Informe sobre proceso de fundición

1. República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.
I.U.P “Santiago Mariño”.
Maracaibo, Estado-Zulia.
Cátedra: Procesos de fabricación I.
Realizado por:
Adrielkys Reyes C.I: 25.194.819.

2. ÍNDICE
1.- Fundiciones.
1.1.- Clasificación.
1.2.- Aplicaciones.
2.- Arenas de moldeo.
2.1.- Tipos.
2.2.- Usos.
2.3.- Preparación.
3.- Familiarización con los moldes.
3.1.- Características.
3.2.- Tipos.
3.3.- Usos.
3.4.- Preparación.
4.- Proceso de fundición.
4.1.-Colada.
4.2.- Vaciado.
4.3.- Producto final de la fundición.

3. Fundiciones
Se denomina fundición, al proceso de fabricación de piezas
comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material
e introducirlo en una cavidad (vaciado, moldeado), llamada molde, donde
se solidifica.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un
material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla,
adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita
evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido. La fundición
en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente aleaciones de hierro,
acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y
posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida (pero ya sólida).
Clasificación
Las fundiciones más antiguas se establecen en 4 grupos: fundición blanca,
gris, atruchada y maleable. A estos cuatro grupos se añade en la actualidad otro
grupo, el de las funciones especiales, en el que se pueden incluir las fundiciones
aleadas que contienen elementos especiales, las fundiciones nodulares,
aciculares, inoculadas, etc. Clasificación de las funciones por su micro estructura:
Las fundiciones que se obtienen en los altos hornos y en los cubilotes se pueden
clasificar de acuerdo con la microestructura en tres grandes grupos:
 Fundiciones en las que todo el carbono se encuentra combinado, formando
cementita y que al romperse presentan fractura de fundición blanca.
 Fundiciones en las que todo el carbono ser encuentra en estado libre,
formando grafito. Son fundiciones ferríticas.
 Fundiciones en las que parte del carbono se encuentra combinado
formando cementita y parte libre en forma de grafito. A este grupo que es el
más importante de todos pertenece la mayoría de las fundiciones que se
fabrican y utilizan normalmente, como son las fundiciones grises,
atruchadas, perlíticas, entre otros. Es interesante señalar que en la práctica
es muy difícil encontrar fundiciones en las que todo el carbono aparezca en
forma de grafito. Con un criterio amplio, también se podrían incluir en este
segundo grupo, aunque no encajan exactamente en él, las fundiciones
maleables, cuya matriz es de ferrita y en las que el grafito se presenta en
forma de nódulos. La fundición maleable se obtiene en dos etapas: primero
se fabrica la fundición blanca y hierro nodular.

4. Aplicaciones
Las fundiciones son aleaciones de hierro-carbono donde el contenido de
carbono varía entre 2'14% y 6'67% (aunque estos porcentajes no son
completamente rígidos).
Además del carbono, las fundiciones pueden tener otros elementos (cromo,
cobre, molibdeno etc.) que las confieren propiedades distintas. Debido a sus
propiedades, las fundiciones suelen utilizarse para la realización de:
 Bloques bancadas de máquinas.
 Herramientas.
 Soportes.
 Bloques de motores.
 Cuerpos de bombas.
Propiedades
 Buena resistencia a la compresión.
 Baja resistencia a la tracción.
 Resistencia a las vibraciones.
 Fragilidad.
 Moldeabilidad en caliente.
 Resistencia al desgaste.
Arenas de moldeo
Consiste en la preparación de un molde fabricado con sílice (una arena muy
pura) mezclada con arcilla y agua para aglomerar la arena, que produce la forma
exterior de la pieza.
Tipos
 Arenas naturales: Como su nombre lo indica son arenas que se producen
por la desintegración natural de las rocas, las mismas tienden a ser de
excelente calidad, como es el cuarzo y el sílice. Este tipo de arena de
puede encontrar en los cantos rodados y en el río.
 Arenas artificiales: son arenas que resultan cuando el ser humano ayudado
de equipos procede a triturar determinadas rocas.

5.  Arena silica: es el tipo de arena utilizada en la fundición para crear moldes.
Se comercializa como cuarzo, que es su forma más común. Es muy
resistente a la abrasión, presenta una gran diversidad de forma y grano, es
resistente al calor, al ácido de la escoria y al metal.
 Arena cromita: Este tipo de arena de distingue por su excelente densidad,
por su refractariedad alta, su estabilidad y dureza, por su excelente
absorción, por su baja expansión térmica y por su transferencia de calor.
 Arena zirconio: Es una arena con densidad muy alta y que es muy
refractaria. Es un excelente conductor térmico, presenta una baja expansión
térmica y es muy resistente a la humedad del metal.
 Arena olivina: Esta compuesta de fayalita y de forsterita. Es muy empleado
en la fundición. A comparación de la arena silica su conductividad térmica
es mayor, pero su expansión térmica es menor.
Usos
Consiste en la elaboración de moldes partiendo de la mezcla de arena
de sílice y bentonita (un derivado de la arcilla) a un 30 - 35 % con una cantidad
moderada de agua.
Esta primera elaboración de la mezcla se denomina arena de contacto, tras
su primera utilización esta mezcla es reutilizable como arena de relleno, la cual al
añadirle agua vuelve a recuperar las condiciones para el moldeo de piezas. De
esta manera, se puede crear un circuito cerrado de arenería.
Existe otro tipo de preparado de la arena, es un tipo de preparado ya
comercial, consiste en una mezcla de arena de sílice con aceites vegetales y otros
aditivos. Este tipo de preparado no es reutilizable, ya que tras su utilización dichos
aceites se queman perdiendo así las propiedades para el moldeo. Por este motivo
no es aconsejable su utilización en grandes cantidades y de forma continua en
circuitos de arenería cerrados ya que su utilización provocaría el progresivo
deterioro de mezcla del preparado del circuito y por lo tanto su capacidad para el
moldeo. Este preparado facilita la realización del moldeo manual, ya que alarga el
proceso de manipulación para realizar el modelaje.
Preparación
Esta mezcla de preparado de arena se comprime alrededor del patrón
(patrón de la pieza deseada) a presiones y temperaturas específicas, para
garantizar que mantenga su forma durante el resto del proceso de fundición. La
arena mezclada se compacta alrededor del patrón, tomando la forma del molde
deseado. A veces el diseño de la fundición implica conductos internos en la pieza.
Esto se hace mediante el uso de machos de arena que están constituidos por una
mezcla de arenas similares. Los núcleos están ubicados estratégicamente para

6. formar los conductos necesarios en la fundición. Las dos mitades del molde
posteriormente se cierran y el metal se vierte en la cavidad y se deja solidificar.
Después de que la solidificación haya tenido lugar, la arena se hace vibrar hasta
que se libera de la fundición. El proceso de acabado puede ser completado por
rectificado, mecanizado, la galvanoplastia y la pintura.
Familiarización con los moldes.
La fundición en arena requiere un modelo a tamaño natural de madera,
cristal, plástico y metales que define la forma externa de la pieza que se pretende
reproducir y que formará la cavidad interna en el molde. En lo que atañe a los
materiales empleados para la construcción del modelo, se puede emplear
desde madera o plásticos como el uretano y el poliestireno expandido (EPS) hasta
metales como el aluminio o el hierro fundido.
Características
 Debe ser ligeramente más grande que la pieza final, ya que se debe tener
en cuenta la contracción de la misma una vez se haya enfriado a
temperatura ambiente. El porcentaje de reducción depende del material
empleado para la fundición.
 Las superficies del modelo deberán respetar unos ángulos mínimos con la
dirección de desmoldeo (la dirección en la que se extraerá el modelo), con
objeto de no dañar el molde de arena durante su extracción. Este ángulo se
denomina ángulo de salida. Se recomiendan ángulos entre 0,5º y 2º.
 Incluir todos los canales de alimentación y mazarotas necesarios para el
llenado del molde con el metal fundido.
Tipos
 Moldes verdes.
 Moldes de arena fría.
 Moldes no horneados.
 Actualmente se realiza el llamado moldeo mecánico, consistente en la
compactación de la arena por medios automáticos, generalmente mediante
pistones (uno o varios) hidráulica o neumática.
Usos
En un molde de arena participan básicamente dos tipos de arena, la arena de
contacto y la arena de relleno, la primera arena definirá la tersura de la pieza, es
por ello que debe ser lo más fina posible.
Existen dos tipos de moldeo en verde: el moldeo manual y el moldeo en
máquina. En el caso manual el moldeo se realiza de manera artesanal, este tipo
de moldeo se usaba en los inicios sin embargo la especialización y la tecnología

7. han evolucionado al moldeo con máquina que consiste en compactar y sustituir lo
que antes se realizaba de manera manual con máquinas especializadas, debido a
este avance se ha facilitado la automatización de este proceso, RADVER SA de
CV cuenta con este tipo de equipo el cual permite aumentar la producción
considerablemente.
Preparación
La técnica de moldeo con resina autofraguante, también conocida como de
curado en frío, es muy utilizada en fundición para la elaboración de moldes. Esta
técnica requiere recubrir el modelo de la pieza con una mezcla que contiene uno o
más tipos de arena, resina y endurecedor o catalizador.
Proceso de fundición.
La fundición es el procedimiento más antiguo para dar forma a los metales.
Fundamentalmente radica en fundir y colar metal líquido en un molde de la forma y
tamaño deseado para que allí solidifique. Generalmente este molde se hace en
arena, consolidado por un apisonado manual o mecánico alrededor de un modelo,
el cual se extrae antes de recibir el metal fundido. No hay limitaciones en el
tamaño de las piezas que puedan colarse, variando desde pequeñas piezas de
prótesis dental, con peso en gramos, hasta los grandes bastidores
de máquinas de varias toneladas. Este método, es el más adaptable para dar
forma a los metales y muchas piezas que son imposibles de fabricar por
otros procesos convencionales como la forja, laminación, soldadura, etc.
Colada
La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente
aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo
solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida (pero ya
sólida).
Vaciado
El vaciado es un procedimiento en varios pasos para la fabricación
de esculturas, piezas completas o partes, relieves, etc. de metal, plástico, yeso,
barro, cerámica, etc. Se consigue vertiendo (vaciando) una colada, en el interior
de un molde, de algún plástico líquido solidificante, de yeso o metal fundido. Se
diferencia del proceso de inyección, que también usa moldes, en que el molde se
llena por el peso del material de relleno, usándose a veces la fuerza centrífuga
para ayudar a llenar el molde. En contraposición, en el proceso de inyección, se
usa un elemento mecánico para aumentar la presión del material de relleno del
molde (pistón, tornillo sin fin, bombeo,...). En muchos de los métodos de vaciado
no se destruye el molde o el modelo, pero en otros sí, por ejemplo vaciado a la
cera perdida donde se destruye el modelo y vaciado en arena, donde se destruye
el molde cada vez.

8. Producto final de fundición
El objetivo de la fundición es separar en el concentrado de cobre otros
minerales e impurezas. Proceso en virtud del cual se extrae el metal de sus menas
por medio de calor y un reactivo reductor. En la fundición de menas de hierro se
emplea coque como reactivo reductor con piedra caliza como fundente.