3741856.ppt

ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN
UTFSM
1
ALIMENTACIÓN DE LAS
PIEZAS FUNDIDAS

UTFSM
2
Solidificación en el molde.
Los principales fenómenos que se desarrollan en el metal desde la colada
hasta temperatura ambiente son los siguientes:
 Cambios volumétricos:
o En estado líquido ;
o Durante la solidificación ;
o En estado sólido.
Macro y micro segregaciones:
Solo en aleaciones.-La composición de los productos
fundidos no es homogénea.

UTFSM
3
 Aparición de macroestructuras de solidificación.
Caracterizadas por granos grandes orientados de acuerdo a la
extracción del calor y con distintas morfologías ( columnar, equiaxial.
etc.)
 Aparición de micro porosidades.
Asociadas a la morfología de la solidificación dendrítica.

UTFSM
4
Debido a lo anterior debemos considerar que :
 Los productos fundidos son MATERIALES DE INGENIERIA.
 Debido a que en el proceso de enfriamiento en el molde no hay
deformación plástica en estado sólido, no es posible eliminar la
microporosidad asociada a las dendritas ni la macro segregación y los
macro granos formados en la solidificación .
 La estructura de los granos de solidificación dependerá de:
 Sistema de aleación ( metal puro, eutécticos, etc.)
 Composición química (fases presentes)
 Temperatura de colada (gradiente de enfriamiento)
 Tipo de molde (extracción de calor)
 Tamaño y espesor de la pieza (cantidad de calor)

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5
Solidificación de las aleaciones
Desde la temperatura de colada hasta temperatura ambiente, las
aleaciones experimentan tres contracciones volumétricas:
 En estado líquido, desde temperatura de colada hasta temperatura del
liquidus.
 En estado pastoso, entre temperaturas de liquidus y solidus.
 En estado sólido, desde temperatura del solidus a temperatura ambiente.
La contracción sólida debe ser absorbida por sobremedidas en el
modelo, mientras que la líquda y pastosa por los montantes.

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6
Contracción en la Solidificación
Nivel inicial de
líquido
Contracción en
estado sólido
Solidificación
inicial en la
pared del molde
Reducción de nivel
debido a la
contracción líquida
Metal
líquido
Cavidad de
contracción
(Rechupe)
Reducción de nivel
debido a la
contracción
durante la
solidificación
Metal
líquido
Metal
sólido

UTFSM
7
Solidificación METALES PUROS Y EUTÉCTICOS
Metal Sólido
º T
D Vsólido
DVL
D Vsolidif.
TS
Metal Líquido
Sobrecalentamiento
Líquido
Isoterma Ts
Solidificación por
CAPAS FINAS
(solidificación plana)
Sólido
Los metales puros
y los aceros de
bajo % de Carbono
solidifican de esta
forma debido a su
pequeño o nulo
rango de
solidificación.

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8
Solidificación de ALEACIONES SIN EUTÉCTICOS
Sobre-
calentamiento
Intervalo de
Solidificación
Metal Líquido Metal Sólido
Metal
pastoso
D V
D VL
DVsólido
DVsolidif.
TF
TC ºT
Metal pastoso
Isoterma Tf
Sólido
Líquido
Isoterma Tc
Solidificación por
CAPAS
GRUESAS
Todas las
aleaciones que no
presentan
eutéctico:
Ni-Cu, Cu-Mn,
Ag-Pb, etc.

UTFSM
9
Solidificación de ALEACIONES CON EUTÉCTICOS
Intervalo de
Solidificación
Sobre-
calentamiento
º T
TC TE
D Vsolidif.
D V sólido
D VL
Metal Sólido
D V
Metal
pastoso
Metal
Líquido
Líquido
Sólido
Isoterma Tc
Metal pastoso
Isoterma Tf
Solidificación por CAPAS
GRUESAS
(las aleaciones que presentan
eutéctico pero con intervalo de
solidificación amplio).

UTFSM
10
Efecto del Rango de Solidificación

UTFSM
11

UTFSM
12

UTFSM
13

UTFSM
14
Rango de Solidificación

UTFSM
15
Rango de Solidificación

UTFSM
16
Control de los Rechupes
Los rechupes y poros generados
en la solidificación de los metales deben ser
controlados para obtener una pieza con los
requerimientos técnicos solicitados.
Para ello se debe:
 Llevarlos hacia el montante, con lo que
quedan fuera de la pieza.
 Minimizarlos y llevarlos a una zona de la
pieza en la que no afecten a sus
propiedades.

