Procesos Metalurigicos 7-Original

7/31/2019 Procesos Metalurigicos 7-Original

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Instituto Superior Tecnolgico TECSUP

Laboratorio de Procesos Metalrgicos I

Informe N 7

Ttulo de la Prctica:

Proceso de Colada

Grupo N 2

Alumno: Cdigo:

Romero Toribio, Gerald 103384

Profesor:

Corcuera Urbina, Juan Agustn

Objetivo:

Realizar el proceso de moldeo por colada de una Metal de bajo punto de fusin en un molde de arenausando solo la fuerza de la gravedad.

Conocer la ventajas que presenta este modelo y observar las variables que presenta al momento deformar la pieza fundida.

Estudiar la tcnica necesaria para la fabricacin de la pieza fundida. Proponer materiales de fabricacinde la pieza, que cumpla con las funciones que ella va a desempear.

Fecha de Realizacin:

28 de Mayo de 2012

Lima, 9 de Juniode 2012


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Procesos Metalrgicos I 2012

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NDICE

NDICE ......................................................................................................................................................... 2

1. INTRODUCCION .............................................................................................................................. 32. METODOLOGA SEGUIDA ............................................................................................................... 5

3. PRESENTACIN DE RESULTADOS ................................................................................................... 8

4. Discusin de resultados .................................................................................................................. 9

5. Cuestionario ................................................................................................................................. 10

6. Conclusiones................................................................................................................................. 12

Bibliografa ............................................................................................................................................... 12


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EXPERIMENTO N 7

CASTING PROCESS

ABSTRACT

Overview of melting and casting.

After due verification, design for modelers, if the model has to be wood or a mechanic eat if

constructed of metal. In collaboration with the foundry, the modeler or the mechanic or the modeler

build the model taking into account the molding system adopt the smelter, the degree of contraction

of the metal and the thickness of mechanization. If the piece has to have a hole inside the modeler will

also corresponding core box, souls, cores or cores.

The model is the part that is intended to reproduce, but with some modifications due to the nature of

the casting process:

It should be slightly larger than the final piece, since it must take account of the contractiononce it has cooled to room temperature. The percentage of reduction depends on the material

used for casting.

This dimension should be given to an extent on where you are given an additional process orfinish machining by chip removal.

The model surfaces must comply with the minimum angles pull direction (the direction inwhich you extract the model) in order not to damage the sand mold during removal. This angle

is called the angle of exit. Recommended angles between 0.5 and 2 .

Include all feed channels and risers necessary for filling the mold with molten metal. If necessary include covers, which are extensions that are used for the placement of the male.1. INTRODUCCION

PROCESO DE COLADA

El molde puede ser

Perdido (transitorio) En este caso el molde se hace comprimiendo arena de fundicin alrededor delmodelo colocando en el interior un bastidor adecuado llamado caja despus de la colada; se levanta la

caja y se rompe el molde para extraer la pieza. Para hacer otra pieza es necesario rehacer el molde.

Permanente: En este caso el molde se prepara sin ayuda de modelo alguno labrando directamente ennegativo la pieza en uno o varios bloques de metal (generalmente hierro fundido o acero ) que viene a

constituirla coquilla que dura numerosas fundiciones algunas veces los moldes permanentes se hacen

de yeso, de modo que sirvan para varias coladas con solo leves reparaciones cuando la pieza ha de tener

huecos interiores el noyero con la caja de machos u otros utensilio , hace los machos o noyos

convenientes .Los moldes perdidos son aptos para la colada de toda clase de metales y para piezas de

cualquier dimensin ; en cambio , los moldes permanentes en coquilla se adaptan especialmente para

fundir pequeas piezas sencillas y en gran numero de un modo particular para metales de bajo grado de


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fusin (aleaciones de cobre de aluminio , de cinc , de plomo o similares ).Los moldes de coquilla

confieren en algunas aleaciones (por ejemplo al hierro fundido).Caractersticas mecnicas especiales (

un grado de dureza muy elevado) por que modifican profundamente su estructura ; por ello se emplean

para la colada de piezas que han de estar sometidas a un fuerte desgaste , como los cilindros de

maquinas laminadoras , ruedas para ferrocarriles , bancadas para maquinas y herramienta , etc. Si las

pieza de hierro fundido obtenido de los moldes de coquilla han de ser trabajadas posteriormente enmquinas de herramienta deben ser sometidas a un oportuno tratamiento trmico ( por ejemplo , los

tubos centrifugados)

Preparacin de las arenas.

