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Fundicin

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Fundicin

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Anlisis del calentamiento del metal

H = V [ Cs (Tm To) + Hf + Cl (Tp Tm) ]

Donde:

H = Calor requerido para llevar un volumen V de metal a la

temperatura de colada

= Densidad del material

Cs = Calor especfico del metal en estado slido

Tm = Temperatura de fusin

To = Temperatura ambiente

Hf = Calor de fusin

Cl = Calor especfico del metal en estado lquido

Tp = Temperatura de colada

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Anlisis de la colada de metal fundido

Apli cando Bernoul li al problema de lacolada, tenemos que:

h1= h; h2= 0

p1= p2 = 1 atm

v1= 0; v2= v

F1= F2= 0 (despreciamos las prdidas)

En estas condiciones:

Bernoulli

Continiudad

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Anlisis de la fsica de la colada (cont.)

Es conveniente que el flujo no sea turbulento.

Para ello, el Nmero de Reynolds

Re = v D/ 5x104

Tomando valores tpicos para D, y , tenemos que:

v 1.5 m/s

Tiempo de llenado del molde:

donde:

V = volumen de la cavidad del molde

Q = caudal (puede calcularse como Q = vA, donde A es

la seccin de la compuerta )

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Solidificacin de metales puros

Curva de enfriamiento

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Solidificacin de metales puros

Estructura granular

Estructura granular tpica de metales puros con granos de tamao

pequeo orientados al azar cerca de la pared del molde y granos

grandes columnares orientados hacia el centro en el interior.

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Solidificacin de aleaciones

Diagrama de fase y curva de enfriamiento

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Solidificacin de aleaciones

Estructura granular

Estructura granular tpica de aleaciones donde se aprecia la

segregacin de los componentes de aleacin en el centro.

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Molde en forma de espiral para medir fluidez

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Tiempo de solidificacin

Regla de Chvorinov

TST= Cm(V/A)n

Donde:

Tst = Tiempo de solidificacin total

Cm = Constante de molde

V = Volumen de la fundicin

A = Superficie de la pieza

n = exponente normalmente igual a 2

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Contraccin

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Contraccin

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Diseo de aportadores usando la regla de Chvorinov

Buscamos dimensionar un aportador de tal forma que su Tst sea un

20% mayor que el de la pieza. Para ello hacemos:Tst Aportador= 1,2 Tst Pieza (1)

TstAportador= Cm(VAportador/AAportador)2 (2)

TstPieza= Cm(VPieza/APieza)2 (3)

Para un aportador cilndrico tenemos:AAportador= /4 D

2+ D H (4)

VAportador= /4 D2H (5)

r = H/D (6)

Reemplazar (6) en (4) y (5),

luego (4) y (5) en (3) y

finalmente (2) y (3) en (1).

Despejar D

Nota:VPieza, Apiezayr son dato

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Fundicin en arena verde