Trabajo de Fundiciones -Apr-2015

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20 Abril 2015

República Bolivariana de Venezuela

Universidad “Gran Mariscal de Ayacucho”

Barcelona – Edo. Anzoátegui

Facultad de Ingeniería.

Escuela de Mantenimiento Industrial.

Asi natura: Procesos de Manufactura

Bachiller:

Alberto Cedeño V-12.148.362

Profesor:

Ing. Alfredo García



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RESUMEN

La fundición es un proceso en el cual se hace fluir metal fundido dentro la cavidad

de un molde, donde solidifica y adquiere la forma del molde. Es uno de los

procesos más antiguos de formado que remonta 6 mil años atrás y son muchos

los factores y variables que debemos considerar para lograr una operación de

fundición exitosa. La correcta ejecución de los métodos de moldeo que es una

parte fundamental dentro del proceso de fundición, dará como resultado que se

cumplan parámetros técnicos, con el fin de obtener un producto de calidad. La

fundición en arena consiste en colar el metal, en un molde de arena, dejarlo

solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida. El

trabajo realizado que aquí se presenta está centrado en dos partes ycorresponden a dos objetivos principales propuestos en este estudio. La primera

parte comprende las definiciones básicas y mecanismos de cada uno de los

Fundamentos de la Fundiciones de los Metales. De igual forma, el segundo

objetivo corresponde a la evaluación de las recomendaciones para la lograr la

producción de una pieza fundida. Con la finalidad de realizar un estudio claro,

preciso y concreto para que sea de fácil entendimiento para el lector, se ha llevado

a cabo un análisis de investigación en varias fuentes bibliográfica, además de

datos obtenidos de la experiencia laboral en proyectos de la industria del hierro

(Orinoco Iron). Se utilizó la herramienta de la gráfica y la fotografía para una

mejor exposición del tema. De acuerdo con la información obtenida, el análisis y

razonamiento se puede realizar dos afirmaciones, la primera es que existen

diversos métodos para la fundición de formas, lo cual hace de este proceso uno de

los más versátiles en manufactura, y con un gran uso en la industria y tecnología.

La segunda es que El proceso de fundición es un procedimiento complejo, el cual

se desarrolla como dos flujos de producción paralelos, que en determinadomomento se unen para dar forma y terminación a la pieza. Este consta de cinco

etapas, las cuales son: 1. Preparación de mezcla, 2. Moldeo, 3. Fusión, 4. Vertido

y 5. Desmolde, limpieza y acabado.



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Índice

ÍNDICE

Contenido Pagina

RESUMEN ………………………………………………………………………….. 2

INDICE ………………………………………………………………………………. 3

INTRODUCCION ………………………………………………………………. …. 6

1. Fundamentos de La Fundición de Metales…………………….…….......... 81.1. Preguntas de Repaso…………………………………..….………………….. 810.1. Identifique algunas de las ventajas importantes de los procesos de obtener formas

con fundición………………………………………………...….………………….. 8 10.2. ¿Cuáles son algunas de las limitaciones y desventajas de la fundición? ……..… 810.3. ¿Cómo se llama por lo general a la fábrica que ejecuta operaciones de fundición?

……………………………………..….……………………………..…………….. 9 10.4. ¿Cuál es la diferencia entre un molde abierto y uno cerrado?....………………… 9 10.5. Mencione los dos tipos básicos de molde que diferencian a los procesos de

fundición. ……………………………..……………………..….………………… 10 10.6. ¿Cuál es el proceso de fundición de mayor importancia comercial?..…..………10.7. ¿Cuál es la diferencia entre un modelo y un núcleo, en el moldeo en arena? …. 10 10.8. ¿Qué significa el término sobrecalentamiento?…………..….………………..… 11

10.9. ¿Por qué debe evitarse el flujo turbulento de un metal fundido en el molde? ...… 11

10.10. ¿Cuál es la ley de la continuidad según se aplica al flujo de metal derretido en lafundición?