Para los moldes perdidos es necesario preparar la arena, aadindoles las materias adecuadas para que

adquieran las propiedades convenientes para el buen xito de la colada. Estas propiedades son:

permeabilidad, cohesin, refractariedad, dureza, etc.

Preparacin de la coquilla.

Para los moldes permanentes, hay que construir la coquilla mediante operaciones mecnicas de

torneado, fresado, etc., y prepararla para la colada recocindola y recubrindola con una capa de barniz

protector

Retoque del molde.

Hecho el molde es necesario levantar la caja extraer el molde, perfilar y asentar las partes arrancadas,

colocar los eventuales machos destinados a formar los huecos en el interior de las piezas, y volverlo a

cerrar, incluso en los moldes de coquilla hay que colocar los machos (metlicos o de arena antes decerrarlos de nuevo) .Esta operacin recibe el nombre de retoque de molde o recomposicin de la forma.

Preparacin del metal fundido

El metal se alentara a temperatura de fusin, es decir se reducir del estado slido al lquido. Esta

operacin puede realizarse en un horno de combustible o en un horno elctrico, cada tipo de horno

posee sus caractersticas, sus ventajas, sus inconvenientes, sus exigencias y sus aplicaciones particulares.

Colada

Cuando el molde esta repasado y cerrada slidamente de modo que resista la presin metalosttica se

puede introducir en el mismo el metal fundido a travs de uno o ms aberturas de colada (bebedero)

previamente dispuestos en el molde.


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Solidificacin y enfriamiento.

Despus de la colada, se debe esperar que la pieza se solidifique y se enfre en el molde .Las piezas

pequeas de molde especial las que se vacan en moldes de coquilla, se solidifican y enfran en pocos

instantes. Las mayores, coladas en moldes de arena requieren algunas horas ms o menos, segn sus

dimensiones en cuanto a las piezas macizas de gran tamao no son accesibles a las operacionesposteriores ms que al cabo de algunos das.

Desmoldeo

Cuando la pieza se ha solidificado y enfriado hasta el punto de poder ser manipulada sin peligro, se

procede al desmoldeo, bien se trate de coquillas o de cajas. Para realizar esta operacin, despus de

levantar la caja se rompe el molde de arena con martillos o barras adecuadas. Los moldes permanentes

de yeso y las coquillas metlicas solo han de abrirse ya que, despus de sacada la pieza, deben ser

utilizados nuevamente.

2. METODOLOGA SEGUIDAMateriales y equipos

Modulo de fundicin. Set N1 Mechero Fisher Guantes Lonas de jebe Brochas Pie de rey Soporte Aleacin o metal de bajo punto de fusin

Procedimiento

Para el inicio de la prctica en el laboratorio, a la arena del molde para fundicin se le hace

humedecer hasta te obtenga cierta consistencia para comenzar a realizar los siguientes

procedimientos.


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Se procedi a identificar los equipos y materiales que contenan nuestro maletnseguidamente se nos indico el modelo que debamos preparar para un posteriormoldeo con estao.

Fig. 01 Materiales dentro del maletn Fig.N2 Modelo a preparar

Luego se procedi a preparar el molde con el modelo que se nos indico una vezagregado el talco se comenz a tapar con la arena hmeda, para este paso se tuvo queponer una especie de tubo por donde ingresara nuestro metal fundido.

Fig. N3 Se comenz a agregar eltalco

Fig. N4 se llena talco al corazn


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Luego se procede a retirar el molde y comenzar a llenar el corazn con arena parauna posterior unin de ambos.

Fig. N5 se procedi a sacar el modelo para ambas caras Fig. N6 Se comenz a llenar deArena el corazn

Se retiro nuestro corazn del molde y se procedi a unir ambas piezas paracomenzar a agregar el metal fundido

Fig. N7 Modelo del corazn Fig. N8 unin de ambas piezas para tapar y comenzar aAgregar el metal fundido


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Se retiro nuestro metal moldeado luego de 10 minutos, luego se procedi aobservar como termino el trabajo y se procedi a limar algunas partes speras.

