todo sobre fundición y moldeo

1. 1º unidad Procesos de Fundición y
Moldeo

2. Definiciones.
• Fundición: Proceso de fabricación de piezas,
comúnmente metálicas pero también de plástico,
consistente en fundir un material e introducirlo en una
cavidad (vaciado), llamada molde, donde se solidifica.
Las fundiciones son aleaciones hierro-carbono , lleva
otros elementos como silicio, magnesio, fósforo y
azufre.
• Fundición gris: Es un tipo de aleación que es también
conocida como hierro fundido gris o hierro colado. Esta
conformada por mas de 2% de carbono, 1% de silicio,
además de manganeso azufre y fósforo. El nombre se
debe a que el carbono se encuentra en forma de grafito,
por lo que le da una coloración gris en su superficie al
fracturarse.
• La fundición blanca: Es fundición de hierro en la que
todo el carbono está combinado bajo la forma
de cementita. Al fracturarse presenta un color blanco
brillante. Es menos fluida que la gris y al solidificarse se
produce algo de contracción.

3. Definiciones.
• Solidificación: Es el cambio de estado de la materia de líquido a sólido al
disminuir la temperatura o por una compresión de este material.
• Revestimiento: Capa de algún tipo de material con la que se cubre una
superficie
• Compactación: Aumento de la densidad del material que compone un
molde
• Corazones o machos: En una pieza de fundición tiene huecos o cavidades
que son imposibles de reproducir por los modelos, se deben colocar en el
interior del molde unos modelados denominados machos, noyos
o corazones, de tal manera que al colar el metal se rellenan todas las
cavidades excepto los espacios ocupados por los mismos.
• Colada: Vertido del material fundido.
• Desbarbado: Consiste en la eliminación de los conductos de
alimentación, mazarota y rebarbas procedentes de la junta de ambas caras
del molde.

4. Definiciones.
• Molde: Es una pieza, o un conjunto de piezas acopladas,
interiormente huecas, pero con los detalles e improntas
exteriores del futuro sólido que se desea obtener.
Moldes de arena verde: El Término "arena verde" es conocido
principalmente por el contenido de humedad dentro de la arena.
Moldes de arena fría: usa aglutinantes orgánicos e inorgánicos
para fortalecer el molde. Estos moldes 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.
Colado centrífugo: Es uno de los métodos de colado en el que se
utiliza la acción de la fuerza centrifuga sobre una fundición
liquida para que esta se deposite de una forma uniforme y
adecuada al estudio previo del molde. Aunque hay diferentes
métodos para este tipo de colada, todos se basan en un molde
girando a una alta velocidad.

5. Aspectos Básicos del Proceso
El proceso de fundición consiste en vaciar el material fundido en un molde hueco
diseñado con la forma y tamaño del objeto que se desea fabricar, donde se debe
esperar hasta que dicho material se solidifique al enfriarse.
Aspectos básicos:
•Diseño de los modelos de las piezas y los moldes
•Preparación de los materiales para los modelos y los moldes y su fabricación.
•Colado del material fundido.
•Enfriamiento de los moldes.
•Extracción, limpieza y terminado de las piezas fundidas.
•Recuperación de los materiales de los moldes.

6. Esquema General del Proceso

7. Clasificación de las Fundiciones
Fundición gris
La mayor parte del contenido es de carbono y adquiere forma de
escamas o láminas de grafito. Son quebradizas y de baja resistencia
a la tracción.
Se produce en hornos cubilotes, con la fusión de arrabio y
chatarra mezclados con coque y piedra caliza.
Buen maquinado, fluidez para la colada, resistencia, así como
también tenacidad.
Fundición Nodular

8. Fundición maleable
Se trata de hierros producidos a partir del tratamiento térmico de la
denominada fundición blanca.
La fundición blanca se usa en cuerpos moledores gracias a su
resistencia significativa al desgaste.
Su veloz enfriamiento ayuda a evitar la grafitización de la
cementita
En este caso, tiene una matriz de fundición blanca combinada
parcialmente con fundición gris
Fundición Atruchada

