El proceso de fundición consiste en vaciar metal fundido en un molde con la forma de la pieza deseada. Para producir una pieza fundida se requiere diseñar modelos y moldes, preparar materiales, fabricar los modelos y moldes, verter el metal fundido, extraer la pieza fundida y limpiarla. Existen diferentes tipos de moldes como moldes de arena verde, moldes con capa seca, moldes de arena seca y moldes de metal, los cuales se eligen dependiendo del material y tamaño de la pieza a producir.

1. Procesos de
Fundición

2. Procesos de Fundición

El proceso para producir piezas u
objetos útiles con metal fundido se le
conoce como proceso de fundición.
Este proceso se ha practicado desde
el año 2000 ac. Consiste en vaciar
metal fundido en un recipiente con la
forma de la pieza u objeto que se
desea fabricar y esperar a que se
endurezca al enfriarse.

3. Procesos de Fundición
Para lograr la producción de una pieza fundida es
necesario hacer las siguientes actividades:











Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas
Diseño del molde
Preparación de los materiales para los modelos y los
moldes
Fabricación de los modelos y los moldes
Colado de metal fundido
Enfriamiento de los moldes
Extracción de las piezas fundidas
Limpieza de las piezas fundidas
Terminado de las piezas fundidas
Recuperación de los materiales de los moldes

4. Procesos de Fundición
El producto de la
fundición es una pieza
colada.
Puede ser des de 1 Kg
hasta varias Toneladas.
Su composición química
puede variar según
necesidades.

5. Tipos de fundición a la
arena

Modelo removible

Modelo disponible o desechable

Los moldes se fabrican por medio de modelos los
que pueden ser de madera, plástico, cera, yeso,
arena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se
destruyen al elaborar la pieza, se dice que éstos
son disponibles o desechables y si los
modelos sirven para varias fundiciones se les
llama removibles .

6. Factores para una buena
fundición
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Procedimiento de Moldeo
Modelo
Arena
Corazones
Equipo Mecanico
Metal
Vaciado y Limpieza

7. Procedimiento de Moldeo
Los Moles se clasifican según los
materiales usados
•Moldes de arena verde
•Moldes con capa seca
•Moldes con arena seca
•Moldes de arcilla
•Moldes Furanicos
•Moldes de CO2
•Moldes de Metal
•Moldes Especiales

8. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes de arena

Uno de los materiales más utilizados para la
fabricación de moldes temporales es la arena
sílica o arena verde (por el color cuando está
húmeda). El procedimiento consiste en el
recubrimiento de un modelo con arena húmeda y
dejar que seque hasta que adquiera dureza.

9. Moldes de arena verde
Figura 5.2

10. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes de capa seca

Es un procedimiento muy parecido al de los
moldes de arena verde, con excepción de que
alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm)
se coloca arena con un compuesto que al secar
hace más dura a la arena, este compuesto puede
ser almidón, linaza, agua de melaza, etc. El
material que sirve para endurecer puede ser
aplicado por medio de un rociador y
posteriormente secado con una antorcha.

11. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes con arena seca

Estos moldes son hechos en su totalidad con
arena verde común, pero se mezcla un aditivo
como el que se utiliza en el moldeo anterior, el
que endurece a la arena cuando se seca. Los
moldes deben ser cocidos en un horno para
eliminar toda la humedad y por lo regular se
utilizan cajas de fundición, como las que se
muestran más adelante. Estos moldes tienen
mayor resistencia a los golpes y soportan bien
las turbulencias del metal al colarse en el molde.

12. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes de arcilla

Los moldes de arcilla se construyen al nivel de
piso con ladrillos o con materiales cerámicos,
son utilizados para la fundición de piezas
grandes y algunas veces son reforzados con
cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho
tiempo para su fabricación y no son muy
utilizados.

13. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes furánicos

Este proceso es bueno para la fabricación de
moldes o corazones de arena. Están fabricados
con arena seca de grano agudo mezclado con
ácido fosfórico, el cual actúa como acelerador
en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla
una resina llamada furánica. Con esta mezcla de
ácido, arcilla y resina en dos horas el molde se
endurece lo suficiente para recibir el metal
fundido.

14. Procedimiento de Moldeo

Fundición con moldes de CO2

En este tipo de moldes la arena verde se mezcla
con silicato de sodio para posteriormente ser
apisonada alrededor del modelo. Una vez
armado el molde se inyecta bióxido de carbono a
presión con lo que reacciona el silicato de sodio
aumentando la dureza del molde. Con la dureza
adecuada de la arena del molde se extrae el
modelo, si este fuera removible, para
posteriormente ser cerrado y utilizado.

15. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes de metal

Se usan principalmente en fundición en matriz de
aleaciones de bajo punto de fusión. Las piezas
de fundición se obtienen de formas exactas con
una superficie fina, esto elimina mucho trabajo
de maquinado.

16. Procedimiento de Moldeo

Fundición en moldes especiales

Plástico, cemento, yeso, papel, madera y hule,
todos estos materiales son usados en moldes
para aplicaciones particulares .

17. Procedimiento de Moldeo
También los procesos de moldeo pueden ser
clasificados por el lugar en el que se fabrican.




Moldeo en banco. Este tipo de moldeo es para trabajos
pequeños y se fabrican en un banco que se encuentre a la
mano del trabajador.
Moldeo de piso. Para piezas grandes en las que su manejo
es difícil y no pueden ser transportadas de un sitio a otro.
Moldeo en fosa. Cuando las piezas son extremadamente
grandes y para su alimentación es necesario hacer una fosa
bajo el nivel medio del piso.
Moldeo en maquina. Las maquinas hacen un numero de
operaciones que el moldeador hace a mano.

18. Procedimiento de Moldeo

19. Procedimiento de Moldeo

20. Procedimiento de Moldeo

21. Creación de la forma

El proceso de fundición puede ser
usado para formar casi con cualquier
metal, existen diferentes métodos para
acomodar metales diferentes y
satisfacer requisitos diferentes.

22. Creación de la forma
Proceso de
Fundición
Moldes con liga
de arcilla
Moldes con liga
química
Moldes de metal
Centrifuga
Permanente
Cáscara
Dado
Inversión
Fundición hueca
Yeso
Arena verde
Arenas secas

23. Creación de la forma

Cada método tiene ventajas y
desventajas sobre otros o pueden
estar restringidas a una aplicación en
especial.

24. Creación de la forma

La durabilidad y precisión del molde
afectan los costos del producto.

25. Creación de la forma

Costos directos en la fabricación de
moldes
Tiempo
 Cuidados
 Habilidad necesaria para producir (mano
de obra
 El equipo


26. Creación de la forma

Costos indirectos






Capacidad el material para soportar las temperaturas del
colado (capacidad refractaria del material )
Capacidad de transferir con exactitud las dimensiones y
detalles del molde
Permeabilidad: permitir que el aire y gases escapen
Resistencia: soportar la presión estática y dinámica del
metal liquido
Facilidad de colapso: permitir la contracción de la
fundición.
Facilidad de Fluir.- La arena deberá compactarse a
profundidad y fluir alrededor del modelo, también influye el
tamaño de grano de arena, humedad y arcilla añadida

28. Creación de la forma
Anguloso: Resiste la compactación y requiere
más humedad.
Clasificación
arena de
cuarzo
desintegrado
SiO2
Subángulo: Tiene buena resistencia, aristas
redondeadas, es la mejor.
Redondo: Buena permeabilidad, baja resistencia
y Fluye bien.
Compuesto: Tiende a romperse.

29. Creación de la forma

Determinación del tamaño de
arena
Sistema ingles
 Sistema métrico

malla 6
 malla 270

mallas hasta 600
(mm, micras)
0.131”
0.0021”
3.32mm
0.033mm

30. Creación de la forma
Microsoft Excel
Worksheet

31. Creación de la forma

Contenido de arcilla:





El contenido de arcilla varia el 2% ó 3%
hasta un 15% de arcilla.
La arcilla debe resistir todos los granos
de arena silica.
Principales tipos de arcillas: caolinita,
ilita y bentonita.
La principal arcilla a usar es la bentonita
de origen mineral, proviene de cenizas
volcanicas
Arcilla refractaria caolinita para uso
refractario y baja concentración.