Fig. N7 Metal moldeado Fig. N8 metales moldeado

3. PRESENTACIN DE RESULTADOS Moldeo del metal:

Grupo 2


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4. Discusin de resultados Se debe de tener en cuenta que la humedad de la arena es un factor muy

importante ya que en el caso de mi grupo se procedi correctamente en la

fabricacin del molde mientras que en el grupo 1 no llegaron a fabricar su

molde de manera correcta debido a que la humedad no era la suficiente para

su propia compactacin.

El metal moldeado fue casi parecido al modelo que se nos entrego primero sinembargo hubo ciertas incrustaciones las cuales no sabemos si proceden de una

falla al fabricar el molde o del enfriamiento del metal

Solo en el grupo 2 pudimos obtener el moldeo del metal mas si bien el grupo 1tambin hubiera obtenido mayor tiempo para efectuar el trabajo hubiramos

podido comparar y observar cuales son las variables operativas al momento de

fabricar un molde y su posterior vaciado de metales fundidos.

El proceso de fundicin dio como resultado una pieza en apariencia sanadebido a que la misma no presentaba en su superficie defectos graves como:

rechupe, desgarramientos calientes, etc. El llenado fue completo e incluso el

molde fue capaz de reproducir ciertos detalles en el contorno de la pieza con

un acabado bastante bueno. La pieza fue desmoldada fcilmente y sin

complicaciones.


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5. Cuestionario1. Describa detalladamente en qu consiste los defectos metalrgicos de rechupes,

inclusiones, segregaciones y porosidad.

a. Rechupes:Es una cavidad o hueco que se produce en el interior del lingote, debido a quecuando se vierte el metal fundido en el molde, este comienza a solidificarse desde el exterior

hacia el interior del lingote, y como el volumen del metal fundido es mayor que el del metal

slido, el metal se contrae exteriormente y su interior cuando empieza a contraerse comienza a

formarse un hueco o una cavidad en el centro del lingote, debido a esta contraccin.

b. Segregaciones:Durante la solidificacin la primera porcin que se solidifica es relativamentepura en comparacin con la ltima que lo hace. Esta solidificacin selectiva se traduce en una

concentracin desigual de los elementos hallados en la aleacin. En la fabricacin de lingotes,

la segregacin viene agravada por la accin enfriadora del molde. Las primeras porciones en

contacto con el molde se solidifican relativamente puras, mientras que las porciones centrales,

las cuales son las ultimas en solidificarse, son ms ricas en los constituyentes de punto desolidificacin ms bajos del acero.

c. Inclusiones de escorias:Se producen cuando cuerpos extraos son arrastrados por el metaldurante la colada o arrancados de molde y permanecen aprisionados en el mismo metal

seguidamente a la solidificacin de la pieza. De ordinario las inclusiones dado el menor peso

especfico del material que la forma, se encuentra en la superficie superior de las piezas.

d. Porosidad: La porosidad en una fundicin puede estar causada por contraccin, por gases opor ambos factores. La porosidad es perjudicial para la ductilidad de una fundicin y para su

acabado superficial, hacindola permeable y afectando as, por ejemplo, a la compacidad de un

recipiente a presin fundido. Se pueden desarrollar regiones porosas en las fundiciones debido

a la contraccin del metal solidificado. Pueden desarrollarse regiones porosas en sus partes

centrales, pues debido a contraccin conforme las superficies de la regin ms gruesa

empiezan a solidificarse primero. Tambin se puede desarrollar la microporosidad cuando el

metal lquido se solidifica y se contrae entre dendritas y entre ramas dendrticas.

2. Cmo es el mecanismo del proceso de Cristalizacin?Un corte transversal del metal moldeado revela el mecanismo de enfriamiento o cristalizacin

generalmente existen tres zonas distintas:

a. La piel o corteza que es una zona muy delgada que se solidifica rpidamente en contacto con lapared fra de la molde. Siendo muy numerosos centros de cristalizacin, el crecimiento de los

cristales pronto queda detenido; los cristales formados son equiaxiales y muy pequeos ytienen una orientacin cualquiera.

b. La zona balstica es el resultado del crecimiento preferente de ciertos cristales. El dimetro deciertos cristales crece generalmente desde la periferia hacia el centro, a consecuencia de la

eliminacin de los cristales orientados menos favorables. Este fenmeno est relacionado con

la velocidad de desplazamiento de la isoterma de la solidificacin en el propio molde. En un

instante dado, las distintas isotermas de la solidificacin en el propio molde son sensiblemente

paralelas a la superficie exterior.


