FABRICACIN DEL ACERO. TIPOS DE HORNOSEl proceso de fabricacin del acero a partir del arrabio (material fundido que se consigue en el alto horno) consiste en eliminar el exceso de carbono y otras impurezas.La dificultad consiste en que para la fabricacin del acero se necesita una elevada temperatura para llegar al punto de fusin, 1.400C aproximadamente.Existen diferentes tipos de hornos para fabricar el acero: Convertidor bessemer-thomas:Consiste en una caldera con forma de pera forrada con acero y revestida por el interior con material refractario (materiales que soportan altas temperaturas), la parte superior est abierta.Funciona en tres fases:-1 Fase(Escorificacin):Se coloca el convertidor horizontalmente y se llena el 20% de capacidad con fundicin. Se inyecta aire a presin y el convertidor vuelve a su posicin normal. El oxgeno del aire quema el silicio y el manganeso que se encuentra en la masa fundida y los transforma en los correspondientes xidos.-2 Fase(Descarburacin):El oxgeno comienza a oxidar el carbono.-3 Fase(Recarburacin):quemndose el carbono, el oxigeno llegara a oxidar totalmente el hierro dejndolo inservible; a este punto se corta el aire, se inclina el convertidor y se aade a la masa liquida una aleacin de hierro, carbono y manganeso. Horno Martin-Siemens:El horno Martin-Siemens es un horno de reverbero. La solera se calienta exteriormente y se cargan el arrabio y la chatarra inclinados hacia un orificio de salida. La capacidad de estos hornos es muy variable: los hay hasta de 250 toneladas. La bveda es de ladrillo refractario de slice. Por el exterior circula aire fro para refrigerar. Los gases de la combustin pasan por unos recuperadores que invierten su sentido de circulacin con el aire carburante y producen temperaturas muy elevadas, a unos 1800 C. A dicha temperatura funde la chatarra y lingotes de arrabio solidificado bajo la llama producida en la combustin; se eliminan las impurezas y se consiguen aceros de una gran calidad para fabricar piezas de maquinaria. Su campo de aplicacin es muy amplio, ya que pueden fundir latones, bronces, aleaciones de aluminio, fundiciones y acero. Horno de hogar abierto o crisol:Este horno se parece a un horno enorme, (6m de ancho, por 15 m de largo, por 1 m de profundidad, aproximadamente).Un horno de este tipo puede contener entre 10 y 540 toneladas de metal en su interior.El horno se carga en un 30% a un 40% con chatarra y piedra caliza, empleando aireprecalentado, combustible lquido y gas para la combustin, largas lenguas de fuego pasan sobre los materiales, fundindolos. Al mismo tiempo, se quema u oxida el exceso de carbono y otras impurezas. Lo que puede eliminar o no depende del recubrimiento del horno, si es de lnea bsica puede eliminar impurezas como el fsforo, silicio y manganeso, pero si es de lnea cida (ladrillos con slice y paredes de arcilla) solo puede eliminar el carbono.

Horno de oxigeno bsicoEs un horno con forma de pera que puede producir unas 300 toneladas de acero en 45 minutos.Es muy parecido al Bessemer con la gran diferencia que a este horno en lugar de inyectar aire a presin se le inyecta oxgeno a presin, con lo que se eleva mucho ms la temperatura que en el Bessemer y en un tiempo muy reducido. La carga del horno est constituida por 75% de arrabio procedente del alto horno y el resto es chatarra y cal. La temperatura de operacin del horno es superior a los 1650C.Es considerado como el sistema ms eficiente para la produccin de acero de alta calidad. Horno elctricoste es el horno ms verstil para fabricar acero, puede alcanzar una temperatura de 1930 C, temperatura que se puede controlar elctricamente. Existen hornos de arco elctrico que pueden contener hasta 270 toneladas de material fundido. Para fundir 115 toneladas se requieren aproximadamente tres horas y 50,000 Kwh. de potencia. Tambin en estos hornos se inyecta oxgeno puro por medio de una lanza.Al aplicarse la corriente elctrica, la formacin del arco entre los electrodos gigantes produce un calor intenso. Cuando el arrabio se ha derretido completamente, se agregan dentro del horno los elementos de aleacin que se necesiten. La masa fundida resultante se calienta, permitiendo que se quemen las impurezas y que los elementos de aleacin se mezclen completamente.Estos equipos son los ms utilizados en industrias de tamao mediano y pequeo, en donde la produccin del acero es para un fin determinado, como varilla corrugada, aleaciones especiales, etc.

IntroduccinEn el presentetrabajose aplican todos los temas vistos en el semestre, enfocados a unproductoque se usa tanto a nivel domestico, comercial e industrial, en el cual se deben satisfacer exigencias decalidadmuy altas como lo es una llave inglesa.En este tipo de producto se deben de tener en cuenta muchas consideraciones dediseo, para facilitar la manipulacin de esta herramienta por todo tipo de personas, adems se debe tener en cuenta su uso en lugares estrechos.Para que un producto como este pueda triunfar en elmercadodebe ser hecho conmaterialesde altaresistencia, ya que en ciertos casos va a ser sometida a esfuerzos de flexion y traccin muy altos, como tambin va a estar expuesta a golpes y cadas, y tambin a liquidos comoagua,aceitey otros por lo cual la eleccin del material se debe hacer con mucha cautela para que resista todos estos esfuerzos y no se oxide.Lametodologapara lograr una buenaconstruccinempieza desde la eleccin de lamateria primay depende hasta de laevaluacinposventa que se haga del producto para saber si esta cumpliendo con las expectativas de losclientes.Fases delcontrolde calidad EVALUACIN DE NUEVOS PROVEEDORESPara empezar con la fabricacin del producto lo primero que debemos hacer es investigar a cerca de los materiales disponibles en el mercado y saber sus caractersticas,precioy distribuidores parapoderdeterminar cul de ellos usaremos.Para la fabricacin de este tipo deherramientasse suele utilizaracerode gran resistencia, con un cromado para aumentar la resistencia a la oxidacin ycorrosin.Investigando en las compaas ms grandes de acero enColombia,la empresaque tiene en su portafolio lo mas apropiado para la fabricacin de esta herramienta es bohler, y esuna empresade gran experiencia y calidad, adems ofrecepreciosrazonables. RECEPCIN DE MATERIAS PRIMASAceros de construccin mecnicaALEACIONESTADODE SUMINISTROAPLICACION

AISI 4140-42CrMo4BonificadoAcero de mediana aleacin para la fabricacin de piezas con altas exigencias mecnicas de tamao mediano.

AISI 4340 - 34CrNiMo6BonificadoAcero de mediana aleacin para la fabricacin de piezas con altas exigencias mecnicas de gran tamao.