UTFSM
17
Las técnicas mas utilizadas para lograrlo
se basan en aprovechar la SOLIDIFICACIÓN
DIRECCIONAL:
Se diseña el sistema de llenado y
alimentación de manera que los frentes de
solidificación confluyan hacia el o los
montantes.
Este efecto se puede agudizar con la
ayuda de enfriadores y aislantes, como se
puede ver en las figuras siguientes:

UTFSM
18

UTFSM
19

UTFSM
20
Módulo de Enfriamiento.
1.- RELACIÓN DE TEMPERATURAS ENTRE EL MOLDE Y EL METAL.
Siendo:
Tx : Temperatura del molde a una distancia
“x”
desde la superficie en contacto con el
metal.
To : Temperatura inicial del molde.
T1 : Temperatura inicial del metal = T col.
α : Difusividad térmica del molde.
Km: Conductividad térmica del molde.
t : Tiempo desde el vaciado del molde.
Entonces:
x
Tx
x
Molde Metal
Tx = T0 +
(T1 – T0
)(1 - erf ( a )
)
)
X
(2 α t

UTFSM
21
2.- CANTIDAD DE CALOR A DISIPAR.
Q(Me) = ρ V L + ρ V Cp ( Tcol. - Tsolid.)
Calor latente
de
solidificación
Calor Sensible hasta
alcanzar la temperatura de
solifificación
Calor
entregado
por el
metal
O sea:
Q(Me) = ρ V [L + Cp ( Tcol. - Tsolid.)] ( b )

UTFSM
22
3.- TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN.
Desarrollando las expresiones (a) y (b) se obtiene:
ρmetal√ π αmolde [Lmetal + Cpmetal ( Tcol. - Tsolid.)] V
ts =
2 Kmolde ( Tsolid. - T0 ) A
2
2
1 2
El término ( 1 ) queda determinado para un sistema
metal – molde específico a colar, pues quedan fijos los parámetros de la
aleación ρmetal, Lmetal, Tsolid., Cpmetal y los del molde αmolde, Kmolde y T0 y
se le denomina como factor “B” .

UTFSM
23
Para un caso específico, conociéndose además la temperatura de colada
Tcol. , B se puede determinar en forma empírica, pues:
Este término ( 2 ) depende exclusivamente de la geometría de la pieza a
fundir, o a la parte de ella que se esté considerando.
Corresponde la razón entre el volumen considerado y la superficie que lo limita
y que participa en la extracción de calor durante el enfriamiento desde la temperatura de
colada.
A esta relación ( V/A ) se le llama MODULO DE ENFRIAMIENTO
V
ts = B
A
2

UTFSM
24
 Mientras mayor sea el Módulo, mayor será el tiempo de
solidificación, debido a una menor velocidad de enfriamiento
motivada por una superficie de extracción de calor pequeña en
relación al volumen por ella encerrado.
 Por lo tanto, el tiempo de solidificación no depende solo del
volumen de la pieza, sino de su relación respecto a la superficie que
lo circunda y que participa efectivamente en la extracción del calor.
 Debido a ello, las piezas mas compactas solidifican mas
lentamente que las piezas mas extendidas o con mas superficie
respecto a su volumen.

UTFSM
25
 El Módulo de Enfriamiento es una herramienta tremendamente
eficaz para predecir el orden de solidificación de una pieza dentro del
molde, lo que permitirá diseñar el sistema de alimentación de metal
líquido necesario para abastecer la disminución de volumen durante el
enfriamiento desde la temperatura de colada y su solidificación, de
manera de obtener las piezas sanas.
 El Módulo de Enfriamiento tiene una dimensión lineal y no
tiene ningún valor en si mismo, sino que su utilidad está en la
comparación entre los módulos de los distintos sectores de una pieza o
con el módulo de los montantes, pues las zonas con mayor módulo
solidificarán después que las de menor módulo.

