fundición centrífuga

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Proceso industrial de fundicion centrifuga. Ventajas y desventajas del proceso. Y caracteristicas de este proceso

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Diapositiva 1

Fundicin centrfuga1053412 Ivn Ortiz 1045097 Cindy Espinal 1040637 Diego Rodrguez

Fundicin centrfuga se puede definir como el proceso por el cual un metal lquido se coloca en un recipiente giratorio.

Esto quiere decir que es un mtodo en el que se aprovecha la fuerza centrfuga que se puede generar al hacer girar el metal en torno de un eje.

ConceptoCaractersticasLa fuerza centrfuga mejora la alimentacin y la coherencia de llenado logrando detalle de superficie. Este mtodo ha sido adaptado especficamente a la produccin de piezas cilndricas y elimina la necesidad de alimentadores y cargadores. El proceso es normalmente inadecuado para las geometras que no permiten un flujo lineal a travs de metal.La colada centrfuga tiene mayor fiabilidad que la fundicin esttica. Estn libres de porosidad de gas y de la contraccin.Muchas veces, no hay necesidad de tratamientos superficiales como el caso de cementaciones, endurecimiento por tratamiento trmico, da un acabado con una superficie dura, y mejora sensiblemente las propiedades mecnicas de los bronces.

La idea de emplear la fuerza centrfuga para hacer la fundicin haba sido conocida por un largo tiempo; fue patente original de r. g. Eckhardt de 1809, quien revel la comprensin de los principios bsicos.

HistoriaLa fuerza centrfuga est definida por la ecuacin:

Donde:F = fuerza (N)m = masa (Kg)v = velocidad (m/s)R = radio interior del molde (m)W = mg es su peso (N)g = aceleracin de la gravedad (m/s2)El factor G GF es la relacin de fuerza centrfuga dividida por el peso.Tipos de fundicin centrfugaExisten tres (3) tipos de fundicin centrfuga:

Consiste en vaciar un metal en un molde que se encuentra girando para producir una parte tubular.

El metal fundido se vaca en el extremo de un molde rotatorio horizontal.

La alta velocidad genera fuerzas centrfugas que impulsan al metal a tomar la forma de la cavidad del molde. Por tanto, la forma exterior de la fundicin puede ser redonda, octagonal, hexagonal o cualquier otra. Sin embargo, la forma interior de la fundicin es perfectamente redonda (al menos tericamente), debido a la simetra radial de las fuerzas en juego.

Algunos ejemplos son:

Anillos.Armas de can.Tubos.

Fundicin centrfuga real

Fundicin centrfuga real

Velocidad rotacional

Donde:

N = Velocidad rotacional (rev/min)G = Gravedad.D = Dimetro interior del molde (m).GF = Factor G (relacin entre la fuerza centrfuga a la que est sometida el material)

La velocidad de la rotacin y la velocidad del vaciado del metal varan con la aleacin y el tamao y la forma de los moldes.

Los valores apropiados del factor G van desde 60-80 y depender del material fundido.

Los valores por debajo de ese rango pueden causar que el metal llueva dentro del molde. A diferencia de la fundicin centrfuga real, la semicentrfuga se usa para producir piezas slidas en lugar de partes tubulares. Es decir, se utiliza para la elaboracin de piezas con simetra rotacional.

La velocidad de rotacin se ajusta paraun factor G de ms o menos 15.Fundicin semicentrfuga

En este mtodo el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrfuga que se genera al hacer girar los moldes, los extremos se van llenando con el metal fundido, adoptando buena densidad y uniformidad

Pieza hecha mediante fundicin semicentrfugaCaractersticas:

Los moldes se disean con mazarotas que se alimentan con metal fundido desde el centro.

La densidad del metal en la fundicin final es ms grande en la seccin externa que en el centro de rotacin.

Se usan frecuentemente moldes consumibles o desechables.

Un ejemplos es:

Las poleas.Fundicin semicentrfuga

En esta fundicin, el molde se disea con cavidades parciales localizadas lejos del eje de rotacin, de manera que la fuerza centrfuga distribuya el metal fundido entre estas cavidades.

Las propiedades de las fundiciones varan en funcin de la distancia del eje de rotacin.

Fundicin centrifugada

Caractersticas:Mediante la fundicin centrifugada se fabrican tubos, casquillos, tambores y ruedas dentadas.El eje de giro puede disponerse en posicin horizontal o vertical.Uno de los principales campos de aplicacin de este tipo de fundicin es la fabricacin de tubos de hierro fundido para gas y conducciones de aguas residuales. Se fabrican con dimetros de hasta 1500 mm y con longitudes de hasta 5000 mm.

