El documento proporciona información sobre los procesos de fundición. Resume los diferentes tipos de fundición, incluyendo fundición gris, blanca y maleable. También describe los procesos de moldeo como moldeo en arena, por gravedad y por presión. Explica las etapas del proceso de fundición, como la fabricación del molde, colocación de machos y la colada del metal fundido.

1. República Bolivariana De Venezuela
Ministerio Del Poder Popular Para La Educción Universitaria
Instituto Politécnico Santiago Mariño
Extensión Valencia
Alumno:
Materia: Proceso De Fabricación I Humberto Duran CI: 25091557 esc 46
Docente: Jaime Zerpa Plataforma: SAIA
Valencia Enero Del 2019

2. Fundición
Es una forma de metalurgia extractiva. El proceso de fundición implica
calentar y reducir la mena mineral para obtener un metal puro, y separarlo de la
ganga y otros posibles elementos. Generalmente se usa como agente reductor
una fuente de carbono, como el coque, el carbón o el carbón vegetal en el
pasado. El carbono (o el monóxido de carbono generado a partir de él) saca el
oxígeno de la mena de los óxidos (o el azufre, carbonato, etc... en los demás
minerales), dejando el metal en su forma elemental. Para ello el carbono se
oxida en dos etapas, primero produciéndose monóxido de carbono y después
dióxido de carbono. Como la mayoría de las menas tienen impurezas, con
frecuencia es necesario el uso de un fundente o castina, como la caliza, para
ayudar a eliminar la ganga acompañante en forma de escoria.
involucra más que una básica fundición del metal para extraerlo del
mineral, numerosos de estos están compuestos donde el metal está mezclado
con oxígeno, azufre o con carbono. Para alcanzar el metal en su
representación elemental se debe causar una reacción química de disminución
que dañen estos compuestos. Para la fundición se necesita la utilización de
sustancias reductoras que al responder con los materiales metálicos oxidados
los cambian en sus formas metálicas.
Clasificación
Las fundiciones se suelen denominar de acuerdo con la apariencia de su
fractura. En este sentido, las fundiciones se clasifican principalmente en
fundición gris (la superficie de rotura presenta un gris oscuro), fundición blanca
(blanco brillante) o atruchada (superficie de rotura color grisáceo).
Según la norma UNE 36003, las fundiciones se clasifican:
- Fundición gris. Presenta todo o gran parte de su carbono en forma de grafito
en láminas.

3. - Fundición blanca. Presenta todo o gran parte de su carbono combinado en
forma de cementita (carburo de hierro).
- Fundición atruchada. Es aquella cuya estructura es una mezcla de la
fundición gris y de la blanca.
- Fundición maleable perlítica. Se obtiene por descomposición de la
cementita de la fundición blanca, mediante un tratamiento térmico.
- Fundición maleable negra o americana. El carbono de la cementita se
precipita como grafito en forma de copos.
- Fundición de grafito esferoidal. Presenta el grafito en forma esteroidal.
- Fundición aleada. Cuyo contenido en silicio o manganeso es superior al 5 ó
1,5% respectivamente, y cuyo contenido en elementos de aleación es superior
a los porcentajes indicados en la tabla de la norma UNE correspondiente.
Aplicaciones De Las Fundiciones
La fundición gris tiene un contenido en carbono entre 2.5 y 4.0 % y de
silicio entre 1 y 3 %. El grafito suele aparecer como escamas dentro de una
matriz de ferrita o perlita. El nombre se debe al color de una superficie
fracturada. Desde un punto de vista mecánico las fundiciones grises son
comparativamente frágiles y poco resistentes a la tracción. La resistencia y la
ductilidad a los esfuerzos de compresión son muy superiores. Esta fundiciones
amortiguan la energía vibracional de forma mucho más efectiva que los aceros.
Así los equipos que vibran mucho se suelen construir de esta aleación. A la
temperatura de colada tienen mucha fluidez por lo que permite moldear piezas
de forma muy complicadas. Además, la fundición gris es uno de los materiales
metálicos más baratos.

4. Se utiliza en bloque de motores, tambores de freno, cilindros y pistones de
motores.
La fundición dúctil o esferoidal se consigue añadiendo pequeñas cantidades
de magnesio y cerio a la fundición gris en estado líquido. En este caso, el
grafito no se segrega como escamas sino que forma esferoides lo que confiere
a la fundición propiedades mecánicas diferentes. No es frágil y tiene
propiedades mecánicas similares a las de los aceros. Presenta una mayor
resistencia a la tracción que la fundición gris.
Se suele utilizar para la fabricación de válvulas y engranajes de alta
resistencia, cuerpos de bomba, cigüeñales y pistones.