AISI 1045 - C45RecocidoAcero no aleado de aplicacin universal. Apto para temple.

AISI 8620 - 16MnCr5RecocidoAcero de cementacin apto para la construccin de piezas sometidas a desgaste.

http://www.bohlerandina.com/spanish/b_2741.phpPara la fabricacin de esta herramienta eleg un acero de gran resistencia y que adems no se oxida con facilidad como lo es el AISI 4140. Ya que es un acero mediocarbonoaleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasin e impacto. Este acero puede ser nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasin. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento trmico.Tiene una dureza de 275 - 320 HB (29 34 HRc), esfuerzo a la fluencia: 690 MPa (100 KSI), esfuerzo mximo: 900 - 1050 MPa (130 - 152 KSI), elongacin mnima 12%, eeduccin de rea mnima 50%. Sus propiedades fsicas son:Densidad7.85 g/cm3 (0.284 lb/in3). Ysus propiedades qumicas: 0.38 - 0.43% C 0.75 1.00 % Mn 0.80 1.10 % Cr 0.15 0.25 % Mo 0.15 0.35 % Si 0.04 % P mx 0.05 % S mx.Elalmacnse deber encargar de pedir el material cuando en elinventarioquede lo necesario para laproduccinde un mes, para con ello asegurar que nunca se va aparar laproduccinpor falta de material. El almacenista deber realizar el pedido al proveedor elegido especificando las fechas de entrega, la forma de pago y los plazos para realizarlo.Adems al recibir lamateriaprima, en el departamento tcnico se tomara unamuestrade cada lote recibido y se le harnpruebasde tensin, dureza, flexion, adems de realizar unanlisisqumico para determinar si el material cumple con las especificaciones VERIFICACIN DEMEDIOSDE PRODUCCINEn esta verificacin estn involucrados el departamento depersonaly demantenimientoas como el almacn, el departamento de personal deber llevar un control estricto de todos los trabajadores, encargarse de que cumplan los horarios y en caso de algn retiro o despido est encargado de reemplazar al trabajador lo mas pronto posible por unapersonacalificada para no afectar la produccin en lo absoluto, aparte de eso este departamento es el encargado de llevar a cabo todas las actividades que se realicen para el bienestar de todos los empleados.El departamento de mantenimiento debe realizar revisiones peridicas a todas las maquinas, como los hornos de fundicin, los moldes y las maquinas herramientas utilizadas en la fabricacin de piezas que componen la llave, mientras est funcionando la planta de produccin siempre habr personal de mantenimiento disponible a reparar cualquierdao. En laempresase tendr una reserva de las partes que se daan mas frecuentemente para no parar la produccin, en el caso de que no est disponible, se fabricara en las maquinas herramientas propias y si no se pedir al proveedor de la manera ms rpida posible.El almacn debe tener un inventario sistematizado y cuando se percate de que queda poco material para produccin debe pedir inmediatamente mas materia prima al proveedor. VERIFICACIN DE PUESTA EN MARCHAPrimero se debe de establecer cmo se va a llevar a cabo la produccin, lo inmediatamente posterior a la llegada de la materia prima es clasificarla y distribuirla, las piezas que van para fundicin y luego a forjado en el molde, y las piezas con las que se van a fabricar componentes pequeos, que van para el rea de mecanizado. Para asegurar la continuidad deoperaciones, cada operario debe revisar la maquina que tiene a cargo cada vez que empieza su turno, y si noto alguna anormalidad la debe informar al supervisor para que este ordene una revisin por el departamento de mantenimiento, adems de esto y mas importante es la parte humana, todos los jefes deben estar no solo supervisando la produccin sino saber cada persona como se encuentra, porque cuando los empleados no estn bienfsicao emocionalmente, lo mejor es que no trabajen, porque esto puede ocasionaraccidentes, y adems no producirn lo mismo. Adems en la empresa se harn capacitaciones constantes para asegurar que cada empleado tenga los conocimientos suficientes para reaccionar ante una situacin imprevista en su puesto de trabajo.Otra medida importante para asegurar la produccin es laseguridad industrial, evitar al mximo los accidentes, esto se logra concapacitaciny adems proporcionando todas las medidas deseguridaden las maquinas as como elementos de proteccin personal a los trabajadores. CONTROL POSTERIOR A LAS OPERACIONESEn este control lo que se hace es tomar mediciones al producto final, recogerdatosestadsticos de rechazo en la cadena de produccin para lograr corregir errores en la parte de la cadena de produccin que mas falle. Adems a varias piezas al azar se le realizaranensayosdestructivos con el fin de verificar las propiedades mecanicas del producto terminado. VERIFICACIN POR AUTO CONTROLComo ya lo haba mencionado antes esto tambin se realiza con capacitacin del personal, para que cada operario tenga la autonoma y el criterio para decidir cuando una pieza esta bien o esta mal y se la puede reparar o no, esto lo informara al supervisor de calidad y este ser el encargado de investigar en donde se cometi el error y cules fueron las causas. VERIFICACION FINALEs un control que se debe realizar al finalizar la produccin, esta verificacin es la ultima que se realiza al producto antes de salir a laventa, habr una persona encargada de tomar medidas y verificar la apariencia del producto, en esta revisin no deben aparecer errores de importancia ya que en todas las fases anteriores se ha revisado exhaustivamente el producto, si llegaran a aparecer errores de consideracin sera necesario revisar toda la cadena de produccin y reestructurarla porque esto significara que hay algn elemento que est fallando a lo largo de la produccin. EVALUACIN CUALITATIVA DE POST-VENTAEl departamento deventasy su jefe no solo estn encargados de atraer nuevos clientes y venderles losproductos, sino que adems de realizar toda la campaa demercadeodeben contactar a los clientes despus de hecha la compra para preguntarles como ha sido elcomportamientodel producto y si estn satisfechos con el o no, con estos datos deben realizar uninformemensual para saber si nuestros clientes estn satisfechos o no y saber si es necesario cambiar algn parmetro en el producto o sacar una nueva lnea para que todos los clientes estn satisfechos.Objetivos del control de calidad2.1 SATISFACCIN DEL CLIENTEEsto es elobjetivode toda empresa, tener clientes satisfechos que hagan buenapublicidadde la compaa y que sigan comprando nuestros productos. Para lograr esto es necesario tener un amplio portafolio de productos, una buenadistribucindel producto, un precio razonable y unservicioposventa que de confianza y garanta a todos los clientes.2.2 DETERMINAR LA CALIDAD OPTIMA PARA ESTABLECER ESPECIFICACIONESPara poder determinar la calidad optima tenemos que establecer tolerancias pequeas en elprocesode produccin, para que todos los productos no vayan a fallar, adems verificar las propiedades del producto una vez terminado para comprobar si resistir el trato al que va a ser sometido, para esto se realizaran pruebas computarizadas al diseo del producto, ya adems en ellaboratoriose someter una muestra de la produccin a pruebas que simulen el peor de los tratos que pueda ser recibido por la herramienta, se probara en cuantotiempose oxida, se empieza a corroer, cuantafuerzaes necesaria para doblarla o partirla, si el tornillo que ajusta la mandbula de la llave se desajusta rpidamente, si las mandbulas se desgastan con facilidad y si es capaz de resistir golpes y cadas sin averiarse.2.3 ASEGURAR CONTINUIDAD DE OPERACIONESPara asegurar la continuidad de las operaciones es necesario contar con repuestos para la maquinaria para que encaso de que llegue a fallar una mquina se pueda reparar rpidamente, adems es necesario contar son suficiente personal para que en caso de que alguna maquina llegue a fallar y no se pueda reparar inmediatamente, se pueda suplir la produccin con la maquinaria restante, trabajando 24 horas al da. Rotando los empleados mientras se puede volver al horario normal, en la planta se contar con planta elctrica a diesel para no parar la produccin cuando el fluido elctrico sea cortado.2.4 INSTRUIR ACERCA DE ERRORES COMETIDOSCada vez que en la produccin sea detectado un error, se proceder a establecer responsabilidades y se les dar la oportunidad a las personas de explicar lo que pas, despus de un anlisis de los ingenieros de produccin se proceder a redactar un documento donde quede constancia de lo ocurrido y se expliquen cuales fueron los errores cometidos, esto ser informado a los empleados para que no vuelvan a cometer el mismo error. En caso de que vuelva a ocurrir se sancionaran a las personas responsables.2.5 REDUCIR RESIDUOS A NIVEL ECONMICOTodo material sobrante, ya sea de mecanizado o de fundicin ser reciclado en recipientes diferentes, para fundirlo y utilizarlo nuevamente en la fabricacin del producto, adems se instruir al personal sobre elahorrode energa.Otro paso importante es tener bien planificada la produccin para terminarla a tiempo, justo antes de que elclientela vaya a retirar, para no ocupar espacio innecesariamente.Adems en la empresa se crearan brigadas de aseo que debern rotarse semanalmente para mantener el aseo y orden en toda la compaa, ya que as funciona ms rpido y mejor todos losprocesos.2.6 EVALUARMTODOSDE INSPECCIN PRESENTES Y ESTABLECERPROCEDIMIENTOS MEJORES Y MS EFECTIVOSEn lugar de realizar inspecciones una vez terminado el proceso, estas se realizaran a lo s largo de cadaprocedimientoy cada da se realizara lasupervisinen diferentes areas de a la empresa con el fin de tener vigilada toda la cadena de produccin. Adems de esto cada a operario est obligado a llenar un formato en el que debe escribir todas las caractersticas aa de la pieza que produjo y llegar a la conclusin si es una pieza que puede seguir la cadena a de produccin. Aparte de este formato todos los empleados deben llenar diariamente unos aregistrosde sus actividades y cuanto tiempo le llevo cada actividad para asi poder a determinar qu actividades son las que toman ms tiempo y establecer si es necesario a cambiar el proceso por otro ms eficiente o si es falta de habilidad del empleado2.7 COMPARAR EL NIVEL DE CALIDAD OBTENIDO CON EL DESEADOAl finalizar la produccin se revisaran todas las caractersticas del producto final y se examinaran todos los procesos que fueron llevados a cabo para su fabricacin, para poder con ello determinar su calidad final y saber si est acorde con las metas propuestas y si no es as determinar en qu parte del proceso se alteraron las caractersticas que hicieron fallar el producto, y poder corregir este error.Grficos de controlPara la realizacin de losgrficosde control tomamos 5 mediciones por muestra, como la produccin de la llave inglesa es algo compleja y lleva tiempo se toma una muestra cada dos das. Para efectos del anlisis de los grficos, tomamos un subgrupo de 20 muestras.La caracterstica a tener en cuenta es el esfuerzo mximo, que debe ser de entre 900 1050 MPa para el material usado y despus de los procesos a los cuales es sometido.La tabla de datos es la siguiente

