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

ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM

1

ALIMENTACIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS


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.


3

Solidificación en el molde.

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.


4

Solidificación en el molde.

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)


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.


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


7

Solidificación METALES PUROS Y EUTÉCTICOS

Metal Sólido

º T

Vsólido

VL

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.


8

Solidificación de ALEACIONES SIN EUTÉCTICOS

Sobre-calentamiento

Intervalo deSolidificación

Metal Líquido Metal SólidoMetal

pastoso V

VL

Vsólido

Vsolidif.

TFTC 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.


9

Solidificación de ALEACIONES CON EUTÉCTICOS

Intervalo deSolidificación

Sobre-calentamiento

º TTC TE

Vsolidif.

V sólido

VL

Metal SólidoVMetal

pastosoMetal

Líquido

Líquido

Sólido

Isoterma Tc

Metal pastoso

Isoterma Tf

Solidificación por CAPAS GRUESAS

(las aleaciones que presentan eutéctico pero con intervalo de

solidificación amplio).


10

Efecto del Rango de Solidificación


11



12



13



14

Rango de Solidificación


15

Rango de Solidificación


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.


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:


18



19



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


21

Módulo de Enfriamiento.

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 )


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

22

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” .


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


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.


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.


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


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 extracciónde calor durante el enfriamiento.

Superficies de contacto que no participan en el

enfriamiento

I

II

III


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]


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]


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


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 = 3a2/2

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


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.


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) :


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:


35

Sistemas Básicos de Alimentación


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.


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 ($$$).


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


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

minutosminutos

Abierto y pared de arena

Abierto y manguito aislante

minutos minutos


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


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).


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

TTodas las medidas en [ in ]


43

A.- Secciones con efecto de borde, sin enfriador.

T Pared del molde

FMontante

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


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


45

C.- Secciones con efecto de borde y enfriador.

T

2/3 T min.FMontante

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


46

D.- Secciones sin efecto de borde y enfriador.

1/2 T min.Enfriador

1 T min.

T

FMontante Montante

1/2 T min.Enfriador

1 T min.

T

FMontante 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


47


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


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


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


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”


52

EJEMPLO # 2


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


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).


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.


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.


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


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


59

Valores de “r”Sobrecalentamiento

Aleación 50 ºC 150 ºCBronce 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


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


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.


62

Ejemplo de Cálculo de Vm

Consideremos el mismo anillo del ejemplo # 2 anterior:

Se determinó que debería tener mínimo7 montantes equidistantes de 3” de diámetro.

Consideraremos usar montantes con mangosAislantes 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]


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 Dm2 x Dm = 140 [in3]

=> Dm = 5.6”

Vm ≥ K' x r x Vc


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.


65

Valores de “ K “


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:


67

MÓDULO de Montantes Cilíndricos.

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.


68

MÓDULO de Montantes Cilíndricos.

Para Montantes cilíndricos, el diámetro del montantese 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


69

Diseños Típicos de montantes.

Ln ≤ D/2 Dn = Ln + 0.2D

MontanteMontantePieza

Dn Dn

D

Ln D

D

Montante Superior

Ln ≤ D/2

Montantes Laterales

Ln

Pieza MontanteMontante

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

MontanteMontante

Ln

Ln

Wn

Hn


70

Montantes no cilíndricos


71

Procedimiento para Cálculo de Montantes.


72

Procedimiento para Cálculo de Montantes. (Cont.)


73

Cálculo de montantes.- Ejemplo # 1


74

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


75



76



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).


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

S3I

II

S1

S7


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).


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

Ø10050

60


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.


82

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


83



84



85



86


1.8” 1.5”


87



88



89


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

Documents

Transcript of ALIMENTACIÓN ILC-310 FUNDICIÓN UTFSM 1 ALIMENTACIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS.