Universidad Tecnolgica De Panam

Facultad De Ingeniera Electromecnica

Ciencias de los Materiales I

Lab #3

Fundicin de Estao

Profesora:

Dra. Nacar Marn

Instructora de Laboratorio:

Ammie de la Cruz

Estudiantes:

Hoodmy Samudio 8-854-604

Jos Chang Leung 8-848-2398

Ricardo De Levante 6-716-1027

Fecha: 3/ Nov /14

Introduccin a la Fundicin

En el Laboratorio #3 se estar laborando el proceso

de fundicin con un material dctil y maleable, el

estao. Dicho estao se requiere que tenga el menor

porcentaje de plomo para cuestiones de salud; sin

embargo se necesitar una temperatura mayor en

comparacin con una aleacin de estao y plomo. Para

medida de seguridad, el uso de bata, lentes de

proteccin y gafas es sumamente vital para proceder al

experimento.

Marco Terico

La fundicin lleva ms de 5000 aos de historia la

cual viene evolucionado a travs de los siglos. Para

definir el concepto fundicin podemos decir, es un

proceso en verter (derramar) un metal fundido en una

cavidad, en este caso un molde, donde debemos enfriar

a temperatura ambiente y en un lapso de tiempo se

endurece para formar una pieza. El metal fundido se

calienta en un horno u otro tipo de calefactor

calentando el material hasta llegar su punto de fusin.

Un punto de fusin es un punto en donde la

temperatura en la cual una materia que se halla en

estado slido pasa a estar en estado lquido. Para el

estao que se utilizar en el experimento segn la

tabla peridica tiene un punto de fusin de 231.9 C.

En la industria podemos encontrar diferentes tipos de

horno para la fundicin tales como: horno de

resistencia, horno cpula, horno de reverbero, la

famosa horno de induccin, horno de solera refractaria,

y el horno elctrico, tipo mufla lo cual se estar usando

para el experimento.

Lista de Materiales

1 o ms carretes de estao de soldadura, preferible

sin plomo (cantidad depende del % del estao)

1 molde permanente

2 crisoles

1 cuchara de acero

1 varilla de acero

1 prensa pequea

Horno Elctrico (tipo

mufla)

Pinzas

Bata de laboratorio

Lentes de Seguridad

Guantes

Placa de Cermica

Cronmetro

Termopar

Material Refractario

(carbn)

Procedimiento

1. Cortar varios pedazos de estaos y luego introducirlo

en el crisol.

2. Precalentar el horno hasta 150 C para poder

introducir el crisol.

3. Cuando el estao llega a su punto de fusin (239.1C)

se debe tener el horno en temperatura constante a

300 C por 20 minutos.

4. Durante la fundicin habr

residuos que fueron parte de

la aleacin con el estao. Con

la varilla se verifica si se

encuentra la presencia de

residuos y con la cuchara se

extrae todo el material

flotante.

5. Dependiendo el tipo de molde y la pieza, se va

aadiendo ms piezas de estaos al crisol y repetir

nuevamente desde punto 3.

6. Rayar la superficie interna del molde con el carbono.

7. Con todo el estao fundido, con la pinza se saca el

crisol del horno.

8. Verter todo el estao en el molde a movimiento

constante.

9. Dejar enfriar a temperatura ambiente por 10 minutos

y tomar el termopar para registrar las temperaturas.

10. Con cuidado se abre el molde y se saca la pieza.

Anlisis de Datos

Los datos a continuacin fueron

recaudados durante los 20 minutos que

fue fundido el estao en el horno.

Tiempo [min] Temperatura [C ]

0 150

2 180

4 250

6 275

8 290

10 300

12 302

14 305

16 300

18 298

20 300

CALENTAMIENTO

Posteriormente durante el

enfriamiento, con un termopar tomamos

las temperaturas por 10 minutos.

Tiempo [min] Temperatura [C ]

0 165

1 131.1

2 106.5

3 101.4

4 96.1

5 76.4

6 70.9

7 67.7

8 65.2

9 63.6

10 62.1

ENFRIAMIENTO

Preguntas

3) Realice una comparacin entre la fundicin en un

molde permanente y un molde desechable.