Graficos X-R para la dureza latolerancia para la dureza del material es de 29 34 HRcTabla de Datos

Herramientas bsicas del control de calidadHISTOGRAMAEl siguiente histograma esta aplica al promedio de dureza de cada, muestra, como se observa en el grafico, los promedios de dureza estn dentro de los parmetros deseados.

DIAGRAMA DE PARETOEn el siguientediagramase ve la distribucin de todas las medidas de esfuerzo mximo de las muestras recogidas.

Capacidad de proceso

Conclusiones Las fases delcontrol de calidadson indispensables para hacer una buenaplaneacinde un producto. Siempre al producir algo lo primordial es tener en cuenta las necesidades del cliente Antes de empezar a producir es necesario aplicar un anlisis de capacidad de proceso, para saber si estamos en capacidad de producir lo que queremos o nos hace falta hacer ajustes. Para satisfacer de una mejor manera las exigencias del cliente se puede utilizar lafuncinQFD.Bibliografa www.qfdlat.com/ http://www.bohlerandina.com/ Control de calidad interno,Vargas Rodriguez Hectorhttp://www.monografias.com/trabajos88/control-de-calidad/control-de-calidad.shtml#ixzz3FADmhaIW

http://www.youtube.com/watch?v=2hoQ7MjBdxo

Formas y color:

Estado de Suministro Laminado con tratamiento trmico de bonificado, tolerancia DIN 1013 (Negro)Laminado sin tratamiento trmico de bonificado, tolerancia DIN 1013 (Torneado Calibrado)ForjadoComposicin qumica (% en peso)%C%Si%Mn%P%S%Cr%Mo

0.380.150.75--0.800.15

0.430.351.000.0350.0401.100.25

Densidad:7.87 g/cm (0.284 lb/in)Propiedades Mecnicas mnimas estimadas SAE J1397Tipo de proceso y acabadoResistencia a la traccinLmite de FluenciaAlarga/ en 2 (%)Reduccin de rea (%)Dureza (HB)Relacin de maquinabilidad1212 EF =100%

MPaPSIMPaPSI

Caliente y maquinado6148900042762000265718770

Estirado en frio703102000620900001850223

Templado y revenido*117217000010961590001650341-

* Slo como gua, pues dependen de variables como composicin qumica real, temperaturas de tratamiento, dimetro de la barra.Tratamientos Trmicos recomendados (Valores en C)ForjadoNormalizadoRecocidoTempladoRevenidoT Crtica aproximada

Ablanda/.RegeneracinAc1Ac3

1050-1200870 - 900680 720815 850Enfriar en horno830-850 Agua/Aceite500 - 650750790

CaractersticasAcero de baja aleacin al Cromo Molibdeno. Se suministra con o sin tratamiento de bonificado (temple y revenido). Se utiliza en forma general en la fabricacin de piezas de medianas dimensiones que requieran alta resistencia mecnica y tenacidad. Buena resistencia a torsin y fatiga. Buena maquinabilidad y baja soldabilidad.AplicacionesEs utilizado en piezas de medianas dimensiones que exigen elevada dureza, resistencia mecnica y tenacidad, tales como ejes, pasadores, cigeales, barras de torsin, engranajes de baja velocidad, tuercas y pernos sometidos a grandes esfuerzos, rboles de transmisin, mbolos, bielas y rotores.