……………………………………..….…………………..…………… 11

10.11. ¿Cuáles son algunos de los factores que afectan la fluidez de un metal derretidodurante el vertido en la cavidad de un molde? …………………………………… 12

10.12. ¿Qué significa calor de fusión en el contexto de la fundición?.. .……………… 12

10.13. ¿En qué difiere la solidificación de aleaciones de la solidificación de los metalespuros? ……………………………………..….…………………………………… 12

10.14. ¿Qué es una aleación eutéctica?........................................................................ 1410.15. ¿Cuál es la relación conocida como regla de Chvorinov en la fundición? …….. 1410.16. Identifique las tres fuentes de contracción en la fundición de un metal después del

vertido…………………………………………………………………………………….. 1410.17. ¿Qué es un enfriador en el contexto de la fundición?........................................ 151.2. Cuestionario de Opcion Multiple………………………………………........ 17

4. 10.1. ¿En cuál de los tipos siguientes se realiza la fundición en arena?: a) moldedesechable o b) molde permanente……………………………………………………. 17



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Índice

Contenido Pagina

10.2. De las siguientes denominaciones, ¿cuál es la de la mitad superior de un molde defundición con arena: …………………………………………………………………….. 17a) marco superior o

b) marco inferior?10.3. En la fundición, ¿cuál de los siguientes es una caja de moldeo?: ……………….. 18

a) botella de bebida de los fundidores,b) caja que contiene el marco superior y el inferior,c) contenedor de metal líquido od) metal que se extruye entre las mitades del molde.

10.4. En el trabajo de fundición, ¿cuál de los siguientes es un vaciadero?: ………….. 18

a) canal en el molde que conduce del bebedero a la cavidad principal del molde,b) hombre que transporta el metal derretido hacia el molde oc) canal vertical por el que el metal fundido se vierte al molde.

10.5. La turbulencia durante el vertido de metal fundido es indeseable, ¿por cuáles de lasrazones siguientes? (dos razones son las mejores): ……………………………….. 19

a) Ocasiona decoloramiento de la superficie del molde,b) disuelve el aglutinante que se emplea para mantener unido el molde de arena,c) incrementa la erosión de las superficies del molde,d) aumenta la formación de óxidos metálicos que quedan atrapados durante lasolidificación,e) incrementa el tiempo de llenado del molde y f) aumenta el tiempo total desolidificación.

10.6. El tiempo total de solidificación se define ¿como cuál de los siguientes?: …….. 19

a) tiempo entre el vertido y la solidificación completa,b) tiempo entre el vertido y el enfriamiento a temperatura ambiente,c) tiempo entre la solidificación y el enfriamiento a temperatura ambiente od) tiempo para que se disipe el calor de fusión.

10.7. Durante la solidificación de una aleación cuando está presente una mezcla demetales sólido y líquido, ¿la mezcla sólido-líquida se refiere a cuál de las siguientes?:………………………………………………………………………………………….….. 21

a) composición eutéctica,b) segregación de lingote,c) liquidus, d) zona blanda o e) solidus.

10.8. La regla de Chvorinov establece que el tiempo total de solidificación es proporcional

a cuál de las cantidades siguientes: ………………………………………………….. 21a) (A/V)n, b) Hf, c) Tm, d) V, e) V/A o f) (V/A)2;donde A = área superficial del fundido,Hf = calor de fusión,Tm = temperatura de fusión yV = volumen del fundido.



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Índice

Contenido Pagina

10.9. En la fundición, una mazarota se describe ¿como cuál de los siguientes? (hay tresrespuestas correctas): ………………………………………………………………….. 22a) inserto en el fundido que inhibe la flotabilidad del núcleo,

b) sistema de paso en el que el bebedero alimenta directamente a la cavidad,c) metal que no es parte del fundido,d) fuente de metal derretido que alimenta al fundido y compensa la contraccióndurante la solidificación ye) metal que se desperdicia y que por lo general se recicla.

10.10. En un molde de fundición con arena, la razón V/A de la mazarota debe ser…... 22a) igual a,b) mayor que oc) menor que, la razón V/A del fundido en sí.