Fundicin en un Molde Permanente

La fundicin en molde permanente usa un molde

metlico construido en dos secciones que estn

diseadas para cerrar y abrir con precisin y

facilidad. Los moldes se hacen comnmente de acero

o hierro fundido. Los metales que se funden

comnmente en molde permanente son: aluminio,

magnesio, aleaciones de cobre y hierro fundido.

Puede usarse muchas veces para producir

fundiciones en cantidad, es decir, tienen ciertas

ventajas econmicas en operaciones de alta

produccin. Est hecho de un metal o algunas veces

de un refractario cermico, que puede soportar las

altas temperaturas de las operaciones de fundicin.

En este caso, el molde permanente consta de dos o

ms secciones que pueden abrirse para permitir la

remocin de la parte terminada. La fundicin en

dados es el proceso ms conocido de este grupo

(Cuando se inyecta el metal fundido en la cavidad del

molde a alta presin, las ms comunes son de 7-350

MPa, la presin se mantiene durante la solidificacin,

posteriormente se abre el molde para remover la

pieza).

Fundicin en un Molde Desechable (No Permanente)

El molde donde se solidifica el metal debe ser

destruido para mover la fundicin. Estos moldes se

hacen de arena, yeso o materiales similares que

tienen su forma, usando aglomerantes de varias

clases. La fundicin en arena es el ejemplo ms

prominente. En la fundicin de arena se vaca metal

lquido dentro del molde hecho de arena. Despus de

que el metal se endurece, se sacrifica el molde a fin

de recuperar la fundicin.

4) Explique si el proceso de fundicin realizado en el

laboratorio es eficiente en comparacin con el

proceso de fundicin de vaco.

La empresa Buhler define el proceso de fundicin al

vaco que ellos realizan de la siguiente forma:

Ilustracin 1. Proceso de fundicin al vaco segn Buhler. [1]

Comparando el proceso descrito en la imagen con

el procedimiento realizado en el laboratorio podemos

encontrar las siguientes deficiencias.

El fundido es vertido a mano as que no se controla la

velocidad de vertido del fundido. Lo ms grave que

puede causar esto es diferencias en los tiempos de

enfriamiento que producirn fisuras en la pieza final.

El fundido es vertido en un molde que est sucio y con

aire lo que significa que aparte del aire que le entra al

metal durante el vertido, el molde no impide la

formacin de burbujas de aire en su superficie. O el

mezclado de las mismas con el vertido.

No hay control de la presin a la cual se somete la

pieza en el molde. Debido a que el molde no se dise

para soportar presiones tampoco se puede someter la

pieza a las mismas.

5) Proponga un proceso de fundicin para la

realizacin de la pieza final (que sea ms

eficiente), donde utilizara los materiales que hay

en el laboratorio y realizando un cambio en el

molde.

Considerando que solamente se puede realizar un

cambio en el molde, se propone la siguiente

modificacin:

Se debe de perforar el molde para crear una cmara de

alimentacin a la cual se la aadir un pistn. La

cmara de alimentacin tendr un orificio final por el

cual el fundido entra al molde y un orificio inicial

despus del pistn por donde entra el fundido. El pistn

se puede controlar con un simple sistema neumtico

para agregar fundido al molde a velocidad constante.

Aunque todava existir el problema del molde lleno de

aire y del control de presin al que se aplica el molde,

las modificaciones especificadas deben ser capaces de

resolver el problema de la variacin de vaciado y

tambin de las burbujas de aire en el vertido.

Recomendaciones

Se debe tener en presencia un extintor en el rea

donde se realiza el experimento para evitar

incendios y desastres desfavorables.

Preferiblemente trabajar en un lugar amplio debido

a la expulsin del humo del estao.

Tener varias salidas de emergencia en caso de

incendio.

Estar atento a la lectura de la temperatura.

Referencias

[1] Buhler Group, "Proceso de fundicin al

vaco,"2014.

http://www.buhlergroup.com/europe/es/tecnologias-

de-procesos/fundicion-a-presion/proceso-de-fundicion-

al-vacio.htm#.VFUYv_mG9Z4.

[2] Tabla Peridica

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/sn.htm

[3] Ammie de la Cruz, Fundicin de los Metales,

2004. PDF

[4]