5. La fundición blanca contienen poco carbono (1.8-3.6%) y silicio (0.5-1.9%) se
obtienen por enfriamiento rápido. La mayor parte del carbono aparece como
cementita en lugar de grafito, y la superficie fracturada tiene una tonalidad
blanca. La fundición blanca es extremadamente dura frágil por lo que es
inmecanizable.
se limita a componentes de gran dureza y resistencia al desgaste y sin
ductilidad como los cilindros de los trenes de laminación. Generalmente la
fundición blanca se obtiene como producto de partida para fabricar la fundición
maleable.
La fundición maleable contienen 3% carbono y 0.75% silicio de se obtiene a
partir de la fundición blanca por calentamiento prolongado en atmósfera inerte
(para prevenir la oxidación) a temperaturas entre 800 y 900 °C. En estas
condiciones la cementita descompone para dar grafito en forma de racimos o
rosetas dentro de la matriz ferrítica o perlítica y es similar a la de la fundición
esferoidal.
Se suele emplear en tubos de dirección y engranajes de transmisión, muelles
tubulares y partes de válvulas.

6. Definición De Arena De Moldeo
Moldeo en arena 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.
Importante
Los procesos de moldeo son diferentes según la naturaleza del molde y el
método de vertido.
Según la naturaleza del molde pueden ser:
 De molde permanente (de hierro colado, acero o grafito).
 De molde perdido (arena y arcilla).
y según el método de vertido, pueden ser:
 Por gravedad.
 Por presión.

7. La elección de un método u otro depende de la complejidad de la pieza, grado
de tolerancia respecto a las medidas establecidas, número de piezas a fabricar,
coste del molde, acabado, etc.
Teniendo en cuenta el método de vertido, podemos clasificar los tipos de
moldeo en los siguientes grupos:
 Moldeo por gravedad.
 Moldeo por presión.
Tipos De Moldeo:
Moldeo por gravedad.
Se realiza vertiendo el metal fundido sobre un molde, de manera que éste se
desplace por su propio peso. Se utiliza principalmente para fabricar piezas de
fundición de acero, bronce, latón y distintas aleaciones de aluminio. Existen
distintas técnicas: en arena, en coquilla y a la cera perdida.
 Moldeo en arena: consiste en la confección de un molde elaborado con
arena que es un material refractario muy abundante, mezclada con
arcilla, con lo que adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la
permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde cuando se
vierte el metal fundido.
Por este método se obtienen pequeñas series de piezas complejas, y pueden
ser moldeados materiales con elevada temperatura de fusión.
 Moldeo en coquilla: en este caso los moldes son fabricados con
materiales metálicos (acero), llamados coquillas, con lo que es posible
reutilizarlos un elevado número de veces, aunque con el uso van
perdiendo los perfiles y es necesario sustituirlos, este proceso es muy
barato y se consiguen altos ritmos de producción, se emplea cuando es
necesario producir grandes series de piezas sencillas, y se debe
emplear con materiales que tengan una temperatura de fusión
significativamente más baja que la coquilla.

8.  Moldeo a la cera perdida: Es un procedimiento escultórico de muy
antigua tradición, empleado para obtener figuras de metal (generalmente
bronce) por medio de un molde, obtenido a partir de un modelo fabricado
con cera. Este modelo previo es rodeado de una gruesa capa de
material blando que solidifica; después se introduce en un horno, que
derrite la cera, escurriendo ésta por unos orificios creados al efecto, en
el hueco que ha quedado se inyecta el metal fundido, que adopta la
forma exacta del modelo. Es necesario romper el molde para extraer la
pieza final. Con esta técnica de vaciado, se pueden obtener piezas con
detalles que sería imposible lograr por otros medios.
 Moldeo por presión. Se lleva a cabo introduciendo la masa metálica
fundida en el interior del molde forzando la entrada en el mismo. En este
método se emplean moldes permanentes. De entre ellos podemos
destacar:
 Moldeo por fuerza centrífuga. El molde gira alrededor de un eje que
puede ser horizontal o vertical, con lo que la fuerza centrífuga obliga al
metal fundido a rellenar todas las cavidades del mismo. Se emplea
fundamentalmente para moldear piezas de revolución, presentando
además, la ventaja de que pueden obtenerse piezas de menor espesor
que las que se obtienen por gravedad. Las piezas presentan menos
grietas y oquedades. Por el contrario, los moldes resultan caros, ya que
deben ser más gruesos debido a las presiones elevadas que deben
soportar. Por este método se fabrican un gran número de piezas como
tuberías, objetos de joyería.
 Moldeo por inyección. Es el moldeo a presión propiamente dicho. El
metal se inyecta en el molde por medio de una máquina. La inyección
puede hacerse por medio de un émbolo o usando aire comprimido. Los
moldes son similares a las coquillas, aunque se suelen denominar
matrices. Este método presenta la ventaja de que pueden fabricarse
piezas de formas complicadas de una manera bastante económica y de
gran precisión. Además, las piezas resultan limpias y sin defectos.