Colada centrifuga de eje horizontal

Colada centrifuga de eje verticalFundicin centrifugadaCaractersticas:Las escorias, los xidos y las combinaciones del azufre se acumulan en el interior, dando una mayor resistencia a la corrosin.Poca fragilidad de tubos de fundicin de hierro gris debido a la distribucin fina del grafito.Estructura con pocas sopladuras y rechupes.Se produce una elevacin de la resistencia mecnica debido a una estructura compacta.Fundicin centrifugada

Moldes usado en la fundicin centrfuga

Tipos de moldes

En este tipo de fundiciones se utilizan los siguientes moldes:

Molde desechable: Estos son muy similares a los usados en fundicin en arena o en cera perdida.

Molde permanente:

Moldes metlicos: Deben ser de acero o hierro colado y cobre para aleaciones no ferrosas.

Moldes de grafitos o carbono.

Proceso de fundicin centrfuga

Procesos de la fundicin:

Obtener el material en estado lquido. Preparacin del molde similar a la fundicin en arena. Con el molde girando, se vierte el material. Desmolde similar a la fundicin en arena esttica. Calcular el factor G que nos ayudar a calcular la velocidad de rotacin.

Aplicaciones Piezas con cavidades complejas. Piezas con simetra rotacional. Piezas tubulares. Piezas con una buena relacin entre acabado superficial y propiedades mecnicas (tenacidad). Se pueden hacer aplicaciones bimetlicas.

ProduccinLas caractersticas de la fundicin dependen de varios parmetros que deben controlarse para tener una produccin uniforme. Estos factores son:

La temperatura de colado.La presin.Tiempo de ciclo.La composicin del material a utilizar.El tipo de molde.La velocidad de rotacin.Las instalaciones donde se va a elaborar.

Incidencia econmicaEl proceso de centrifugacin permite una produccin econmica de diversidad de rangos, tanto en tallas como en formas y cantidades.

Por fundicin centrifuga se obtienen piezas ms econmicas que por otros mtodos.

Debido a que, en muchas ocasiones, se utilizan moldes de uso permanente, se logra hacer un ahorro en costos por procesos de maquinado de moldes y manufactura.

Al tener poca probabilidad de defectos se reduce el re-trabajo y se evitan gastos en reparaciones.

Las instalaciones que suelen ser muy costosas y que slo seamortizanfabricando grandes series.

La alta confiabilidad y vida de los componentes que se hacen con este proceso, permite que el costo total sobre la vida del producto final sea mas bajo, pues tiene una vida mas extensa, bajas situaciones de falla y requiere menos mantenimiento.

Factor energticoSe usan varias clases de hornos para calentar el metal a la temperatura necesaria. La energa calorfica requerida es la suma del calor para elevar la temperatura hasta el punto de fusin, calor de fusin para convertir el metal de slido a liquido y calor para elevar el metal fundido a la temperatura del vaciado.

Impacto ambientalSe producen menos desechos que en otros procesos.Para evitar exceso de contaminacin, se utilizan crisoles en el manejo de los metales fundidos.Al utilizar moldes permanentes, como los de metal, silicn, etc., se puede reciclar y reusar.Las condiciones ambientales sealan problemas como falta de chimeneas o de tratamientos de efluentes gaseosos que se agravan con el uso de hornos cubilotes en empresas que funden hierro gris.Los hornos que funden aluminio (crisol y reverbero) en general poseen campanas de extraccin de gases, sin tratamiento y con chimeneas de baja altura.El principal problema puede darse por el contacto del agua de escorrenta con materias primas de fundicin, escorias, lodos, cenizas y otros residuos. Otros aspectos ambientales a tener en cuenta en esta actividad, con carcter secundario, son la generacin de emisiones difusas, olores y humos que causan molestias de diversa ndole (olor durante las horas de fusin, degradacin de las fachadas de las construcciones vecinas por humos y emisin de material particulado, en especial por fundicin de hierro gris en hornos cubilotes) y el ruido proveniente del funcionamiento de la fbrica, de la movilidad de vehculos de carga y descarga de materiales, residuos y piezas fundidas.

Fundicin centrfuga vs otros tipos de fundicin

Fundicin centrfuga vs otros tipos de fundicinConclusin: ventajas vs desventajas Uniformidad con las propiedades del metal a utilizar. Se utiliza menos material que con otros procesos. Se logran las dimensiones requeridas en el exterior de la fundicin. Se producen menos desechos.Ventajas: Puede emplearse para la fabricacin de bujes bimetlicos.Las impurezas no metlicas en este mtodo quedan fuera de la estructura de la pieza. Tiempo de preparacin es relativamente corto en comparacin con muchos otros procesos. La relativa simplicidad del proceso lo hace ideal para la mecanizacin.Conclusin: ventajas vs desventajas Solo es aplicable a piezas medianas.

Es recomendable para pizas simtricas.

Es necesaria la utilizacin de un equipo extra para lograr la rotacin del molde.

El interior de las piezas suele contener impurezas metalicas.

El efecto centrfugo no es tan elevado para causar cambios en la solidificacin por alta presin.

Las vibraciones de los equipos podrian repercutir en las propiedades de mecnicas y metalrgic