UTFSM
26
Lo anterior quedará manifiesto en el siguiente ejemplo:
Considérese la siguiente pieza :
Con las siguientes medidas:
12
4
A
A
Ø 8 10
60
16
Corte A - A
4
4

UTFSM
27
Se puede suponer compuesta de tres piezas
separadas ( I, II, III ), siempre y cuando no se consideren
las superficies de contacto entre ellas en el cálculo
de cada módulo individual,
ya que obviamente no
participan en la
extracción
de calor durante el
enfriamiento.
Superficies de
contacto que no
participan en el
enfriamiento
I
II
III

UTFSM
28
Módulo de los sectores individuales.
Suponiendo medidas en (cm):
1.- Sector I :
V = π/4 x 82 x 10 = 503 [ cm3]
A = π x 8 x 10 + π/4 x 82 = 301.6 [cm2]
MI = 503 / 301.6 = 1.67 [cm]

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29
2.- Sector II :
V = 16 x 4 x 60 = 3.840 [ cm3]
A = 2x16x60 + 2x4x16 + 2x60x40 - 4x60 - π/4 x 82 = 2237.7 [cm2]
MII = 3.840 / 2237.7 = 1.72 [cm]
3.- Sector III :
V = 4x12x60 = 2.880 [ cm3]
A = 2x4x12 + 4x60 + 2x12x60= 1.776 [cm2]
MIII = 2.880 / 1.776 = 1.62 [cm]

UTFSM
30
Por lo tanto, termina de solidificar primero el sector III, luego el I
y posteriormente el II.
Debido a su geometría, para obtener sana la pieza el sector I
debería tener un módulo sobre 1.72, o colocar depósitos de metal
líquido (montantes) sobre el sector II para alimentar la contracción,
pues solidifica al final.
Dirección de la
solidificación
I
II
III

UTFSM
31
Módulo de Geometrías Comunes.
a
a
a
Elemento Dimensiones Módulo = V/A
Esfera Diámetro = a
V = a3
/6
A = a2
a/6
Cilindro Diámetro = altura = a
V = a3
/4
A = 3a2
/2
a/6
Cubo Arista = a
V = a3
A = 6a2
a/6
Barra cuadrada, semi - infinita Sección = a x a
V = a2
x largo
A = 4a x largo
a/4
Barra cilíndrica, semi - infinita Sección = a2
/4
V = largo x a2
/4
A = a x largo
a/4
Placa, semi - infinita Espesor a
V = S a
A = 2S
a/2
S
a
a
a
a
a

UTFSM
32
Módulo de la Almas
CONTRIBUCIÓN DE LAS ALMAS AL ENFRIAMIENTO
 El grado de participación de las almas en el enfriamiento depende de
la cantidad de metal líquido que la rodea en relación a su espesor
de arena.
 Mientras menor sea el espesor de arena y mayor la cantidad de
metal que la rodea, menor será la participación del alma en el
enfriamiento debido a su mayor aumento de temperatura, pudiendo
incluso llegar a retardarlo, provocando problemas en el orden de
solidificación que pueden provocar la formación de rechupes y
grietas por desgarros en estado pastoso o recién solidificado,
situación en la que el metal no tiene la resistencia suficiente para
soportar los esfuerzos generados por su contracción.

UTFSM
33
Módulo de la Almas
El siguiente gráfico da el % de la superficie del alma a considerar en
el módulo de enfriamiento, según la relación entre el espesor del alma y el
del metal que la rodea ( d/e) :

UTFSM
34
Sistemas de Alimentación
El Sistema de Alimentación debe definir el
modo de llenado del molde, la ubicación de
la canalización que introducirá el metal a la
cavidad y la ubicación de los alimentadores o
montantes.
Depende de la aleación a colar:
Según su modo de solidificar => rango de solidificación.
Afinidad con el Oxígeno => Grado de oxidabilidad.
• En el siguiente cuadro se muestran los cuatro
sistemas básicos de alimentación:

UTFSM
35
Sistemas Básicos de Alimentación

UTFSM
36
ALIMENTACIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS
 Se entiende como ALIMENTACIÓN al suministro de
metal líquido una vez llena la cavidad del molde.
 Es necesaria para compensar la contracción en
volumen que ocurre durante el enfriamiento en
estado líquido y luego durante la solidificación.
 Sin este suministro, la contracción se presentará en
el interior de la pieza en cavidades llamadas
RECHUPES que la inutilizará.