9. Contienen Ni, Cr, Mo, Cu, etc., en porcentajes suficientes para
mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones
ordinarias o alguna otra propiedad especial, como alta
resistencia al desgaste, alta resistencia a la corrosión, al calor
etc.
Fundición Aleada
De una forma general, se pueden clasificar las
fundiciones aleadas en dos grupos:
Fundiciones de baja y media aleación, que se caracterizan
por tener pequeñas cantidades de Ni, Cr, Mo, y Cu,
generalmente en porcentajes inferiores a 5%.
Fundiciones de alta resistencia a la tracción, se observa una
gran variedad de fundiciones de composiciones muy diversas y
resistencia a la tracción.
Se caracteriza por ser resistentes al desgaste y en general se las
usa para hacer de piezas que necesiten gran resistencia o que
exijan muy altas durezas
Fundición Martensiticas
- Se encuentran las siguientes variedades:
Blancas al níquel:
Fundiciones martensíticas grises

10. Fundición Aleadas al cromo
Fundiciones con 6 a 25% de cromo, se trata de
fundiciones blancas y cuentan con muy elevada
dureza, que se ubica entre los 400 a 550 Brinell.
Fundiciones de 33% de cromo, se trata de
estructuras ferríticas y tienen excelente resistencia
a la oxidación a temperaturas muy altas.
Poco frecuente, porque su fabricación es complicada.
Fundición Aleadas al aluminio
- clases más importantes son:
Las fundiciones con más de 8% de aluminio pueden usarse a
temperaturas de hasta 1000 °C. Además de ello, tienen excelente
resistencia a la oxidación y se caracterizan por ser difíciles de
mecanizar.

11. Tipos de Fund ciones.

12. Fundición en Arena.
Más utilizado en la industria
Metales a altas temperaturas de fusión
(acero, níquel, titanio)
Realiza piezas grandes, pequeñas, por unidad o
millones de estas
Etapas:
• Vertimiento y compactación
• Corazones o machos
• Colada
• Enfriamiento y solidificación
• Desmolde
• Desbordado
• Acabo y limpieza
Moldes:
• Arena verde (húmeda)
• Arena fría (aglutinantes orgánicos e inorgánicos)
• Arena no horneada (resinas, aleaciones hierro,
aluminio y latón)

14. Fundición en Arena.

15. Fundición de molde desechable.
Moldeo de cascara o concha:
•Mayor fluido durante el vaciado
•Mejor superficie final y buena precisión.
•Entre sus desventajas se encuentra el costo del patrón del moldeo.
•250 grados centígrados

16. Proceso V o vacío:
El vacío reduce la presión del aire en el interior
del molde a aproximadamente dos terceras
partes de la presión atmosférica, succionando
por tanto el metal fundido en las cavidades del
molde a través de un canal de alimentación en la
parte inferior del molde. Una vez lleno el molde,
se retira del metal fundido.

17. Moldeo con poliestireno extendido:
• Utiliza un molde de arena compacto alrededor de
un patrón de espuma de poliestireno que se
vaporiza al vaciar el metal fundido dentro del
molde
•Ventaja: el modelo no necesita removerse del
molde.
•Desventaja: se necesita un nuevo patrón para cada
fundición.
•Aplicación: fundición de motores producidos en
masa.

18. Fundición por revestimiento:
El modelo se hace en cera, este se recubre con material
refractario con lo cual se fabricara el molde. La cera se
funde y evacua antes de vaciar el material fundido.
La fabricación de modelos se hace vaciando o inyectando
cera caliente en un dado maestro.
Este proceso ha permitido aumentar la gama de
posibilidades en la concepción de piezas para diferentes
industrias.
Ventajas: se encuentran que permite hacer piezas de
alta precisión.