10.11. ¿Cuál de los tipos siguientes de mazarota queda encerrado por completo en elmolde de arena y conectado a la cavidad principal por medio de un canal quealimenta el metal fundido? (dos respuestas correctas): ……………………………… 23

a) mazarota ciega,b) mazarota abierta,c) mazarota lateral yd) mazarota

CONCLUSIONES …………………………………..……..………………….…….... 24

RECOMENDACIONES……………………………..……..………………………….. 25

BIBLIOGRAFIA …………………………………..……..………………….……….... 26

ANEXOS …………………………………..……..………………….……………..….. 27



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Introducción

INTRODUCCION

La fundición es el procedimiento más antiguo para dar forma a los metales. A lo

largo del tiempo, la fundición y el maquinado se han considerado algunos de losprocesos de fabricación más importantes en la manufactura de piezas metálicas.

Estos procesos se remontan cerca de 4000 años A.C. y han tenido grandes

repercusiones en la historia debido a su gran uso en la industria y tecnología. Y es

precisamente, el estudio de estos procesos de fabricación lo que nos lleva a la

realización de este trabajo, el cual es una aplicación práctica de los conocimientos

adquiridos en la asignatura Procesos de Fabricación.

El desarrollo en la obtención de productos fundidos se manifestó tanto en Europa

como en Asia y África. Los romanos explotaron yacimientos de hierro en Estiria

(Australia) de donde obtenían el metal para sus armas, instrumentos de trabajo y

de uso doméstico. (A. Biedermann 1957). Hoy en día los países desarrollados, al

calor de la revolución científico-técnica contemporánea, acometen las tareas de

mecanización y automatización, la implantación de nuevas tecnologías y el

perfeccionamiento de las existentes.

La posibilidad de fundir un metal o una aleación depende de su composición (fijada

por el intervalo de solidificación), temperatura de fusión y tensión superficial del

metal fundido. Todos estos factores determinan su fluidez. Se utilizan tres tipos de

fundición (Gutiérrez 2007):

En lingoteras: Se usa la fundición de primera fusión a la que se añaden los

elementos de aleación necesarios que posteriormente se depositan en

lingoteras de colada por gravedad o a presión.

Colada continua: En este tipo se eliminan las bolsas de aire y las

secreciones, tanto longitudinales como transversales. Mediante este sistema

se obtienen barras, perfiles, etc.

Fundición en moldes: Se extraen las piezas completas.



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Introducción

El objetivo general del presente informe es describir de una manera clara, precisa y

de fácil entendimiento los Fundamentos del Proceso de Fundiciones de Metales;

descripción, aplicaciones, normas aplicables y algunos ejemplos. Para ello nos

apoyamos en las herramientas de investigación documental.

Por último le dejo el contenido en espera del logro de los objetivos y para que se

pueda realizar una crítica constructiva del mismo, no solo para la evaluación de mi

esfuerzo, sino para un mejor aprovechamiento por parte de todos, ya que este

trabajo puede ser de gran utilidad para los estudiantes de ingeniería y carreras

afines, y además del público en general interesado en el tema, ya que se expone

de manera sencilla y práctica aspectos importantes del proceso de fundición de

metales.



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Fundamentos de la Fundición de Metales

1. PREGUNTAS DE REPASO

10.1 Identifique algunas de las ventajas importantes de los

procesos de obtener formas con fundición.

Existen diversos métodos para la fundición de formas, lo cual hace de este proceso

uno de los más versátiles en manufactura. Sus posibilidades y ventajas son las

siguientes:

La fundición se puede usar para crear partes de compleja geometría,

incluyendo formas externas e internas.

Algunos procesos de fundición pueden producir partes de forma neta que no

requieren operaciones subsecuentes para llenar los requisitos de la geometría

y dimensiones de la parte.

Se puede usar la fundición para producir partes de unos cuantos gramos hasta

formas que pesan más de 100 toneladas (coronas dentales, joyería, estatuas,

bloques y cabezas para motores automotrices, bases para máquinas, ruedas

para ferrocarril, tubos, carcasas para bombas, etc.).

El proceso de fundición puede realizarse en cualquier metal que pueda

calentarse y pasar al estado líquido.

Algunos métodos de fundición son altamente adaptables a la producción en

masa.