UTFSM
37
MONTANTES (RISERS)
 Son los receptáculos de metal líquido dispuestos en el
molde para asegurar la Alimentación de la pieza.
 Para asegurar su función deben:
1. Ubicarse de manera adecuada.- Radio de acción debe
cubrir toda la pieza;
2. Contener suficiente metal para alimentarla.- Volumen de
acuerdo a la contracción de la pieza;
3. Solidificar después que la pieza o zona que alimenta.-
Módulo adecuado;
4. Tener el mínimo tamaño sin afectar su función ($$$).

UTFSM
38
TIPOS de MONTANTES
 De arena.  Aislados.
Rechupe de Contracción
Eficiencia: 10 – 15%
Camisa aislante
(Manguito)
Eficiencia: 70 – 75%
Pueden ser abiertos, cubiertos con Polvos Exotérmicos o ciegos.
Arena del
Molde

UTFSM
39
EFICIENCIA DE LOS MONTANTES
Como deben solidificar después, la importancia de la
aislación queda evidente al comparar los tiempos de
solidificación de un cilindro de 250 mm de diámetro
y 200 mm de alto moldeado en diferentes
condiciones:
Polvo exotérmico y
pared de arena
Polvo exotérmico y
manguito aislante
minutos
minutos
Abierto y pared
de arena
Abierto y manguito
aislante
minutos
minutos

UTFSM
40
 El Radio de acción de un montante ( F ) es la
distancia, desde su diámetro exterior hasta el
límite en que puede alimentar la contracción
líquida, mas allá de la cual aparecerán los
rechupes por haberse cerrado el paso al metal
líquido provisto por él.
1.- UBICACIÓN.- RADIO DE ACCIÓN
Montante
F
T
Rechupe

UTFSM
41
RADIO DE ACCIÓN
F depende de:
 Espesor T de la pieza;
 Capacidad de extracción de calor del molde o zona del
molde considerada: puede ser alterada por su geometría y por
la colocación de enfriadores;
 Aleación a fundir: se debe considerar el diferente modo de
solidificación de las aleaciones ( su rango de solidificación,
dilatación del grafito y presencia de eutécticos ), aplicando un
Factor de Corrección a las que se desvían de las de rango
estrecho para las que se establecieron las fórmulas
(fundiciones grises, nodulares y algunas no ferrosas).

UTFSM
42
RADIO DE ACCIÓN
 Para el cálculo de “F” se consideran cuatro situaciones típicas, las que solas o
combinadas permiten estimar hasta donde será efectivo el sistema de alimentación.
 En este método, todas las medidas deben estar en (pulgadas), por lo que F también
estará en (in).
 En las tablas siguientes, “T” es el espesor mínimo de la pieza y el ancho es
“n x T”.- Los resultados son interpolables para ancho y espesores intermedios.
nT
T
Todas las medidas en [ in ]

UTFSM
43
A.- Secciones con efecto de borde, sin enfriador.
T Pared del molde
F
Montante
T x T 1,33 T x T 1,67 T x T 2 T x T o más.
F = [8,47√ T ] - 5,03 F = [8,71√ T ] - 5,34 F = [10,29√ T ] - 4,65 F = [12,25√ T ] - 6,56

UTFSM
44
B.- Secciones sin efecto de borde.
F
T
Montante Montante
F = [ 4,16√ T ] - 2,18 F = [ 4,29√ T ] - 2,17 F = [ 4,54√ T ] - 2,42 F = [ 4,60√ T ] - 2,30

UTFSM
45
C.- Secciones con efecto de borde y enfriador.
T
2/3 T min.
F
Montante
Enfriador
F =[13,08√ T] - 10,8 F =[14,71√ T ] - 11,21 F =[15,7√ T ] - 10,51 F =[16,97√ T ] - 10,8

UTFSM
46
D.- Secciones sin efecto de borde y enfriador.
1/2 T min.
Enfriador
1 T min.
T
F
Montante Montante
1/2 T min.
Enfriador
1 T min.
T
F
Montante Montante
F =[9,95√ T ] - 7,56 F =[10,28√ T ] - 6,14 F =[10,78√ T ] - 5,44 F =[11,167√ T ] - 4,48

UTFSM
47

UTFSM
48
FACTOR DE CORRECCIÓN DE “F”
 Para Fundición Nodular
o dúctil
 Para Fundición Gris
Carbono
Equivalente
(%)
FD
4.1 6.0
4.2 6.5
4.4 7.0
4.6 9.0
Carbono
Equivalente
(%)
FD
3.0 6.8
3.4 7.7
3.9 8.8
4.3 10.0