9. Proceso De Fundición y Fases del proceso
Para el diseño del modelo se debe tener en cuenta una serie de medidas
derivadas de la naturaleza del proceso de fundición:
 Diseño del modelo.
 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.
A esta dimensión se debe dar una sobre medida en los casos en el que se dé
un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta.

10.  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.
 Si es necesario incluirá portadas, que son prolongaciones que sirven
para la colocación del macho.
Los moldes, generalmente, se encuentran divididos en dos partes, la parte
superior denominada cope y la parte inferior denominada draga que se
corresponden a sendas partes del molde que es necesario fabricar. Los moldes
se pueden distinguir:
 Moldes de arena verde: estos moldes contienen arena húmeda.
 Moldes de arena fría: usa aglutinantes orgánicos e inorgánicos para
fortalecer el molde. Estos moldes no son cocidos en hornos y tienen
como ventaja que son más precisos dimensionalmente pero también
más caros que los moldes de arena verde.
 Moldes no horneados: estos moldes no necesitan ser cocidos debido a
sus aglutinantes (mezcla de arena y resina). Las aleaciones metálicas
que típicamente se utilizan con estos moldes son el latón, el hierro y el
aluminio.
Las etapas que se diferencian en la fabricación de una pieza metálica por
fundición en arena comprende:
 Compactación de la arena alrededor del modelo en la caja de moldeo.
Para ello primeramente se coloca cada semimodelo en una tabla, dando
lugar a las llamadas tablas modelo, que garantizan que posteriormente
ambas partes del molde encajarán perfectamente.

11. 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.
 Colocación del macho o corazones. Si la pieza que se quiere fabricar es
hueca, será necesario disponer machos, también llamados corazones
que eviten que el metal fundido rellene dichas oquedades. Los machos
se elaboran con arenas especiales debido a que deben ser más
resistentes que el molde, ya que es necesario manipularlos para su
colocación en el molde. Una vez colocado, se juntan ambas caras del
molde y se sujetan. Siempre que sea posible, se debe prescindir del uso
de estos corazones ya que aumentan el tiempo para la fabricación de
una pieza y también su coste.
 Colada. Vertido del material fundido. La entrada del metal fundido hacia
la cavidad del molde se realiza a través de la copa o bebedero de colada
y varios canales de alimentación. Estos serán eliminados una vez
solidifique la pieza. Los gases y vapores generados durante el proceso
son eliminados a través de la arena permeable.
Vertido del material fundido.
 Enfriamiento y solidificación. Esta etapa es crítica de todo el proceso, ya
que un enfriamiento excesivamente rápido puede provocar tensiones
mecánicas en la pieza, e incluso la aparición de grietas, mientras que si
es demasiado lento disminuye la productividad. Además un enfriamiento
desigual provoca diferencias de dureza en la pieza. Para controlar la
solidificación de la estructura metálica, es posible localizar placas
metálicas enfriadas en el molde. También se puede utilizar estas placas
metálicas para promover una solidificación direccional. Además, para
aumentar la dureza de la pieza que se va a fabricar se pueden aplicar
tratamientos térmicos o tratamientos de compresión.

12.  Desmolde. Rotura del molde y extracción de la pieza. En el desmolde
también debe retirarse la arena del macho. Toda esta arena se recicla
para la construcción de nuevos moldes.
 Desbarbado. Consiste en la eliminación de los conductos de
alimentación, mazarota y rebarbas procedentes de la junta de ambas
caras del molde.
 Acabado y limpieza de los restos de arena adheridos. Posteriormente la
pieza puede requerir mecanizado, tratamiento térmico.