32. Creación de la forma

Aditivos Especiales:
Harina de Maíz.- Para proporcionar
facilidad de colapso.
 Carbón (polvo).- Para mejorara el
acabado de la superficie se pinta el
molde.
 Agua -2 a 8%.- Varia del 2 al 8% por
peso. Depende de la cantidad de
arcilla, agua en exceso mejora la
fluidez pero puede dañara la
resistencia del molde.


33. Creación de la forma

Moldeo de Corazón:

Tipos:

Corazones de Arena verde

Corazones de Arena seca

34. Creación de la forma

Aglutinantes y Mezclas para
corazones:
Aglutinantes de aceite, linaza
Endurece cuando se oxida por acción del
calor
Tales corazones deben hornearse por 2
horas a una temperatura entre 180 y 220
°C

35. Creación de la forma

Aglutinantes y Mezclas para
corazones:
Aglutinantes solubles en agua, harina de
trigo, dextrina, almidón, también tiene que
se horneado
Aglutinantes con resina de alcohol furfural,
secados con aire caliente, 220 °C, 10 a 20
seg.

36. Creación de la forma

Aglutinantes y Mezclas para
Agentes orgánicos de liga
Furan
Resinas termofragantes
se cataliza con acido fosforico
Alquidisocianato
Fenosiliciosianato.
Estos fraguan a temperatura ambiente con la ayuda de un catalizador, el más
común es el furan y cataliza con acido fosforico.
Uso. Corazones chicos y grandes, incluso en moldes.
Tiene muchas ventajas sobre los demás (furan) pero es costoso por el equipo
a usar y no es recuperable.

37. Creación de la forma

Moldeo de Corazón:


Proceso de silicato de sodio.- El material se
endurece al exponerlo al aire pero es lento para
usarlo en alta producción se pasa bióxido de
carbono (gaseoso) o se mezcla un agente
catalítico como lo es el ferrosilicio. Tiempo de
fregado 20 minutos.
Proceso cemento Pórtland: Es de
proporción de 1 a 10 para moldes de alta
resistencia y buena permeabilidad. Este es un
proceso antiguo que proporciona resistencia a la
erosión, pandeo, uso fundiciones grandes y
pesadas.

38. Modelos



El modelo.- Es una copia de la pieza a fundir.
Deberá ser sobredimensionada ya que se debe
tener en cuenta la contracción de la misma una vez
se haya enfriado a temperatura ambiente.
Se debe dar una sobremedida en los casos en el
que se dé un proceso adicional de maquinado o
acabado por arranque de viruta.

39. Modelos


El uso del modelo determina el material a usar .
Para la construcción del modelo, se puede emplear
desde madera, yeso o plásticos como el uretano y el
poliestireno expandido (EPS) hasta metales como el
aluminio o el hierro fundido u otro material
suficientemente fuerte para retener su forma y
resistir el desgaste

40. Modelos

Debe tener ángulos de salida, 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. Se recomiendan ángulos entre 0,5º y 2º.

ensayo y error.

41. Modelos

Estas características del molde o
modelo generalmete se obtienen por
ensayo y error.

42. Modelos

Uso Único.- Misma pieza pero preparada,
cartoncillo (empaque de asbesto), hule rojo
(neopreno), papel cascaron, pegamento
5000, pasta automotriz para el acabado.

43. Modelos

Poco Uso.- Usar materiales fáciles
de trabajar (madera), clavo, tornillo,
pasta para resanar.

44. Modelos

Mucho uso (metálico).- Aluminio
ideal, acero.

45. Modelos



Caja de moldeo.- Son cajas de caras abiertas en las cuales la la
arena se compacta redondeando el modelo.
Contiene y soporta la arena durante el moldeo y permite la apertura
del molde para la extracción del molde.
Se alinean con pasadores y guías, cuando se requieren más de una
línea de partición se usan los “cohetes” que no son más que otra caja
externa, normalmente son de madera, si la pieza es grande se deja la
caja puesta pero esta deberá ser de metal.