UTFSM
49
FACTOR DE CORRECCIÓN DE “F”
Para Aleaciones No Ferrosas
F corregido = F x FD
Base Cu FD
Latones (al Zn) 1.25
Bronce al Al 1.25
Bronce al Ni-Al 0.5
Bronces (al Sn) 0.75
Base Al FD
Al (99.99%) 2.5
Al 4.4% Cu 1.5
Al 7% Si 1.5
Al 12% Si 2.5
Base Cu FD
Cu (99.9999%) 2.0
Cu 30% Ni 0.5

UTFSM
50
1.- Consideremos un bloque de 16x8x4 (in) con un montante de diámetro M.
-Corresponde a una placa T x 2T ( 4 x 8 ) con efecto de borde y sin enfriador
(caso A) , por lo cual:
- Esto significa que cualquiera sea el diámetro del montante y su ubicación, la
pieza será totalmente alimentada pues queda sobradamente dentro del círculo
de diámetro 2x17.9 + M.
EJEMPLO # 1

UTFSM
51
EJEMPLO # 1 (cont.)
2.- Si las dimensiones fueran de 16x16x60 (in) con un montante M.:
- Corresponde a una placa T x T ( 16 x 16 ), caso A, por lo cual:
- Tendremos la situación siguiente:
- Por lo que  M ≥ 60 – 2 x 28.9 ≥ 2.2 (in).
- Esto significa que cualquier montante de diámetro ≥ 2.2” y ubicado en el
centro alimentará la pieza.
-Esta condición es válida sólo si solidifica después y contiene metal suficiente
para la contracción, por lo tanto el “F” es una condición necesaria, pero no
suficiente.
m
16”
60”
28.9”

UTFSM
52
EJEMPLO # 2

UTFSM
53
Significa que: n x (2x8+M) = 132
Como el montante no puede tener un  > que el ancho del anillo
(quedaría fuera): M < 6”
Entonces:
Como las medidas de los montantes por lo general son discretas,
se seleccionará 7 montantes de  = 3”.
EJEMPLO # 2 ( CONT.)
n M
6 6
7 2.86

UTFSM
54
EJEMPLO # 3 Viga Tee
Para determinar la relación espesor / ancho se puede calcular un
espesor promedio: (2 x 20 + 60)/ 16 = 6.25”
Por lo que se considerará como una placa de T x (16/6.25) T,
o sea, T x 2.56T (T x 2T o más).

UTFSM
55
EJEMPLO # 3 (cont.)
Si consideramos un solo montante, la piezas sería una barra de Tx2T o más,
con efecto de borde en los extremos, con los que tendríamos un Radio de
Acción de:
Nos quedaría la siguiente situación:
Como el montante tiene un  de mas del doble del ancho de la pieza, lo
calcularemos con dos montantes.

UTFSM
56
EJEMPLO # 3 (cont.)
Con dos montantes, la pieza (Tx2T o más) tendrá efecto de borde en ambos
extremos, pero no lo tendrá entre los montantes.
Entre los montantes y los extremos, F = 24.1”.
Entre los montantes:
Entonces: 84 = 2 x ( 24.1+ 9.2 + M) => M = 8.7”
Tendremos la siguiente situación:
Usaremos entonces 2 montantes de 9” ubicados según el croquis.

UTFSM
57
2.- VOLUMEN de los Montantes.
Los Montantes deben contener metal
suficiente para compensar la contracción
líquida de la pieza.
Para ello, se debe cumplir que:
O sea:
En la que:
 Vc: Volumen de la cavidad o líquido.
 r : Coeficiente de contracción del metal.
 K': Constante del Montante.
Volumen del Montante ≥ Volumen de la Contracción
Vm ≥ K' x r x Vc

UTFSM
58
La constante K' depende del tipo de aislación del montante:
Tipo de Montante K'
General, sin aislación 6
Calentado por el ataque 5
Con polvo exotérmico 4
Fierro Fundido en Moldes rígidos 3
Con camisa exotérmica 2