INTRODUCCIONEl propsito que se persigue con este trabajo, es ampliar y tener un mayor conocimiento sobre los metales y el curso que estos siguen al ser fundidos a altas temperaturas.A pesar de que el conocimiento se adquiere con la practica basndose muchas veces en teoras a travs del tiempo, es importante leer y conocer, ampliar nuestra capacidad cerebral y obtener beneficios que en un maana nos servir para resolver conflictos y persuasiones de nuestra vida.Esperamos que este material resumido en importantes fragmentos sirva de provecho y que las conclusiones sean las mas atinadas.INDICE1. Fundicin2.Requisitosprincipales de un metal fundido antes del vaciado3. Clasificacin de hornos usados para la fusin4. Hornos para la fusin de metales.5. Tipos de Hornosusados enfundicin6. Convertidores7. Punto de fusin aproximado de metales8. Herramientas, equipos y medios auxiliares para la fundicin9. Vaciado de lingotes Vaciado de lingotes de acero Tipos de lingotes de acero Defectos del lingote de acero10. Vaciado en arena11. Otros procesos de vaciado12. Arena y Mezcla para moldeo13. Formacin granulomtrica y clasificacin de yacimientos14. Moldeo para fundicina) Materiales para moldeob) Tipos y clasificacin de los moldesc) Maquinas centrifugas de arenas1. Tipos15. Sistema de alimentacin Elementos Tipos16. Escoriadores o separadores de escorias Tipos17. Fundicin de Hierro Colado.FUNDICIONProductos carburados presentados o que se pueden presentar, despus de la solidificacin, eutctica (eutctica de cementita en las fundiciones blancas y eutctica con grafito laminar en los grises). En ausencia de otroselementosdistintos del carbono, este corresponde a c>1,7%. Este contenido limite varia con los demselementos, pero puede ser definido en funcin del anlisis qumico como la red de eutctica de cementita (o las plaquitas de grafito) se oponen a las deformaciones plsticas, estos productos son pocos o nada maleables.Es en esencia una aleacin hierro carbono que contiene eutctica.En las etapas iniciales de lamanufacturadel hierro y del acero, la fusin del metal no constitua una parte integral de proceso. El mineral se reduca qumicamente empleando carbn vegetal y la masa esponjosa. Resultante se forjaba para darle una consistencia compacta. La tcnica de la produccin de las altas temperaturas no haba avanzado lo suficientemente en una poca para hacer posible la fusin del hierro en una escala industrial, aun hoy en da, algunos metales como por ejemplo: el tungsteno, que tienen punto de fusin muy elevados, se producen mas convenientemente por mtodos de metalrgica de polvo. Sin embargo, en el grueso de la produccin metalrgica, la fusin y vaciado constituyen los pasos primarios de los procesos demanufactura.La introduccin de metales tales como el titanio en la esfera de las operaciones metalrgica, trajo consigo nuevas dificultades a resolver. El titanio fundido reacciona no solamente con la mayor parte de los gases, sino que tambin ataca a todos los refractarios artodoxos empleados en los hornos. El mtodo un tanto nuevo de fundir el titanio, por medio de un arco elctrico en un crisol de cobre enfriado por agua, es el que se emplea actualmente.REQUISITOSPRINCIPALES DE UN METAL FUNDIDO ANTES DEL VACIADO SON: Que su composicin qumica y pureza se haya mantenido durante la fusin. Que se encuentre a la temperatura de vaciado correcta.La obtencin de temperatura de vaciado correcta es sumamente importante si se vaca el metal o la aleacin a una temperatura demasiado baja puede no fluir adecuadamente y no llenar todas las regiones del molde y en el mejor de los casos se puede resultar un vaciado con numerosas rechupes.El uso de una temperatura de vaciado innecesariamente alta por otra parte puede conducir a una fusin gaseosa y la formacin de burbujas en el vaciado resultante.Durante la fusin pueden ocurrir cambios en la composicin de la carga, es probable que esto suceda cuando uno de los ingredientes es voltil a la temperatura de vaciado de la aleacin.La fuente mas comn de impurezas durante un proceso de fusin es el combustible o los productos de la combustin.Segn (Ballay) podemos clasificar en cuatro grupos una serie de fundiciones especiales que respondan a necesidades muy variadas: Fundicin grises y metlicas Fundicin blancas especiales Fundiciones refractarias Fundiciones resistentes a la corrosin.CLASIFICACION DE LOS HORNOS usado para lafusin:Los hornos que se usan para fundir metales y sus aleaciones varan mucho en capacidad y diseo. Varan desde los pequeos hornos de crisol que contienen unos cuantos kilogramos de metal a hornos de hogar abierto hasta 200 toneladas de capacidad. El tipo de horno usado para un proceso de fundicin queda determinada por los siguientes factores: Necesidades de fundir la aleacin tanrpidamentecomo sea posible y elevarla a la temperatura de vaciado requerida. La necesidad de mantener tanto la pureza de la carga, como precisin de su composicin. La produccin requerida del horno. El costo de operacin del horno.LOS HORNOS PARAFUSIONDE METALES:Pueden clasificarse convenientemente en cuatro grupos principales, segn el grado de contacto que tenga lugar entre la carga y combustible o sus productos de combustibles. Hornos en los cuales la carga se encuentra en contacto intimo con el combustible y los productos de combustin. El horno mas importante en este grupo es el de cubilote. Hornos en los que la carga esta aislada del combustible pero en contacto con los productos de la combustin. Este tipo de hornos es el horno hogar abierto para la fabricacin de acero. Hornos en que la carga se encuentra aislada tanto del combustible como de los productos de la combustin. El principal es el horno que se emplea un crisol que puede calentarse ya sea por coque, gas o petrleo. Hornos elctricos. Pueden ser de tipo de acero o de induccin.TIPOS DE HORNOSUSADOS ENFUNDICION: El cubilote de fundicin. Los hornos de reversos. Hornos rotatorios. Hornos de crisol. Hornos de crisol de tipo sosa. Hornos basculantes. Hornos de aire. Hornos elctricos. Pueden ser de acero o de induccin.Convertidores:no es fundamentalmente un horno de fusin, aun cuando se use en la produccin de acero paramanufacturade vaciado.PUNTO DEFUSIONAPROX. DE LOS METALES:Los metales se funden a diferentes temperaturas.La tabla siguiente muestra los puntos de fusin de los metales mas comunes.METALESPUNTO DEFUSION