10.2. ¿Cuáles son algunas de las limitaciones y desventajas de la

fundición?

Se debe mencionar también las desventajas asociadas con el proceso de fundición.

Estas incluyen las limitaciones de algunos procesos:

Se pueden obtener piezas con propiedades mecánicas no homogéneas

Piezas con porosidad

Baja precisión dimensional



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Acabado deficiente de la superficie

Los riesgos que los trabajadores corren durante el procesamiento

Problemas ambientales.

10.3. ¿Cómo se llama por lo general a la fábrica que ejecuta

operaciones de fundición?

Se le llama FUNDIDORA, ya que una fundidora es una fábrica equipada para hacer

moldes, fundir y manejar metal en forma derretida, ejecutar el proceso de fundición

y limpiar el fundido terminado. Los trabajadores que llevan a cabo las operaciones

de fundido en estas fábricas reciben el nombre de fundidores.

10.4. ¿Cuál es la diferencia entre un molde abierto y uno cerrado?

Un molde abierto está abierto a la atmósfera en la parte superior; es un

recipiente abierto en la deseada forma que debe ser plana en la parte superior,

mientras que un molde cerrado tiene una cavidad que está totalmente rodeado

por el molde, con una vía de paso (llamado el sistema de activación periódica)

que conduce desde el exterior a la cavidad.

En un molde abierto, figura 1a, el metal líquido simplemente se vierte hasta que

llena la cavidad abierta. En un molde cerrado, figura 1b, se adapta un pasaje

denominado sistema de paso, que permite que el metal derretido fluya desde el

exterior del molde hasta la cavidad.

FIGURA 1. Molde utilizado en la

fundición en arena; a) molde

abierto; b) molde cerrado.



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10.5. Mencione los dos tipos básicos de molde que diferencian a

los procesos de fundición.

Los tipos básicos de molde que diferencian a los procesos de fundición son los

siguientes:

Moldes Desechables y

Moldes Permanente.

10.6. ¿Cuál es el proceso de fundición de mayor importancia

comercial?

La FUNDICIÓN CON ARENA es por mucho el proceso de fundición más

importante, ya que es el proceso más utilizado. La producción por medio de este

método representa la mayor parte del tonelaje total de fundición. La figura 2

muestra los componentes de un molde de arena.

Figura 2. Componentes

de un molde de arena.

(Fuente [1])

10.7. ¿Cuál es la diferencia entre un modelo y un núcleo, en elmoldeo en arena?

El modelo determina la cavidad del molde o forma externa de la pieza de fundición,

mientras que un núcleo determina su geometría interna.



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10.8. ¿Qué significa el término sobrecalentamiento?

Sobrecalentamiento es la diferencia de temperatura por encima del punto de fusión

en el que el metal fundido se vierte; es decir la diferencia entre la temperatura a

que se vierte y la que tiene al comenzar la solidificación (el punto de fusión para un

metal puro, o la temperatura de liquidus para una aleación). El término también se

refiere a la cantidad de calor que se extrae del metal fundido entre el vertido y el

inicio de la solidificación.

10.9. ¿Por qué debe evitarse el flujo turbulento de un metal

fundido en el molde?

El flujo turbulento de un metal fundido debe evitarse por las siguientes razones:

1.- Aumenta la formación de óxidos de metal que pueden quedar atrapados durante

la solidificación, lo que degrada la calidad del fundido.

2.- Incrementa la erosión del molde, que es la pérdida gradual de superficies del

molde debido al impacto del flujo de metal derretido.

10.10. ¿Cuál es la ley de la continuidad según se aplica al flujo de

metal derretido en la fundición?

La ley de continuidad, o ecuación de continuidad, indica que la tasa de flujo

volumétrico es constante durante todo el flujo de líquido. El gasto volumétrico es

igual a la velocidad multiplicada por el área de la sección transversal del líquido que

fluye. La ley de la continuidad se expresa como:

Q = v1A1 = v2A2



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10.11. ¿Cuáles son algunos de los factores que afectan la fluidez

de un metal derretido durante el vertido en la cavidad de un

molde?