19. Fundición de Molde Permanente
Se componen de dos mitades metálicas diseñadas para abrir y cerrar
con precisión y facilidad, estas al unirse generan la cavidad y todo el
sistema de alimentación, estas dos mitades se fabrican de acero, hierro
fundido o un refractario cerámico, lo que garantiza un buen acabado
superficial y su reutilización, es por eso que tienen mayor velocidad de
producción.

20. Fundición de Molde Permanente
Dados
En este proceso se inyecta el metal fundido en la
cavidad del molde a alta presión. Las presiones típicas
son de 7 a 350 MPa, Esta se mantiene durante la
solidificación y posteriormente, el molde se abre para
remover la pieza.
TIPOS
-De cámara caliente
-De cámara fría

21. Fundición de Molde Permanente
Por Gravedad
En este proceso el metal fundido se vierte dentro de la cavidad, luego de
haberlo cubierto de una sustancia refractaria, lo que facilita la remoción de
la pieza de fundición y solo se utiliza la fuerza de la gravedad para
garantizar que toda la cavidad se llene del metal.

22. Fundición Centrifuga
- Centrífuga real: El metal fundido se vacía en un molde que está girando para producir una
parte tubular. Se usa para hacer tubos, caños, manguitos y anillos.
Fundición semicentrífuga: La
velocidad de rotación se ajusta
generalmente y los moldes se
diseñan con mazarotas que
alimenten metal fundido desde el
centro.
- Fundición centrifugada: Es un
sistema donde por medio de un
tallo se hace llegar metal fundido a
racimos de cavidades colocadas
simétricamente en la periferia.

23. Aplicaciones.

24. Fundición en Arena.
Piezas complejas de casi cualquier aleación
Una tasa de producción baja
Pueden variar en tamaño, resultando piezas desde
muy pequeñas a muy grandes
Cilindros, válvulas, bloques de motor,
carcasas de bombas, bases de máquinas-
herramientas, poleas, colectores de motores,
cojinetes y bujes, engranajes, soportes, partes
eléctricas, piezas para maquinaria, tuercas,
piezas de los trenes de aterrizaje, bridas,
abrazaderas, accesorios de tuberías, bombas,
entre otros.

25. Fundición con moldes permanentes.
Llevar a cabo el proceso haciendo uso de moldes
permanentes: FUNDICIÓN CENTRIFUGA.
Buen acabado superficial.
Control dimensional estrecho.
Buenas propiedades mecánicas.
No se pueden realizar formas tan complejas.
Proceso de fundición es ideal para grandes lotes de
producción. Pistones automotrices, cabezas de cilindros, bielas,
discos en bruto para engranes de enseres domésticos y
utensilios de cocina.

26. Fundición Centrifuga
Mayores detalles sobre la superficie de la pieza y la estructura densa del metal
adquiere propiedades físicas superiores.
Las piezas de forma simétricas
Piezas más económicas que por otros métodos.
Piezas cilíndricas como tuberías, cañones de armas y postes
telefónicos, bujes, camisas de cilindro de motor y anillos de
cojinete con o sin brida.

27. Fundición por inyección en matriz o dados.
Fundición de molde permanente
Componentes para motores, máquinas para oficina, herramienta de mano,
enseres domésticos y juguetes. La masa de estas piezas va desde 90g hasta 25
kg.

28. Fundición de molde desechable.
El proceso requiere menos tiempo
El acabado es uniforme y razonablemente liso
Fundición en arena, moldeo en cascara, fundición en molde de yeso, fundición en molde cerámico, fundición de
moldeo evaporativo y fundición por revestimiento.
Moldeo en cascara : las cajas para engranes, cabezas de cilindros y bielas
Molde de yeso fabrica: componentes de cerraduras, engranes, válvulas
Molde cerámico son, propulsores, cortadores para operaciones de maquinado, matrices para trabajar los metales y
moldes para fabricar componentes de plástico o hule.
Moldeo evaporativo se encarga de fabricar cabeza para cilindros, monobloques para motores, cigüeñales,
componentes para frenos y bases para máquinas.
Fundición por revestimiento fabrica piezas como, componentes de oficina y componentes mecánicos como
engranes y válvulas.