Estao240C (450F)

Plomo340C (650F)

Cinc420C (787F)

Aluminio620-650C (1150-1200F)

Bronce880-920C (1620-1680F)

Latn930-980C (1700-1800F)

Plata960C (1760F)

Cobre1050C (1980F)

Hierro fundido1220C (2250F)

Metal monel1340C (2450F)

Acero de alto carbono1370C (2500F)

Acero medio para carbono1430C (2600F)

Acero inoxidable1430C (2600F)

Nquel1450C (2640F)

Acero de bajo carbono1510C (2750F)

Hierro forjado1593C (2900F)

Tungsteno3396C (6170F)

HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y MEDIOS AUXILIARES PARA LA FUNDICION:Durante la ejecucin de los diversos trabajos que el obrero moldeador o fundidor realiza en la fabrica, sean artesanales o con algn desarrollo, es necesario utilizar distintos tipos de herramientas manuales para formar los moldes.Tipos de herramientas:1. palas1. picos y horquillas1. reglas1. agujas de ventilar1. paletas de alisar1. alisadores1. esptulas1. puntas o extractores de moldeo1. martillos y macetas1. mordaza o presillasEQUIPOS DE MOLDEOBajo el nombre de equipos de moldeo se designan a todos los tipos de herramientas y medios que dispone el taller de moldeo, fundicin o fabrica para realizar diferentes trabajos.1. pisones o atacadores1. pisonesneumticos.Medios auxiliares:1. cribas atomices1. pulverizadores1. fuelle de mano1. estuches para herramientas.VACIADOS DE LINGOTESCuando debe producirse un metal en forma forjado?, primero se vaca como un lingote de forma y tamao adecuados para su proceso en la planta de que se disponga. Aun cuando el acero se vaca en lingotes de seccin aproximadamente cuadrada las aleaciones no ferrosas frecuentemente se vacan como placas planas, que se lamina para formar cinta o laminas, barras para la produccin de alambre, y bilets cilindros para extruir secciones.Vaciado de lingotes de acero: cuando la carga de un horno productor esta lista se vaca en una cuchara llenadora que ha sido llevada a la plataforma de llenado por medio de una gra viajera elctrica. la cuchara es un recipiente de acero cubierto con refractario y equipada con un mun en cada lado, que sirven para levantarla con el objeto de que la escoria que flota en la superficie del acero fundido no entre a los lingotes , la carga vaca por el fondo de la cuchara.Cuando ha sido vertido el acero fundido en la cuchara puede dosificarse con ferromagnesio, ferrosilicio o aluminio, entonces se le permite reposar por un tiempo para que la escoria y otros materiales no metlicos floten en la superficie, despus de lo cual es vaciado a moldes para lingotes.Tipos de lingotes de acero:1. colmado1. semicolmado1. efervescente.Defectos de los lingotes de acero:Los defectos que comnmente se encuentran en los lingotes de acero se pueden clasificar en dos grupos principales: los que ocurren interiormente los que se manifiestan sobre o muy cerca de la superficie.Otras fallas son el resultado de una mala operacin y pueden ser eliminadas completamente corrigiendo errores en los procesos de fundido o de vaciado.VACIADOS EN ARENAA parte de los metales metalrgicos formados por mtodos en que interviene la metalurgia de polvos, los metales y las aleaciones se funden primero y luego se vacan en un molde de forma predeterminada. En algunos casos, el molde puede ser de forma simple obtenindose lingote que subsecuentemente se forma plsticamente por forjado, laminado o extrusin.Pasosbsicosen un proceso de vaciado de arena:Requiere primero del moldeo en arena de fundicin, alrededor de un patrn adecuado de tal manera que este pueda retirarse, dejando un cavidad de la forma requerida en arena. Para facilitar este procedimiento, el molde de arena se divide en dos o mas partes.En vaciados de formas simples, puede usarse un molde de dos partes, en el que cada mitad esta contenida en un marco en forma de caja.Defectos en los vaciados de arena:Los defectos pueden presentarse por fallas tcnicas que se pueden clasificar bajo los siguientes encabezados: Mala practica en la fusin. Mala practica en el vertido. Moldeo pobre. Diseo incorrecto del moldeo, composicin incorrecta del metal.Si un vaciado tiene cargadores inadecuados los efectos de fechupe se pueden manifestar como porosidad interna, cavidades, o bien, en la forma de depresiones en la superficie del vaciado, como se ha indicado antes.1. las burbujas1. las inclusiones1. los pliegues fros1. roturas en calientes.Otros procesos de vaciado:Existen muchos procesos de vaciado de aplicacin comparativamente especializada, en este caso mencionaremos los tres mas importantes: Vaciado centrifugo Vaciado semicentrifugo Centrifugo.ARENA Y MEZCLA PARA MOLDEOLa arena es el material bsico que emplea el moldeador para confeccionar sus moldes, para los diversos tipos de metales y aleaciones que usualmente se producen en los talleres y fabricas de produccin.La planta centralizadora de arena ubicada en un taller o fabrica suministra arenas ya preparadas mediante un sistema de cintas transportadoras a las distintas secciones del moldeo, a travs de los depsitos y tolvas de almacenaje, situados en mayor altura y que reciben continuamente la arena usada para acondicionarla nuevamente.Distintos tipos de arenas para moldeo:1. Arena Verde:es una arena hmeda, es decir, que se ha secado.1. Arena seca:es aquella a la que se le ha eliminado toda la humedad antes de efectuar la colada, mediante el secado de enfurtas.1. Arenas de revestimiento o de contacto:es la que se apisona contra la cara del moldeo y una vez extrado este, formar la capa interna del molde.1. Arena de relleno:procede de los moldes ya colados y vuelve nuevamente a utilizarse despus de preparada para rellenar el molde durante el moldeado.Otros tipos de arena son:1. Arena negra1. Arena sinttica1. Arena naturales1. Arena para machos1. Arena al aceite.FORMACION GRANULO METRICA Y CLASIFICACION DEYACIMIENTOSLas cuencas para la fundicin estn constituidas en general por granos de cuarzo asociados a alguna clase de arcilla y es frecuente que contengan otros minerales en pequeas cantidades como el feldespato.La naturaleza de estos minerales depende de la roca de la que se origino la arena.El color de las arenas varia entre el blanco puro y el rojo oscuro o pardo segn las impurezas que contengan.De acuerdo con los criterios manejados podemos dar a las arenas una clasificacin atendiendo al agente principal que influyo en su formacin en los depsitos que actualmente se conoce. Arenas arrastradas por el viento. Arenas de ros o fluviales. Arenas de lagos. Arenas de desembocaduras. Arenas de playas. Arenas de glaciares.MOLDEO PARA FUNDICION.Materiales para moldeo:Para la confeccin de modelos se emplean materiales muy variados como son:1. maderas1. los metales blandos1. las aleaciones de aluminio1. el hierro1. el latn1. el yeyo1. los plsticos, la goma y otros compuestos.Cada material tiene caractersticas especiales que deben tenerse en cuenta al emplearse en un modelo.-Tipos yclasificacinde los modelos:Los modelos como su nombre lo indica son la representacin genrica de las piezas y estn destinados a reproducir en negativo su forma en el molde de arena, para luego ser llenado con aleacin liquida y obtener la representacin real de una pieza o perfil deseado.1. Modelos enterizos sencillos.1. Modelos enterizos complejos.1. Modelos divididos o partidos.1. Modelos divididos complejos.1. Modelos internos o caja de macho.Maquina centrifugadoras de arena:Se basan todas en el mismo principio; lanzar al espacio por un mecanismo cualquiera la arena que se quiera desmenuzar, de modo que tal partes gruesas se desintegran por la accin de la resistencia.Tipos: Desintegrado centrifugo. Centrifugador de cinta.SISTEMA DE ALIMENTACIONEl llenado de un molde con metal o aleacin liquida es una operacin importante y cuidadosa para obtener piezas sanas con buena estructura.Para llevar el metal o aleacin liquida al interior de un molde es preciso dotarlo con los correspondiente conductos de colada que unidos entre si contribuyen a que este fluya a la cavidad interna.Elementos del sistema dealimentacin:Se llama sistema de alimentacin al conjunto de tazas de colada, canales, respiraderos y mazarotes que unidos entre si conducen el metal o aleacin liquida a la cavidad interna del moldeo.Tipos de elementos que integran el sistema de alimentacin para un molde de arena cualquiera: Taza de colada Taza de colada cnica tradicional Taza en forma de tacn de escorias Taza de colada con fondo plano Taza de colada anulares Taza de colada de doble comunicacin externa.Escoriadores o separadores de escorias:Es el canal distribuidor intermedio de seccin generalmente trapezoidal que une el orificio de bajada con los canales de admisin a la pieza.Tipos: Escoriador en zigzag Escoriador con cambio de direccin Separador de escoria con macho filtro Escoria con trampa angular.FUSION DE HIERRO COLADOEn esta fusin el cubilote se emplea en mayores escala que cualquier clase de horno. El tamao del cubilote generalmente se expresa en funcin del dimetro interno al nivel de las toberas. Esa dimensin rige al rea transversal de la zona de fusin y el ritmo de fusin en toneladas por hora.La carga metlica al cubilote consiste de hierro, en lingote, pedacera de la fundicin, pedacera de hierro fundido comprando algunas veces pedecera de hierro.El hierro lingote de alto horno se vaca, ahora generalmente dentro de moldes metlicos en maquinarias adecuadas.El coque usado como combustible en el cbilo debe ser de una variedad dura y densa con un contenido de cenizas no superior al 10% y un contenido de azufre de 10% como mximo.Una vez fundido la primera carga de metal , la altura de la cama de coque reducir en unos 15 cm. este coque quemado de la cama debe ser sustituido por una carga de coque o capa que sigue a la carga de metal.Algunas veces se agregan pequeas cantidades de feldespato con a caliza. Este es un mineral qumicamente neutro, que se funde a bajas temperaturas y ayuda as a producir una escoria mas fluida en el cubilote.BIBLIOGRAFIA Ingeniera MetalrgicaTomo IIPor: Raymundo A. Higgins. Tecnologa de moldeo de fundicinPor: Luis A. Olivia. MetalrgicaPor: Luigi Losana.