Algunos de los factores que afectan la fluidez de un metal derretido durante el

vertido en la cavidad de un molde son los siguientes:

1.- La temperatura de vertido respecto del punto de fusión,

2.- La composición del metal,

3.- La viscosidad del metal líquido y

4.- La transferencia de calor al ambiente.

10.12. ¿Qué significa calor de fusión en el contexto de la

fundición?

El calor de fusión, se define como la cantidad de calor que se requiere para

solidificar el metal a partir de su estado líquido. En otras palabra el calor necesario

para convertir el metal de solido a líquido. Un calor de fusión más elevado tiende a

incrementar la medida de la fluidez en la fundición.

10.13. ¿En qué difiere la solidificación de aleaciones de la

solidificación de los metales puros?

Difiere en que en un metal puro se solidifica a una temperatura constante igual a

su punto de adhesión, el cual es el mismo punto de fusión. El proceso ocurre a lo

largo del tiempo, como se ilustra en la gráfica de la figura 3, que se denomina

curva de enfriamiento; mientras que la mayor parte de aleaciones se solidifican en

un rango de temperaturas en vez de a una temperatura única. El rango exacto

depende del sistema de aleación y la composición particular, tal como se ilustra en

la gráfica de la figura 4.



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FIGURA 3 Curva de

enfriamiento para un

metal puro durante la

fundición.

FIGURA 4 a)

Diagrama de fase

para un sistema de

aleación cobre-níquel

y

b) curva de

enfriamiento asociada

para una composición

de 50% Ni y 50% Cu,

durante la fundición.

10.14. ¿Qué es una aleación eutéctica?

Una aleación eutéctica es una composición particular de un sistema de aleación

para el que el solidus y el liquidus están a la misma temperatura. Así, la

solidificación ocurre a temperatura constante en lugar de en un rango, como se

describió antes.



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10.15. ¿Cuál es la relación conocida como regla de Chvorinov en

la fundición?

La regla de Chvorinov indica que un fundido con una razón grande de volumen a

superficie se enfriará y solidificará con más lentitud que otra con una razón menor.

Este principio se emplea para diseñar la mazarota de un molde.

La regla de Chvorinov, establece lo siguiente:

donde TTS = tiempo total de solidificación, min; V = volumen del fundido, cm3

(in3); A = área de la superficie del fundido, cm2 (in2); n es un exponente que por lo

general se acepta que tiene un valor de 2; y Cm es la constante del molde. Dado

que n = 2, las unidades de Cm son min/cm2 (min/in2), y su valor depende de las

condiciones particulares de la operación de fundición, incluido el material del

molde (por ejemplo, calor específico, conductividad térmica), propiedades térmicas

del metal que se funde (por ejemplo, calor de fusión, calor específico,

conductividad térmica) y la temperatura de vertido respecto al punto de fusión del

metal. El valor de Cm para una operación de fundido se basa en datosexperimentales de operaciones anteriores efectuadas con el empleo del mismo

material del molde, metal, y temperatura de vertido, aun si la forma de la pieza

fuera muy diferente.

10.16. Identifique las tres fuentes de contracción en la fundición

de un metal después del vertido.

La contracción ocurre en tres etapas:

1. Contracción líquida durante el enfriamiento antes de la solidificación,

2. Contracción durante el cambio de fase de líquida a sólida, llamada contracción

por solidificación, y



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3. Contracción térmica del fundido solidificado durante el enfriamiento a

temperatura ambiente. Las tres etapas se explican en relación con un fundido

cilíndrico hecho en un molde abierto, como se ilustra en la figura 5.

FIGURA 5 Contracción de un fundido

cilíndrico durante la solidificación y

enfriamiento: 0) nivel de inicio del metal

fundido inmediatamente después del

vertido, 1) reducción del nivel ocasionado

por la contracción líquida durante el

enfriamiento,

2) disminución de la altura y formación

de una cavidad de contracción

ocasionada por la contracción de la

solidificación y 3) reducción adicional de

la altura y diámetro debido a la

contracción térmica durante el

enfriamiento del metal sólido. Por

claridad, las reducciones dimensionales

se han exagerado en los dibujos.