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c. La zona central de solidificacin equiaxial puede considerarse como el resultado de la existenciade la sobrefusin constitucional y uniformizacin de la temperatura en el corazn del lingote al

final de la solidificacin. Al mismo tiempo, el gradiente de la temperatura se hace dbil. Por

consiguiente, el lquido que queda alcanza un grado de sobrefusin tal, que la germanizacin

vuelve a producirse. Los grmenes que entonces aparecen, crecen de forma uniforme en todas

direcciones puesto que la solidificacin es prcticamente isotrmica. En estos cristales flotan enel seno del lquido, siendo arrastrados por los movimientos de conveccin; se desarrollan hasta

que se encuentran uno con otros y, cuando la solidificacin se ha completado, la orientacin de

estos cristales es totalmente al azar. En la zona central se reunirn las impurezas y los gases.

Por eso la zona prxima al rechupe es muy rica en escorias y presenta un importante nmero

de burbujas gaseosas.

3. Qu son enfriadores y cul es su funcin? Son bloques de metal (enfriadores) y su funcin como enfriadores metlicos internos o

externos, en fundiciones de arena, es tambin un medio efectivo para reducir la porosidad por

contraccin. La funcin de los enfriadores es incrementar la velocidad de solidificacin enregiones crticas.

4. Por qu es importante el apisonado de la arena y cmo influye en la superficie de lapieza a obtener?

El modelo no reproduce la pieza exactamente, lo cual representa un problema. El modelo presenta muchas diferencias ya que no se formo el molde con una presin o

apisonamiento adecuado ya que es necesario este proceso para que quede el objeto mejorformado

5. Por qu debe de ser cnico el alimentador o bebedero?Cuando el metal est bajando por el bebedero, su velocidad aumenta debido a la aceleracin

de la gravedad, si el bebedero no es cnico, el metal jala de las paredes del molde

ocasionando turbulencia y aspiracin de gases, este jaln se elimina si las paredes se hacen lo

suficientemente cnicas como para que el metal las oprima fuertemente durante la bajada

eliminando as la absorcin de gases, si se utilizan las ecuaciones de la Ley de la continuidad y la

del Teorema de Bernoulli se formula una nueva ecuacin que describe la conicidad necesaria

para eliminar el jaln del metal al bajar por el bebedero


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6. Qu es una mazarota y cul es su funcin?Las Mazarotas son reservorios de metal lquido conectados a una pieza que proveen de metal

adicional para alimentarla durante el proceso de su solidificacin, a consecuencia del

requerimiento de los fenmenos de rechupe y de contraccin en el lquido, por lo tanto,

cualquier mtodo cuantitativo a ser usado para el dimensionado de la alimentacin de piezas

vaciadas con intenciones de controlar su sanidad, se debe fundamentar en dos criterios de

naturaleza metalrgica.

6. Conclusiones El proceso de fundicin a pesar de ser muy econmico con respecto a otros presenta

ciertas desventajas, para el caso particular de este proyecto, por tratarse de un molde

de arena, ocurren limitaciones como porosidad, errores en la exactitud dimensional yel acabado en la superficie un poco defectuoso por lo que se hace necesario una

operacin adicional.

Los defectos en la superficie del fundido como lavado de arena y costras son productode la erosin del molde de arena e incrustaciones de arena en el metal, sin embargo

los defectos descubiertos no son demasiado serios, pues se corrigen en gran parte por

medio de pulido

Este proceso no requiere que se acte en forma instantnea es mas para poder retirarel modelo es necesario dejar reposar unos minutos, para que se reduzcan al mnimo

los defectos en el modelo.

Bibliografa

1. Bernard, Michel Philibert, Talbot(1973). Metalurgia general, Lima Hispano Europea2. Portal minero (abril 2006), manual General de Minera y Metalurgia, chile Portal Minero

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