VACIADO EN ARENAEl proceso tradicional es la fundicin enarena, por ser sta un materialrefractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada conarcilla, adquiere cohesin y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar losgases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.La fundicin en arena consiste en colar un metal fundido, tpicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latn y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.Para la fundicin con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente ms pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotacin del molde", que ocurre cuando la presin del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.Diseo del modeloLa fundicin en arena requiere un modelo a tamao natural de madera, plstico y metales que define la forma externa de la pieza que se pretende reproducir y que formar la cavidad interna en el molde.Lo que atae a los materiales empleados para la construccin del modelo, se puede emplear desdemadera o plsticos como el uretano y elpoliestireno expandido (EPS) hasta metales como elaluminio o el hierro fundido.Para el diseo del modelo se debe tener en cuenta una serie de medidas derivadas de la naturaleza del proceso de fundicin:

Debe ser ligeramente ms grande que la pieza final, ya que se debe tener en cuenta la contraccin de la misma una vez se haya enfriado a temperatura ambiente. El porcentaje de reduccin depende del material empleado para la fundicin.A esta dimensin se debe dar una sobremedida en los casos en el que se d un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta.Las superficies del modelo debern respetar unosngulos mnimos con la direccin de desmoldeo (la direccin en la que se extraer el modelo), con objeto de no daar el molde de arena durante su extraccin. Este ngulo se denominangulo de salida. Se recomiendan ngulos entre 0,5 y 2.Incluir todos los canales de alimentacin ymazarotas necesarios para el llenado del molde con el metal fundido.Si es necesario incluirportadas, que son prolongaciones que sirven para la colocacin del macho.Los moldes, generalmente, se encuentran divididos en dos partes, la parte superior denominadacopey la parte inferior denominadadragaque se corresponden a sendas partes del molde que es necesario fabricar. Los moldes se pueden distinguir:Moldes de arena verde: estos moldes contienen arena hmeda.Moldes de arena fra: usa aglutinantes orgnicos e inorgnicos para fortalecer el molde. Estos moldes no son cocidos en hornos y tienen como ventaja que son ms precisos dimensionalmente pero tambin ms 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 metlicas que tpicamente se utilizan con estos moldes son el latn, el hierro y el aluminio.Las etapas que se diferencian en la fabricacin de una pieza metlica por fundicin en arena comprende:Compactacinde laarena 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 encajarn perfectamente.Actualmente se realiza el llamado moldeo mecnico, consistente en la compactacin de la arena por medios automticos, generalmente mediante pistones (uno o varios)hidrulicos oneumticos.Colocacin del macho o corazones. Si la pieza que se quiere fabricar es hueca, ser necesario disponer machos, tambin llamados corazones que eviten que el metal fundido rellene dichas oquedades. Los machos se elaboran con arenas especiales debido a que deben ser ms resistentes que el molde, ya que es necesario manipularlos para su colocacin 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 fabricacin de una pieza y tambin su coste.Vertido del material fundido. La entrada del metal fundido hacia la cavidad del molde se realiza a travs de la copa o bebedero de colada y varios canales de alimentacin. Estos sern eliminados una vez solidifique la pieza. Los gases y vapores generados durante el proceso son eliminados a travs de la arena permeable.Enfriamiento y solidificacin. Esta etapa es crtica de todo el proceso, ya que un enfriamiento excesivamente rpido puede provocar tensiones mecnicas en la pieza, e incluso la aparicin de grietas, mientras que si es demasiado lento disminuye laproductividad. Adems un enfriamiento desigual provoca diferencias de dureza en la pieza. Para controlar la solidificacin de la estructura metlica, es posible localizar placas metlicas enfriadas en el molde. Tambin se puede utilizar estas placas metlicas para promover una solidificacin direccional. Adems, para aumentar la dureza de la pieza que se va a fabricar se pueden aplicar tratamientos trmicos o tratamientos de compresin.Desmoldeo. Rotura del molde y extraccin de la pieza. En el desmoldeo tambin debe retirarse la arena del macho. Toda esta arena se recicla para la construccin de nuevos moldes.Desbarbado. Consiste en la eliminacin de los conductos de alimentacin, mazarota y rebarbas procedentes de la junta de ambas caras del molde.Acabado y limpiezade los restos de arena adheridos. Posteriormente la pieza puede requerirmecanizado,tratamiento trmico, etc.