10.17. ¿Qué es un enfr iador en el contexto de la fundición?

Un enfriador es un sumidero de calor interno o externo que ocasiona el

enfriamiento rápido de ciertas regiones del fundido, es decir es un elemento que

aumenta la velocidad de solidificación en zonas críticas. Se suelen fabricar con el

mismo material de la fundición. Pueden dar problemas si estos no se funden de

forma apropiada.

Los enfriadores internos son piezas metálicas pequeñas que se sitúan dentro de

la cavidad antes del vertido, de modo que el metal derretido se solidificará primeroalrededor de ellas. El enfriador interno debe tener una composición química similar

a la del metal que se vierte, lo que se logra con mayor facilidad si se le fabrica del

mismo metal que el fundido mismo.



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Los enfriadores externos son inserciones de metal en las paredes de la cavidad

del molde, que absorben calor del metal fundido con más rapidez que la arena

circundante a fin de que faciliten la solidificación. Se usan con frecuencia con

eficacia en secciones del fundido que son difíciles de alimentar con metal derretido,

con lo que se facilita la solidificación rápida de esas secciones mientras la conexión

al metal líquido sigue abierta.

En la figura 6 se ilustra una aplicación posible de enfriadores externos y el

resultado probable en el fundido si no se emplearan. En la figura 7 se ilustran

diferentes tipos de enfriadores.

FIGURA 6. a) Enfriador externo para favorecer la solidificación rápida del metal derretido en una

sección delgada del fundido y b) Resultado probable si no se usara el enfriador externo.

FIGURA 7. Diferentes tipos de enfriadores.



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2.- CUESTIONARIO DE OPCIÓN MÚLTIPLE

10.1. ¿En cuál de los tipos siguientes se realiza la fundición en

arena?:a) Molde desechable o b) Molde permanente.

La fundición de arena se realiza en un MOLDE DESECHABLE, ya que para

remover la fundición de arena se tiene que romper el molde, es por ello que se

utilizan moldes desechables para fundiciones de arena.

Figura 7. Molde Desechable Figura 8. Solidificación Figura 9. Ruptura del molde

10.2. De las siguientes denominaciones, ¿cuál es la de la mitad

superior de un molde de fundición con arena:

a) Marco superior o b) Marco inferior?

El MARCO SUPERIOR, es la mitad superior de un molde de fundición con arena.

En la figura 10 se muestra el esquema para una fundición de arena en el cual se

indica el marco superior.

Fig. 10. Esquema del proceso defundición en molde de arena.



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10.3. En la fundición, ¿cuál de los siguientes es una caja de

moldeo?:

a) Botella de bebida de los fundidores,

b) Caja que contiene el marco superior y el inferior,

c) Contenedor de metal líquido o

d) Metal que se extruye entre las mitades del molde.

La caja de moldeo es la CAJA QUE CONTIENE EL MARCO SUPERIOR Y EL

INFERIOR en una fundición. La figura 11 muestra una caja de moldeo para molde

permanente. La figura 12 muestra un cajón para moldes desechables.

FIGURA 12. Molde utilizado en la fundición en arena;

a) molde abierto; b) molde cerrado.

FIGURA 11. Cajón de Moldeo para molde permanente.

10.4. En el trabajo de fundición, ¿cuál de los siguientes es unvaciadero?:

a) Canal en el molde que conduce del bebedero a la cavidad principal

del molde,

b) Hombre que transporta el metal derretido hacia el molde o

c) Canal vertical por el que el metal fundido se vierte al molde .

Un Vaciadero es el CANAL EN EL MOLDE QUE CONDUCE DEL BEBEDERO A

LA CAVIDAD PRINCIPAL DEL MOLDE.



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10.5. La turbulencia durante el vertido de metal fundido es

indeseable, ¿por cuáles de las razones siguientes? (dos razones

son las mejores):

a) Ocasiona decoloramiento de la superficie del molde,

b) Disuelve el aglutinante que se emplea para mantener unido el

molde de arena,

c) Incrementa la erosión de las superficies del molde,

d) Aumenta la formación de óxidos metálicos que quedan atrapados

durante la solidificación,

e) Incrementa el tiempo de llenado del molde y

f) Aumenta el tiempo total de solidificación.