UTFSM
59
Valores de “r”
Sobrecalentamiento
Aleación 50 ºC 150 ºC
Bronce común 0,04 0,045
Latón común 0,06 0,065
Latón alta resistencia 0,07 0,075
Cu - 10 Al y Cu-Ni 0,05 0,055
Aleaciones de Mg 0,045 - 0,05 0,05 - 0,06
Al - Si (10<Si<13) 0,045 0,05
Al - Si (5<Si<10) 0,065 - 0,075 0,07 - 0,08
Al - Cu (4<Cu<8) 0,065 - 0,075 0,07 - 0,08
Al - Mg (3<Mg<6) 0,08 0,085 - 0,09
Acero (C=0,8) 0,06 0,07
Acero (C=0,3) 0,05 0,06
Acero media aleación 0.07 0.09
Acero alta aleación 0.08 0.10
Fundiciones Blancas al Cr 0.04 0.06

UTFSM
60
Valores de “r”
Para Fundiciones Grises
MOLDE :
SOBRECALENTAMIENTO
50º C 150ºC
RIGIDO NO RIGIDO RIGIDO NO RIGIDO
no inoculado Ce > 4,1 0,005 0,04 0,01 0,05
inoculado Ce > 4,1 0,005 0,05 0,01 0,06
inoculado 3,8 < Ce < 4,1 0,01 0,05 0,02 0,06
inoculado Ce < 3,8 0,02 0,05 0,03 0,06
inoculado Ce > 4,3 0,025 0,06 - 0,08 0,03 0,08 - 0,1

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61
El Volumen Vc es en estado líquido:
Vc = Vp x ( ds/dq) = P / dq
En la que:
 Vp: Volumen de la pieza sólida y fría.
 ds: Densidad del metal sólido y frío.
 dq: Densidad del metal líquido.
 P: Peso de la pieza.

UTFSM
62
Ejemplo de Cálculo de Vm
Consideremos el mismo anillo del ejemplo # 2 anterior:
Se determinó que debería tener mínimo
7 montantes equidistantes de 3” de diámetro.
Consideraremos usar montantes con mangos
Aislantes y polvos exotérmicos ( K’ = 2).
Se fundirá en acero inoxidable con un
Sobrecalentamiento de 100 ºC ( r = 0.09%).
Volumen de la pieza: VP= π/4 x ( 482 – 362 ) x 6 = 4.750 [in3]

UTFSM
63
Volumen líquido:
Vc = Vp x ( ds/dq) = 4.750 x 1,147 = 5.448 [in3]
Como:
Tenemos el volumen de montantes:
VM ≥ 2 x 0,09 x 5.448 ≥ 981 [in3]
Como son 7 montantes iguales, cada un deberá tener:
Vm≥ 140 [in3]
Si usamos un diámetro de 3”, daría una altura de 19.8”
(relación H/D = 6.6), que es excesiva y el montante no
alimentaría pues solidificaría antes.
Con una relación H/D = 1: Vm = π/4 x Dm
2 x Dm = 140 [in3]
=> Dm = 5.6”
Vm ≥ K' x r x Vc

UTFSM
64
La tercera condición que debe cumplir un montante para que
pueda cumplir su función de alimentador, es que solidifique después
que la pieza o la parte de la pieza que está alimentando.
En otras palabras:
Módulo del montante ≥ Módulo de la pieza o zona alimentada.
Se les debe ubicar siempre en la zonas mas gruesas de la pieza,
pues son las de mayor módulo, por lo que son las últimas en
solidificar.
Entonces: Mm ≥ K x MP
En la que K es una constante que depende del tipo de aislación del montante.
3.- MÓDULO de los Montantes.

UTFSM
65
Valores de “ K “

UTFSM
66
MÓDULO de Montantes Cilíndricos.
Son los montantes mas comúnmente utilizados y se
caracterizan por su relación altura / diámetro ( H/D).
La selección de la relación H/D depende del grado de
eficiencia térmica del montante y habitualmente se recomienda
elegir según las siguientes situaciones:

UTFSM
67
H
Ø D
El Módulo para cualquier montante cilíndrico será:
D x H
Mm = V / A =
( 4 H + D )
Y para las diferentes relaciones H/D:
H / D Mm
1 0,200 x Dm
1,5 0,214 x Dm
2 0,222 x Dm
2,5 0,227 x Dm
Obsérvese lo poco que
aumenta el módulo a pesar
del fuerte aumento del
volumen.