2.2.6 FUNDICIN EN MOLDE PERMANENTELa desventaja econmica de cualquiera de los procesos con molde desechable es la necesidad deun nuevo molde para cada fundicin. En la fundicin con molde permanente, el molde se reutiliza muchasveces. En esta seccin analizaremos la fundicin en molde permanente, tratndola como un procesobsico del grupo de procesos que utilizan moldes reutilizables.La fundicin en molde permanente usa un molde metlico construido en dos secciones queestn diseadas para cerrar y abrir con precisin y facilidad. Los moldes se hacen comnmente de aceroo hierro fundido. La cavidad junto con el sistema de vaciado se forma por maquinado en las dos mitadesdel molde a fin de lograr una alta precisin dimensional y un buen acabado superficial. Los metales quese funden comnmente en molde permanente son: aluminio, magnesio, aleaciones de cobre y hierrofundido, Sin embargo, el hierro fundido requiere una alta temperatura de vaciado, 1250 C a 1500 C, locual acorta significativamente la vida del molde. Las temperaturas ms altas de vaciado para el acero,hacen inapropiado el uso de moldes permanentes para este metal, a menos que se hagan en moldes dematerial refractario.En este proceso es posible usar corazones para formar las superficies interiores del producto defundicin. Los corazones pueden ser metlicos, pero su forma debe permitir la remocin de la fundicin, odeben ser mecnicamente desmontables para permitir esta operacin. Si la remocin del coraznmetlico es difcil o imposible se pueden usar corazones de arena, en este caso el proceso de fundicines frecuentemente llamado fundicin en molde semipermanente.FIGURA 2.18 Pasos en la fundicin en molde permanente: (1) el molde se precalienta yse recubre; (2) se insertan los corazones (en su caso) y se cierra el molde; (3) el metalfundido se vaca en el molde y (4) el molde se abre. La parte terminada se muestra en(5).Capitulo IIUMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa Ing. Mecnica Tecnologa Mecnica II83Los pasos en el proceso de fundicin con molde permanente se describen en la figura 2.18. Losmoldes se precalientan primero para prepararlos, y se roca la cavidad con uno o ms recubrimientos. Elprecalentamiento facilita el flujo del metal a travs del sistema de vaciado y de la cavidad. Losrecubrimientos ayudan a disipar el calor y a lubricar la superficie del molde para separar fcilmente lafundicin. Tan pronto como solidifica el metal, el molde se abre y se remueve la fundicin. A diferenciade, los moldes desechables, los moldes permanentes no se retraen, as que deben abrirse antes de queocurra la contraccin por enfriamiento a fin de prevenir el desarrollo de grietas en la fundicin.Las ventajas de la fundicin en molde permanente incluyen buen acabado de la superficie y controldimensional estrecho, como ya se mencion. Adems, la solidificacin ms rpida causada por el moldemetlico genera una estructura de grano ms fino, de esta forma pueden producirse fundiciones msresistentes. El proceso est limitado generalmente a metales de bajo punto de fusin. La manufactura deformas geomtricas ms simples que las fundidas en molde de arena (debido a la necesidad de abrir elmolde) constituye otra limitacin, adems del costo. Debido al costo sustancial del molde, el proceso seadapta mejor a producciones de alto volumen que pueden automatizarse. Las partes tpicas que seproducen con proceso de molde permanente incluyen pistones automotrices, cuerpos de bombas yciertas fundiciones para aviones y proyectiles.Fundicin hueca La fundicin hueca es un proceso de molde permanente en el cual se forma unhueco al invertir el molde, despus que el metal ha solidificado Parcialmente en la superficie del molde,drenando as el metal lquido del centro. La solidificacin empieza en las paredes relativamente fras delmolde y progresa con el tiempo hacia la parte media de la fundicin (seccin 2.1.3). El espesor del cascose controla por el tiempo que transcurre antes de drenar. La fundicin hueca se usa para hacer estatuas,pedestales de lmparas y juguetes a partir de metales de bajo punto de fusin como plomo, zinc yestao. En estos artculos lo importante es la apariencia exterior, pero la resistencia y la geometrainterior de la fundicin no son relevantes.2.2.7 FUNDICIN A PRESINLa fundicin a presin es un proceso que necesariamente utiliza moldes permanentes y se puedeclasificar en: fundicin a baja presin, fundicin con molde permanente al vaci y fundicin en dados.Fundicin a baja presin En el proceso de fundicin con molde permanente bsico y en lafundicin hueca, el flujo de metal en la cavidad del molde es causado por la gravedad. En la fundicin abaja presin, el metal lquido se introduce dentro de la cavidad a una presin aproximada de 0.1 MPa,aplicada desde abajo, de manera que el metal fluye hacia arriba como s, ilustra en la figura 2.19. Laventaja de este mtodo sobre el vaciado tradicional es que se introduce en el molde un metal limpiodesde el centro del crisol, en lugar de un metal que ha sido expuesto al aire. Lo anterior reduce laporosidad producida por el gas y los defectos generados por la oxidacin, y se mejoran las propiedadesmecnicas.Capitulo IIUMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa Ing. Mecnica Tecnologa Mecnica II84FIGURA 2.19 Fundicin a baja presin. El diagrama muestra cmo se usa la presin delaire para forzar el metal fundido, dentro de la cuchara de colada, hacia la cavidad molde.La presin se mantiene hasta que solidifica la fundicin.Fundicin con molde permanente al vaco La fundicin con molde permanente al vaci es unavariante de la fundicin a baja presin en la cual se usa vaco para introducir el metal fundido en lacavidad del molde. La configuracin general del proceso es similar a la operacin de fundicin a bajapresin. La diferencia es que se usa la presin reducida del vaco en el molde para atraer el metal lquidoa la cavidad, en lugar de forzarlo por una presin positiva de aire desde abajo. Los