La Turbulencia durante el vertido es indeseable por las siguientes razones:

1.- AUMENTA LA FORMACIÓN DE ÓXIDOS DE METAL QUE PUEDEN

QUEDAR ATRAPADOS DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN, lo que degrada la

calidad del fundido.

2.- INCREMENTA LA EROSIÓN DEL MOLDE, que es la pérdida gradual desuperficies del molde debido al impacto del flujo de metal derretido.

10.6. El tiempo total de sol idificación se define ¿cómo cuál de los

siguientes?:

a) Tiempo entre el vertido y la solidificación completa,

b) Tiempo entre el vertido y el enfriamiento a temperatura ambiente,c) Tiempo entre la solidificación y el enfriamiento a temperatura

ambiente o

d) Tiempo para que se disipe el calor de fusión.



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El tiempo total de solidificación es aquel que transcurre ENTRE EL VERTIDO Y

LA SOLIDIFICACIÓN COMPLETA. Después de que el fundido se ha solidificado

por completo, el enfriamiento continúa a la tasa indicada por la pendiente hacia

debajo de la curva de enfriamiento. El proceso ocurre a lo largo del tiempo, como

se ilustra en la gráfica que aparece en la figura 13, que se denomina curva de

enfriamiento. En la figura 14 se muestra la solidificación de una fundición en

función del tiempo.

FIGURA 13 Curva deenfriamiento para un metalpuro durante la fundición.

Figura 14. Ejemplo de solidificación de una fundición de acero en función del tiempo.(Fuente [1])



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10.7. Durante la solidificación de una aleación cuando está

presente una mezcla de metales sólido y líquido, ¿la mezcla

sólido-líquida se refiere a cuál de las siguientes?:

a) Composición eutéctica,

b) Segregación de lingote,

c) Liquidus,

d) Zona blanda o

e) Solidus.

Esta región sólida-líquida tiene consistencia suave que ha dado lugar a su nombre

de ZONA BLANDA. En función de las condiciones de solidificación, la zona

blanda puede ser relativamente angosta, o existir a través de la mayor parte del

fundido. Esta última condición la favorecen factores tales como la transferencia

lenta de calor a partir del metal caliente, y una diferencia grande entre las

temperaturas del liquidus y el solidus. En forma gradual, las islas de líquido en la

matriz dendrítica se solidifican conforme disminuye la temperatura del fundido

hacia la de solidus para la composición de la aleación dada.

10.8. La regla de Chvorinov establece que el tiempo total de

solidificación es proporcional a cuál de las cantidades siguientes:

a) (A/V)n, b) Hf, c) Tm, d) V, e) V/A o f) (V/A)2; donde A = área superficial del

fundido, Hf = calor de fusión, Tm = temperatura de fusión y V = volumen del

fundido.

El tiempo total de solidificación es proporcional al VOLUMEN (V) del fluido.

Ya que

la regla de Chvorinov indica que un fundido con una razón grande de volumen a

superficie se enfriará y solidificará con más lentitud que otra con una razón menor.



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10.9. En la fundición, una mazarota se describe ¿cómo cuál de los

siguientes? (hay tres respuestas correctas):

a) Inserto en el fundido que inhibe la flotabilidad del núcleo,

b) Sistema de paso en el que el bebedero alimenta directamente a la

cavidad,

c) Metal que no es parte del fundido,

d) Fuente de metal derretido que alimenta al fundido y compensa la

contracción durante la solidificación y

e) Metal que se desperdicia y que por lo general se recicla.

Una Mazarota se describe como:

1. INSERTO EN EL FUNDIDO QUE INHIBE LA FLOTABILIDAD DEL

NÚCLEO

2. FUENTE DE METAL DERRETIDO QUE ALIMENTA AL FUNDIDO Y

COMPENSA LA CONTRACCIÓN DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN.

3. METAL QUE SE DESPERDICIA Y QUE POR LO GENERAL SE RECICLA .

10.10. En un molde de fundición con arena, la razón V/A de la

mazarota debe ser:

a) Igual a,

b) Mayor que o

c) Menor que, la razón V/A del fundido en sí.