UTFSM
68
Para Montantes cilíndricos, el diámetro del montante
se puede calcular directamente al saber el módulo de la
Pieza o zona a alimentar y el tipo de montante a utilizar
( K y relación H/D), usando:
Dm = K2 x MP
VALORES DE K2
H / D
K 1.0 1.5 2.0 2.5
1.2 6.0 5.6 5.4 5.3
1.1 5.5 5.1 5.0 4.9
1.0 5.0 4.7 4.5 4.4
0.9 4.5 4.2 4.1 4.0
0.8 4.0 3.7 3.6 3.5
0.7 3.5 3.3 3.2 3.1

UTFSM
69
Diseños Típicos de montantes.
Ln ≤ D/2 Dn = Ln + 0.2D
Montante
Montante
Pieza
Dn
Dn
D
Ln D
D
Montante Superior
Ln ≤ D/2
Montantes Laterales
Ln
Pieza Montante
Montante
Ln
Dn
Dn
D
D
Dn = 1.2 Ln + 0.1D
Ln ≤ D/3 ; Hn = 0.6 - 0.8 T ; Wn = 2.5 Ln + 0.18 D
D
Pieza
Montante
Montante
Ln
Ln
Wn
Hn

UTFSM
70
Montantes no cilíndricos

UTFSM
71
Procedimiento para Cálculo de Montantes.

UTFSM
72
Procedimiento para Cálculo de Montantes.
(Cont.)

UTFSM
73
Cálculo de montantes.- Ejemplo # 1

UTFSM
74
Cálculo de montantes.- Ejemplo # 1 (cont.)

UTFSM
75

UTFSM
76

UTFSM
77
40
60
Ø200
Ø 400
150
Ø100 50
3.2.- MANGUITO:
Material: Acero SAE-1045.
Usar Montantes con camisa aislante y polvos exotérmicos.
Todas las medidas en (mm).

UTFSM
78
Orden de Solidificación
 Si separamos la pieza en dos partes I y II,
unidas por una superficie de contacto Sc
que no participa en el enfriamiento,
tenemos:
D D1 d B b
400 200 100 60 40
En la que:
S I = 2 x S1 - Sc + S2 + S3 x KI
SII = S6 + S5 + S4 x KII
Y:
S5
S2
S6
Ø D
S4
b
Ø D1
Ø d
B
SC
S3
I
II
S1
S7

UTFSM
79
Orden de Solidificación (Cont.)
eI d/eI KI VI [mm3]
SI
[mm2]
M I
[mm]
150 0.67 0 4,712,400 262,324 17.96
Entonces, para la parte superior (I) :
eII d/eII KII VII [mm3
]
SII
[mm2
]
M II
[mm]
50 2.00 0.58 1,413,720 72,194 19.58
Y para la parte inferior (II) :
Como el módulo de la parte (II) es mayor que el de la parte (I), la
parte de menor diámetro solidificará después que la de diámetro
mayor.
Por lo tanto, la pieza se deberá fundir
Invertida, con el o los montantes sobre
la zona de mayor módulo (ver figura).
La parte (II) alimentará a la parte (I), por lo que hay que determinar
el Radio de Acción solo en la parte (II).

UTFSM
80
Radio de acción de montantes.
La sección tiene un ancho de 50 mm y un espesor de 60 mm,
por lo que es una barra T x 0.83T, sin efectos de borde.-
El largo de la placa es L = Ømedio x π = (200 + 100) x ½ x π = 471 (mm).
60
50
471,2
(18,55")
2,36"
1,97"
Ø200
Ø100
50
60

UTFSM
81
Radio de acción de montantes.(cont.)
F = 4.16 x (√ 2.36) – 2.18= 4.21 in = 107 (mm).
Calculándola como barra T x T y como 60 mm = 2.36”:
Usando 1 montante, su diámetro sería:
ØM = 471 – (2 x 107) = 257.2 (mm) ¡¡¡¡¡¡!!!!!
Este diámetro es excesivo, pues el ancho de la pieza es solo 50 mm.
Usando 2 montantes, su diámetro mínimo sería:
ØM = (471 – (4 x 107)) x1/2 = 21.6 mm ,
lo que significa que usando dos montantes, la pieza estará completamente
alimentada, por lo que usaremos esta alternativa.

UTFSM
82
Cálculo de montantes.- Ejemplo # 2 (Cont.)

UTFSM
83

UTFSM
84

UTFSM
85

UTFSM
86
1.8” 1.5”

UTFSM
87

UTFSM
88

UTFSM
89

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