beneficios de latcnica al vaco, en relacin con la fundicin a baja presin, son que se reduce la porosidad del aire y losefectos relacionados, obteniendo una mayor resistencia del producto de fundicin.La fundicin en dados es un proceso de fundicin en molde permanente en el cual se inyecta elmetal fundido en la cavidad del molde a alta presin. Las presiones tpicas son de 7 a 350 MPa. Lapresin se mantiene durante la solidificacin; posteriormente, el molde se abre para remover la pieza. Losmoldes en la operacin de fundicin se llaman dados, de aqu el nombre de fundicin en dados. El uso dealta presin para forzar al metal dentro de la cavidad del dado es la caracterstica ms notable quedistingue a este proceso de otros en la categora de molde permanente.Las operaciones de fundicin en dados se llevan a cabo en mquinas especiales. Las mquinasmodernas de fundicin en dados estn diseadas para mantener un cierre preciso de las dos mitades delmolde y mantenerlas cerradas, mientras el metal fundido permanece a presin dentro de la cavidad. Laconfiguracin general se muestra en la figura 2.20Capitulo IIUMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa Ing. Mecnica Tecnologa Mecnica II85FIGURA 2.20 Configuracin general de una mquina de fundicin en dados (cmarafra).Existen dos tipos principales de mquinas de fundicin en dados: 1) de cmara caliente y 2) decmara fra; sus diferencias radican en la forma en que se inyecta el metal a la cavidad.FIGURA 2.21 Ciclo de la fundicin en cmara caliente: (1) el metal fluye en la cmaracon el dado cerrado y el mbolo levantado; (2) el mbolo fuerza al metal de la cmara afluir hacia el dado, manteniendo la presin durante el enfriamiento y la solidificacin, y (3)se levanta el mbolo, se abre el dado y se expulsa la parte solidificada. La parteterminada se muestra en (4).Capitulo IIUMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa Ing. Mecnica Tecnologa Mecnica II86En las mquinas de cmara caliente, el metal se funde en un recipiente adherido a la mquina yse inyecta en el dado usando un pistn de alta presin. Las presiones tpicas de inyeccin son de (7 a 35MPa). La fundicin se resume en la figura 2.21. Son velocidades caractersticas de produccin de hasta500 partes por hora. La fundicin en dados con cmara caliente impone una dificultad especial en elsistema de inyeccin, porque gran parte de dicho sistema queda sumergido en el metal fundido. Por esacausa, las aplicaciones del proceso quedan limitadas a metales de bajo punto de fusin que no atacanqumicamente al pistn y a otros componentes mecnicos. Estos metales incluyen al zinc, al estao, alplomo y algunas veces al magnesio.En las mquinas de fundicin en dados con cmara fra, el metal fundido procedente de uncontenedor externo para colar, se vaca en una cmara sin calentar y se usa un pistn para inyectar elmetal a alta presin en la cavidad del dado. Las presiones de inyeccin usadas en estas mquinas vantpicamente (14 a 140 MPa). El ciclo de produccin se explica en la figura 2.22. La velocidad de ciclo noes tan rpida con respecto a las mquinas de cmara caliente, debido a que es necesaria una cuchara decolada para vaciar el metal lquido desde una fuente externa en la cmara. Sin embargo, este proceso defundicin es una operacin de alta produccin. Las mquinas de cmara fra se usan tpicamente parafundiciones de aluminio, latn y aleaciones de magnesio. Las aleaciones de bajo punto de fusin (zinc,estao, plomo) pueden tambin fundirse en mquinas de cmara fra, pero las ventajas del proceso decmara caliente favorecen ms el uso de estos metales.FIGURA 2.22 Ciclo de la fundicin en cmara fra: (1) se vaca el metal en la cmara conel dado cerrado y el pisn retrado; (2) el pisn fuerza al metal a fluir en el dado,manteniendo la presin durante el enfriamiento y la solidificacin; y (3) se retrae el pisn,se abre el dado y se expulsa la fundicin. El sistema de vaciado est simplificado.Capitulo IIUMSS Facultad de Ciencias y Tecnologa Ing. Mecnica Tecnologa Mecnica II87Los moldes que se usan en operaciones de fundicin en dados se hacen generalmente con acerode herramienta y acero para moldes refractarios. El tungsteno y el molibdeno con buenas cualidadesrefractarias tambin se utilizan, especialmente en los intentos para fundir el acero y el hierro en dados.Los dados pueden tener una cavidad nica o mltiple. Los dados de cavidad nica se muestran en lasfiguras 2.21 y 2.22. Se requieren pernos expulsores para remover la parte del dado cuando ste se abre,como se muestra en los diagramas. Estos pernos empujan la parte de manera que puedan removerse dela superficie del dado. Tambin es necesario rociar lubricantes en las cavidades para prevenir el pegado.Como los materiales del dado no tienen porosidad natural y el metal fundido fluye rpidamente en el dadodurante la inyeccin, se deben construir barrenos o vas de paso en el plano de separacin de los dadospara evacuar el aire y los gases de la cavidad. Aun cuando los orificios son bastante pequeos, se llenancon el metal durante la inyeccin, pero ste debe quitarse despus. Tambin es comn la formacin derebabas en lugares donde el metal lquido a alta presin penetra entre los pequeos espacios del planode separacin o en los claros alrededor de los corazones y de los pernos expulsores. La rebaba deberecortarse de la fundicin junto con el bebedero y el sistema de vaciado.Las ventajas de la fundicin en dados incluyen: 1) altas velocidades de produccin; 2) soneconmicas para volmenes grandes de produccin; 3) son posibles tolerancias estrechas, del orden de 0.076 mm en partes pequeas; 4) buen acabado de la superficie; 5) son posibles secciones delgadashasta cerca de 0.05 mm y 6) el enfriamiento rpido proporciona a la fundicin granos de tamao pequeoy buena resistencia. Las limitaciones de este proceso, adems de los metales que maneja, son larestriccin en la forma de las piezas. La geometra d la parte debe ser tal que pueda removerse de lacavidad del dado.