Debe ser MAYOR QUE, como ya se describió, la mazarota se emplea en un

molde de fundición con arena para alimentar el metal líquido al fundido durante la

solidificación, con objeto de compensar la contracción por solidificación. Para que

funcione, la mazarota debe permanecer derretida hasta después de que el fundido



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se solidifica. En otras palabras la TTS para la mazarota debe exceder la TTS del

fundido principal. Como las condiciones del molde son las mismas tanto para la

mazarota como para el fundido, sus constantes de molde deben ser iguales. Si se

diseña la mazarota para que tenga una razón mayor de volumen a área, se

puede tener seguridad razonable en que el fundido principal se solidifique

primero y que los efectos de la contracción se minimicen.

10.11. ¿Cuál de los tipos siguientes de mazarota queda encerrado

por completo en el molde de arena y conectado a la cavidad

principal por medio de un canal que alimenta el metal fundido?

(dos respuestas correctas):

a) Mazarota ciega,

b) Mazarota abierta,

c) Mazarota lateral y

d) Mazarota superior

Las MAZAROTA CIEGA (a) queda encerrada por completo

en el molde de arenay La MAZAROTA LATERAL (c) queda conectado a la cavidad principal por medio

de un canal que alimenta el metal fundido.



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Conclusiones

CONCLUSIONES

El trabajo realizado me brindó la oportunidad de obtener los conocimientos

básicos de un tema tan importante y complejo como lo es el proceso de

fundición de metales.

La fundición es un tema simple, pero sus procesos son variados y

complejos. La fundición consiste en verter metal fundido dentro la cavidad de

un molde, donde solidifica y adquiere la forma del molde, creando objetos

con formas geométricas simples o complejas. Estos moldes se clasifican en,

moldes permanentes y moldes desechables, a su vez estos pueden ser

abiertos o cerrados.

La fundición en arena es un proceso que se realiza en moldes desechables;

los moldes deben de cumplir con ciertos requerimientos para que tengan

una calidad satisfactoria, además necesitan un patrón o modelado.

La solidificación de los metales involucra el regreso del metal fundido al

estado sólido. El proceso de solidificación difiere, dependiendo de si el metal

es un elemento puro o una aleación.

Los metales puros se solidifican a una temperatura constante igual a su

punto de adhesión, el cual es el mismo punto de fusión; mientras que lamayor parte de aleaciones se solidifican en un rango de temperaturas en vez

de a una temperatura única.



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RECOMENDACIONES

RECOMENDACIONES

Lo primero que se debe tener es el conocimiento necesario de los

diferentes Fundamentos de la Fundición de Metales, sus mecanismos y

formas, aplicaciones, ventajas y desventajas, para poder tener el

conocimiento necesario y requerido con Ingeniero de Mantenimiento

Industrial para ser implementado según sea el caso en un futuro.

Por ser un tema de gran relevancia para la vida actual y por el poco tiempo

empleado y la poca bibliografía consultada para la elaboración de este

informe; es recomendable hacer un estudio más amplio e incluso más

continuo, que permita indagar y consultar mucha más fuente de información

para poder hacer un estudio de manera más específica de cada uno de los

Fundamentos de la Fundición de Metales.



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BIBLIOGRAFIA

BIBLIOGRAFIA

Guía de Fundamentos de la Fundición de Metales.

[1] Kalpakjian, S.; Schmid, S.R. Manufactura, Ingeniería y Tecnología. 2008.5ª Edición, Pearson Educación, México.



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ANEXOS

ANEXOS

Anexo 1.- Esquema de f lujo del proceso de fundición de piezas

Figura 15. Esquema de flujo del proceso de fundic ión de piezas.

Anexo 2.- Planta FundidoraFigura 16. Planta Fundidora.



ANEXOS

Anexo 3.- Secuencia de operaciones en fundición en arena

Figura 17. Secuencia de operaciones en fundición en arena. (Fuente [1])

Figura 18. Vaciados en molde de arena.

Trabajo de Fundiciones -Apr-2015

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