Fundición a presión en la vida cotidiana.

Debido a los avances tecnologicos y al refinamieto de esta tecnica actualmente gran cantidad de productos comerciales, que son facilmente encontrados en mercados son hechos por fundicion a presion.

Fig. 3.1 Porcentaje de productos comerciales en mercadosnorteamericanos creados por fundición a presión.

4. Ventajas de la fundición a presión.

Es un proceso eficiente y económico, que permite la posibilidad de diseñar elementos de múltiples formas y acabados con pequeñas tolerancias y una esperanza de vida útil muy alta, superando a cualquier otra técnica de manufactura.

Alta velocidad de producción con poco mantenimiento. Produce partes dimensionalmente estables y resistentes al calor. Fabrica elementos más fuertes que el moldeo por inyección de plástico teniendo

iguales dimensiones.

5. Proceso de fundición a presión.

Consiste en inyectar metal liquido bajo alta presión dentro de un molde de acero, esto por medio de máquinas especializadas que garantizan la aplicación de presiones elevadas entre un rango de 400 y 4000 toneladas dependiendo la cantidad de fuerza que pueda soportar el molde. Independientemente de su tamaño la única diferencia en las máquinas de fundición por presión es el método usado para inyectar el metal dentro del molde.Existen dos métodos: Hot chamber y Cold chamber.

Hot chamber: En este proceso el suministro de metal líquido es adjunto a la máquina y es parte integral del aparato de fundición.

Fig. 5.1 Diagrama fundición a presión por HOT CHAMBER.

Cold chamber: En este proceso el suministro de metal líquido no es adjunto a la máquina.

Fig. 5.2 Diagrama fundición a presión por COT CHAMBER.

Un ciclo completo tanto para Hot y Cold chamber puede durar un segundo para componente de menos de una onza y de dos a tres minutos para fundiciones de varias libras, lo que hace a la fundición por presión la técnica más rápida y eficiente.

Fundición centrifuga.

6. Introducción.

La fundición centrifuga tiene como objetivo lograr la solidificación del metal liquido en las paredes de un molde en movimiento rotacional, la velocidad de rotación y la tasa de vertido del material varia con la aleación, el tamaño y la forma de la fundición.La idea de emplear fuerza centrífuga para hacer fundición fue desarrollada por A. G. Eckhardt’s quien consiguió la patente de este método en 1809.Esta fundición está relativamente libre de porosidades, contracciones y desprendimiento de gases, aunque algunas veces puede ser necesario aplicar algún tratamiento de endurecimiento para aumentar la resistencia al desgaste de la superficie de la pieza desarrollada.

7. Clases de fundición centrifuga.

Fundición centrifuga real:

En este método el metal fundido se vacía en un molde en estado rotacional buscando la formación de una zona tubular a causa de fuerzas inerciales. Algunos elementos que podemos producir de esta forma son: pipas, tubos, anillos, manguitos entre otros.Para que este proceso se lleve a cabo satisfactoriamente es necesario calcular la velocidad de rotación del molde como sigue:Recordado la definición de fuerza centrífuga, con R=radio interior del molde. 1.1

Dividiendo 1.1 por el peso.

1.2

Como la velocidad tangencial puede expresarse como:

1.3

Al sustituir 1.3 en 1.2 hallamos:

Y despejando N obtenemos:

1.4

Donde D=Diámetro interior del molde.

N=Velocidad de rotación en (Rev. /Min).

En 1.4 si el factor GF es muy pequeño habrá velocidad relativa entre las paredes del molde y el metal fundido, causando goteo. Empíricamente valores apropiados para el factor GF pueden ser alrededor de 60 u 80, aunque pueden variar dependiendo el tipo de metal fundido.

Fig. 7.1 Representación para fundición centrifuga real.

Fig. 7.2 Cilindro desarrollado por fundición centrífuga.

Fundición semicentrifuga:

Este método produce fundiciones solidas por revolución, la velocidad de rotación se ajusta normalmente con un factor GF= 15, y los moldes se diseñan con mazarotas que alimenten metal fundido desde el centro. La densidad del metal en el interior de la pieza es menor que la del exterior, con lo cual en este tipo de fundición se emplea maquinado de modo que la pieza queda con un orificio en su centro; ejemplos de este caso son: los volantes y las poleas.

Fig. 7.3 Fundición semicentrifuga.

Fundición centrifugada:

Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de cavidades lejos del eje de rotación.

Fig. 7.4 Fundición centrifugada.

8. Defectos

Segregación, la fundición centrifuga está bajo varias formas de segregación lo que causa que los componentes menos densos fluyan hacia el centro de molde.

9. Bibliografía.

https://www.diecasting.org/wcm/Die_Casting/FAQ/wcm/Die_Casting/FAQ.aspx?hkey=01ccba73-b463-4980-b3b4-a2c28815a015.

http://thelibraryofmanufacturing.com/hot_chamber_diecasting.html http://thelibraryofmanufacturing.com/cold_chamber_diecasting.html http://www.metalwebnews.com/howto/casting/casting.pdf http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-222.pdf