Procesos Primarios de Fundición y sus Características

Los procesos primarios de fundición son fundamentales en la manufactura de piezas metálicas. Estos incluyen:

• Fundición: Proceso central que involucra la creación de moldes y el vertido de metal fundido.
• Forjado: Conformado de metales mediante fuerzas de compresión.
• Laminación: Reducción del espesor de un material mediante rodillos.
• Estirado de alambres y tubos: Reducción de la sección transversal de un material al hacerlo pasar a través de una matriz.
• Extrusión: Conformado de un material al forzarlo a pasar a través de una matriz con una forma específica.

Proceso Detallado de Fundición

El proceso de fundición implica varias etapas clave:

1. Creación de moldes con la forma deseada.
2. Preparación y fusión del metal.
3. Vertido del metal fundido en el molde.
4. Enfriamiento y solidificación del metal.
5. Limpieza de la pieza fundida.
6. Recuperación y reutilización de la arena del molde (si aplica).

Terminología Esencial en Fundición

• Colado: Objeto resultante de la solidificación del metal en el molde.
• Fundición (como actividad): Selección de materiales y equipos para producir un colado.
• Molde: Objeto con la cavidad que da forma a la pieza fundida.
• Lingote: Barra de metal producida en un molde de lingote, generalmente para posterior procesamiento.

Materiales y Factores para una Fundición Exitosa

Materiales del Molde

Los moldes pueden estar hechos de diversos materiales, incluyendo:

• Metal
• Yeso
• Cerámica
• Madera
• Arena
• Otros materiales especiales

Factores Clave para una Buena Fundición

Una fundición de calidad depende de varios factores:

• Procedimiento de moldeo adecuado.
• Modelos bien diseñados.
• Arenas de moldeo apropiadas.
• Corazones (si son necesarios).
• Equipo mecánico adecuado.
• Proceso de vaciado y limpieza bien ejecutados.

Ejemplos de Piezas Fundidas

La fundición se utiliza para crear una amplia variedad de piezas, como:

• Engranajes
• Árboles de levas
• Carcasas de máquinas
• Pistones
• Flechas
• Poleas
• Rines
• Camisas de cilindros de motores
• Anillos de postes

Propiedades Requeridas del Metal Fundido

El metal fundido debe poseer ciertas propiedades para un buen resultado:

• Fluidez: Capacidad del metal para llenar el molde completamente.
• Fusibilidad: Facilidad con la que el metal se funde.

Tipos de Procedimientos de Moldeo

• Moldes de arena verde
• Moldes con capa seca
• Moldes de arcilla
• Moldes furánicos
• Moldes de CO2
• Moldes de metal
• Moldes especiales

Métodos de Moldeo

• Moldeo en banco
• Moldeo en máquina
• Moldeo en piso
• Moldeo en fosa

Componentes de un Molde y Herramientas

Partes Principales de un Molde

• Compuertas: Suministran el metal líquido a la cavidad del molde.
• Rebosaderos: Almacenan y suministran metal líquido para compensar la contracción durante la solidificación.
• Enfriadores: Aceleran la solidificación en secciones específicas del colado.
• Bebederos
• Pasador guía
• Líneas de partición
• Corredor
• Boca para vertido
• Barra de caja de moldeo
• Sostén
• Conicidad de retiro
• Tablero del fondo

Herramientas para Moldear a Mano

• Bolsa para espolvorear
• Pisón
• Abrazaderas
• Cortador de compuertas
• Barra para compactar
• Alambre para venteo
• Cucharilla
• Aislador
• Llave para retirar
• Cortador de bebederos
• Levantador
• Fuelle
• Caja de moldeo
• Regla para enrasar
• Bote para humedecer el modelo
• Brocha para humedecer el modelo
• Cedazo o malla para cernir arena

Procedimiento de Manufactura de un Modelo y Proceso de Fundición

1. Seleccionar el modelo, colocarlo en una plancha volteable y situar la parte baja de la caja de fundición.
2. Cubrir el modelo con polvo separador.
3. Introducir arena a presión en la caja con un apisonador.
4. Girar la caja de fundición junto con la plancha volteable.
5. Ajustar la caja con su contraparte.
6. Colocar una clavija para formar el bebedero, espolvorear polvo separador, llenar de arena y apisonar.
7. Retirar las espigas del bebedero, hacer un cráter para verter el metal, quitar la parte alta del molde, sacar el modelo, hacer la cavidad al bebedero y reunir las partes del molde.
8. Eliminar los gases, observar la fundición, verter el metal con el cucharón en el molde y esperar a que solidifique. Retirar la pieza del molde.

Defectos Comunes en el Moldeado

• Ampollas: Orificios causados por gases atrapados.
• Porosidades: Causadas por ventilación inadecuada.
• Costras: Separación de material en la superficie.
• Grueso irregular de las paredes: Corazones mal situados o desplazados.
• Aletas: Acoplamiento deficiente de las partes del molde.
• Cierres fríos: Falta de fluidez o baja temperatura del metal.
• Revenido: Falta de respiraderos o posición incorrecta.

Clasificación de los Moldes Según los Materiales Usados

• Moldes de arena verde: Utilizan arena húmeda.
• Moldes con capa seca: Arena con un compuesto que se seca para formar una superficie dura.
• Moldes con arena seca: Arena mezclada con un material aditivo, requieren cocción.
• Moldes de arcilla: Para trabajos grandes, utilizan ladrillo y mortero de arcilla.
• Moldes furánicos: Utilizan arena seca, ácido fosfórico y resina furánica.
• Moldes de CO2: Arena mezclada con silicato, endurecida con gas CO2.
• Moldes de metal: Utilizados en fundición de matriz.
• Moldes especiales: Plásticos, cemento, yeso, papel, madera, hule.

Clasificación de Moldes en Fundición (Según el Método)

• Moldeo en banco: Para trabajos pequeños.
• Moldeo en piso: Para piezas de tamaño mediano.
• Moldeo en fosa: Para piezas extremadamente grandes.
• Moldeo en máquina: Automatiza operaciones del moldeo manual.

Modelos: Tipos y Tolerancias

Un modelo es una pieza con una forma determinada, utilizada para crear la cavidad en el molde.

Tipos de Modelos

• Permanentes
• Desechables

Tipos de modelos permanentes

• Sólido
• Partido
• Piezas Sueltas
• Entradas y derivaciones
• Placa de coincidencia
• Modelo volante
• Modelo de terraja

Tolerancias de Modelos

• Tolerancia de contracción: Compensa la contracción del metal al enfriarse.
• Tolerancia de extracción: Ángulo para facilitar la extracción del modelo.
• Tolerancia de acabado: Exceso de material para el maquinado posterior.
• Tolerancia de distorsión: Para piezas que se pandean o deforman.
• Tolerancia de golpeteo: Consideración para el aumento de dimensiones al extraer el modelo (especialmente en piezas grandes).

Otras Consideraciones en Modelos

• Filetes: Redondeos para eliminar ángulos bruscos.
• Salidas: Conicidad para facilitar la extracción.
• Protuberancias de localización: Puntos para el maquinado.
• Código de color: Identificación de partes importantes.

Materiales de los Modelos

• Removibles: Madera, metal, plásticos, yeso, fibra de vidrio.
• Desechables: Hule espuma, poliestireno.

Tipos de Arenas

• Sílica
• Sílica pura
• Moldeo natural
• Moldeo sintético
• Arena para moldes (tipos específicos)