fundiciÓn nodular

Download FUNDICIÓN NODULAR

Post on 27-Nov-2015

60 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

COLADA CONTINUA El ProcesoAunque el proceso de fundicin continua, tambin conocido como colada continua, es el ms comn para la produccin de varillas, barras de diferentes secciones y lminas en acero de varios calibres y longitudes y con el que se obtiene ms de un tercio del acero que produce la industria en el mundo, actualmente, tambin se est utilizando con gran xito para la fundicin de hierros gris y nodular, mejorando la calidad de los productos y reduciendo costos operativos.

Se denomina continuo porque permite la solidificacin y el retiro inmediato del metal de un molde de- terminado y adaptado, finalizando con el corte a la longitud requerida de las piezas metlicas.

Ventajas Frente a otros Procesos de Fundicin

Los hierros de colada continua presentan muchas ventajas notables si se los compara con otros hierros fundidos pues, debido a la naturaleza del proceso de fabricacin, es posible evitar muchos defectos tpicos de los mtodos tradicionales que constituyen la mayor causa de prdidas por deterioro y maquinado.

Para entender los beneficios que ofrece el proceso de fundicin continua es indispensable describir los defectos ms comunes que causa la fundicin tradicional en el material y, cmo stos son corregidos por la fundicin de colada continua. Entre las fallas ms frecuentes se encuentran:

Burbujas de gas: en la fundicin tradicional este defecto se presenta internamente, con una apariencia redonda alargada de diferentes tamaos y con superficies internas suaves debido a los gases que producen los moldes y otros materiales de moldeo por las altas temperaturas del hierro fundido. En la produccin de los hierros de colada continua, la coquilla, al estar fabricada de grafito, no pro- duce gases cuando soporta altas temperaturas, lo que inhibe la formacin de burbujas en la estructura metlica.

Rechupes centralizados: vaco que se forma por falta de hierro fundido en la seccin durante la solidificacin. En la fundicin continua, el flujo continuo de material fundido a travs del horno de alimentacin evita que esto ocurra.

Inclusin de escoria: Este residuo no metlico siempre se encuentra en las fundiciones que operan con moldes cerrados. Por lo general, esas impurezas se derraman junto con el hierro del crisol al molde. El proceso de fundicin continua empieza vertiendo el hierro lquido en el horno de alimentacin, lo que hace que impurezas, como la escoria, floten sobre el hierro lquido y facilite retirarlas y mantenerlas alejadas de la salida del hierro al molde de grafito ubicado en la base del horno.La colada o vaciado es uno de los procesos ms antiguos que se conocen para trabajar los metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar material lquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el lquido.En casi todos los hogares y oficinas hay numerosos objetos hechos por colada o moldeo. El automvil normal emplea una gran variedad de piezas de diferentes materiales, hechas con diversos procedimientos de colado o vaciado.

Productos de la Fundicin ContinuaA travs del proceso de fundicin continua se pueden producir una gran variedad de hierros, pero dentro de esa gran gama de productos se trabajan habitualmente dos tipos: el gris y el nodular que son aleaciones de hierro-carbono-silicio.Para obtenerlo, al hierro fundido se le aade carbono en cantidades que excedan la proporcin de ste retenida en la solucin slida austentica y se precipita formando grafito. El grafito puede presentarse en forma de laminillas, formando el hierro gris, o en ndulos componiendo el hierro nodular. Clases de hierro grisLas clases de hierro gris producidas por fundicin continua segn las normas ASTM A48 son: Clase 30 - Hierro gris perltico/ferrtico y, Clase 40 - Hierro gris perltico. El primero, presenta como principal caracterstica una excelente maquinabilidad, permitiendo ms velocidad de corte y reduccin del desgaste prematuro de las herramientas, buena absorcin de vibraciones y excelente conductibilidad trmica y mecanizado fcil. Es apropia- do para la fabricacin de productos con propiedades mecnicas medias, tales como bujes, poleas, anillos, cuellos. Esta clase de hierro no es recomendado para ser sometido a tratamientos trmicos de endurecimiento.

Clases de hierro nodular Respecto a las clases de hierro nodular de colada continua, estas se caracterizan principalmente por su estructura graftica esferoidal que, en la prctica permite una excelente resistencia al desgaste y alta maquinabilidad, propiedad derivada del buen lmite de resistencia a la traccin, que en la condicin bruta, puede variar de60.000 a 100.000 psi (400 a 700 Mpa) con alargamiento del 18 al 3 por ciento. Entre los hierros de esta categora se encuentran: ASTM A536 Clase 60-40-18: hierro nodular ferrtico, es un hierro con grafito tipo I y II, en una matriz completa- mente ferrtica obtenida por tratamiento trmico. Adems de su excelente maquinabilidad, la matriz ferrtica proporciona alta tenacidad y permeabilidad magntica. Este material presenta en condicin bruta de fundicin un lmite de resistencia a la traccin y alargamiento, similares al acero SAE 1020 laminado en caliente. ASTM A536 Clase 65-45-12: hierro nodular ferritico/perlitico, las principales caractersticas del hierro nodular en las clases 60-40-18 y 65-45-12, con matriz ferrtica y ferrtica/perltica cuentan con buena maquinabilidad, excelente acabado superficial y excelente estanqueidad. ASTM A536 Clase 80-55-06: hierro nodular perlitico/ ferrifico y, ASTM A536 Clase100-70-03 Hierro nodular perlitico. Son hierros que poseen ptima templabilidad, elevadas propiedades mecnicas, lmite de resistencia a la traccin y alargamiento similar al de los aceros SAE 1040/1045. Esto hace que estas clases sean una buena eleccin para aplicaciones de componentes de mquinas que exijan resistencia al desgaste y tratamientos trmicos superficiales, por ejemplo, engranajes, ejes, pernos para eje, tuercas, cuerpos moledores, vstagos de pistn, cojinetes, asientos de vlvula, entre otros.

Elementos principales de una instalacin de colada continua.1. Cuchara de colada. (De vaciado por arriba o por el fondo)2. Depsito distribuidor. (Asegura la perfecta separacin de la escoria)3. Lingotera. (Abierta por los dos extremos, sometida a movimiento alternativo)4. Seccin de refrigeracin. (Corriente de agua o agua pulverizada)5. Mecanismo enderezador. (Rodillos que obligan a pasar la barra entre ellos)6. Mecanismo de corte. (Oxicorte, con varios sopletes para seccionar la barra)7. Sistema de extraccin. (Avance continuo, almacenamiento de barras).

Tipos de mquinas de colada.1. Mquina de molde recto vertical. 2. Mquina de descarga curva.3. Mquina de molde curvado.

Lingoteras: Son hechas de placas de cobre ensambladas con un espesor de 6 a 7mm, con envoltura de placas de acero para perfiles grandes y medios, y de tubos de cobre de espesor de 6 a 12 mm, con camisa externa que forma el conducto para circulacin del agua, estos para perfiles pequeos.Las lingoteras fijas tienen de 1500 a 2500 mm de longitud y las lingoteras oscilantes tienen de 600 a 800mm, estas son las ms usadas.El agua que realiza la refrigeracin absorbe 1/3 del calor. Sobre el nivel del metal en la lingotera o a travs de una ranura en la parte superior se lubrica el paso de la barra por la lingotera con aceite de colza o con cera de parafina.Movimiento oscilante de la lingotera: Permite mayores velocidades de colada.La lingotera desciende a una velocidad ligeramente superior a la de la barra, producindose el "deslingotado negativo". Las carreras de la lingotera estn entre 10 y 60 mm, segn la seccin.

Enfriamiento secundario: En la seccin de enfriamiento la barra se solidifica totalmente, en esta seccin hay una batera de boquillas que rocan con agua pulverizada la barra y grupos de rodillos gua y rodillos soportes que la conducen. El enfriamiento debe ser uniforme y el mnimo indispensable.

Velocidad de extraccin y capacidad de colada: Se superan los 12 m/min para secciones pequeas. La duracin de la colada en la cuchara se limita a 45 minutos con vaciado de fondo y a 75 minutos con inclinacin de la cuchara.

Ventajas de la colada continua: En la colada ordinaria se tienen los siguientes defectos:1. Rechupes, uso de mazarotas, prdidas de metal.2. Segregaciones originan diferencias de composicin entre cabecera y pie y entre paredes y centro de los lingotes.3. Es necesario producir desbastes intermedios y lingotes cada vez mayores; por consiguiente se deben aumentar tamaos de hornos y laminadores.En la colada continua:1. No hay rechupe porque el hueco que se produce a causa de la contraccin se llena inmediatamente.2. Se reduce la importancia de segregacin transversal y desaparece la longitudinal, pues las secciones de la barra son relativamente pequeas.3. La colada continua es ms rpida y sencilla que la colada en lingoteras, se disminuye por eso su costo de operacin, se suprimen los hornos de fosa de precalentamiento de los lingotes y los trenes desbastadores.

Fundicion

Propiedades de las fundiciones.

El empleo de la fundicin para la fabricacin de piezas para usos muy diversos, ofrece, entre otras las siguientes ventajas:a) Las piezas de fundicin son, en general ms baratas que las de acero, y su fabricacin es tambin ms sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y realizarse la fusin a temperaturas relativamente poco elevadas, siendo menores que las correspondientes a los aceros.b) Las fundiciones son, en general, mucho ms fciles de mecanizar que los aceros.c) Se pueden fabricar con relativa facilidad piezas de grandes dimensiones y tambin piezas pequeas y complicadas, que se pueden obtener con gran precisin de formas y medidas, siendo