FUNDICINLa fundicin es un proceso de produccin de piezas metlicas a travs del vertido del metal fundido sobre un molde hueco. La fundicin implica tres procesos diferentes: Construccin del modelo. Elaboracin del molde. Colada del metal fundido.METALES Y ALEACIONES PARA LA FUNDICINHierro: (Fe) Elemento metlico, magntico, maleable y de color blanco plateado. Su punto de fusin 1535 C, punto de ebullicin 2750 C. Aluminio: (Al) Es un metal plateado muy ligero, muy electropositivo y extremadamente reactivo. Su punto de fusin 660 C, punto de ebullicin 2467 C.Cobre: (Cu) Es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metlica y color pardo rojizo. Sus ventajosas propiedades son la conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosin, as como su maleabilidad y ductilidad. Su punto de fusin 1083 C, punto de ebullicin 2567 C.Acero: Es una aleacin de hierro y carbono a la que suelen aadirse otros elementos. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplean un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones. Las propiedades fsicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribucin en el hierro. Clasificacin del acero: Aceros al carbono: Contiene diversas cantidades de carbono y menos de 1,65 % de manganeso, el 0,60 % silicio y el 0,60 de cobre. Se usa para mquinas, carroceras de automviles, estructuras de construccin de acero, cascos para buque. Aceros aleados: Contiene mayores cantidades de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y motores, patines o cuchillos de corte. Aceros de baja aleacin ultra resistentes: Reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que el acero al carbono. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de acero de baja aleacin. Acero inoxidables: Contienen cromo, nquel y otros elementos de aleacin, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidacin. Se utiliza para tuberas, y tanques de refinera de petrleo o plantas qumicas, para los fuselajes de los aviones o cpsulas espaciales, para instrumentos y equipos quirrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, en cocinas y zonas de preparacin de alimentos. Acero de herramientas: Contiene volframio, molibdeno y otros elementos de aleacin que le proporcionan mayor resistencia, resistencia y durabilidad. Se usa para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelados de mquinas empleadas en diversas operaciones de fabricacin.Se necesita seleccin y especificacin correcta de los metales, incluso de los elementos de aleacin, a fin de tener seguridad de que las piezas fundidas tengan las propiedades particulares necesarias en las partes terminadas, segn su fusin en un producto final. Suele ser difcil fundir y colar metales puros, los elementos de aleaciones mejoran las caractersticas de fluidez y solidificacin para la fundicin y colada.FUNDICIONESSon aleaciones de Hierro, Carbono y Silicio que generalmente contienen tambin Manganeso, Fsforo, Azufre y otros. Su contenido en Carbono es superior al contenido en Carbono de los aceros. Se caracterizan porque adquieren su forma definitiva directamente por colada, sin necesidad de someterla a deformacin plstica en fro o caliente. En general, no poseen buena ductilidad ni maleabilidad, para ser forjadas o laminadas, excepto en el caso de las fundiciones dctiles o maleables.Principales propiedades de las fundicionesEl empleo de la fundicin en la fabricacin de piezas para usos muy diversos, tiene las siguientes ventajas:1.- Las piezas de fundicin son, por lo general, ms baratas que las de acero, y su fabricacin es tambin ms sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y por realizarse la fusin a temperaturas ms bajas.2.- Las fundiciones son mucho ms fciles de mecanizar que los aceros.3.- Se pueden fabricar con facilidad piezas de grandes dimensiones y tambin piezas pequeas complicadas que se pueden obtener con gran precisin en formas y medidas, siendo adems en ellas menos frecuente la paricin de zonas porosas que en las piezas fabricadas con acero fundido.4.- Para numerosos elementos de motores, maquinarias, etc., son suficientes las caractersticas mecnicas que poseen las fundiciones. Su resistencia a la compresin es muy elevada, es tambin aceptable para muchas aplicaciones. Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien las vibraciones de mquinas y motores a las que a veces estn sometidas.5.- Su fabricacin exige menos precauciones que la del acero y, sin necesidad de conocimientos tcnicos muy especiales, se llegan a obtener fundiciones con caractersticas muy aceptables para numerosas aplicaciones.6.- Como las temperaturas de fusin de las fundiciones son, como hemos dicho antes, bastante bajas, se pueden sobrepasar con bastante facilidad, por lo que en general suela ser bastante fcil de conseguir que las fundiciones en estado lquido tengan gran fluidez y con ello se facilita la fabricacin de piezas de poco espesor.Clasificacin de las fundicionesLas fundiciones se clasifican en dos formas diferentes: primero de acuerdo a su fractura y luego de acuerdo a la microestructura.Por la fractura: Fundiciones grises: Las velocidades de enfriamiento muy bajas favorecen la formacin de este tipo de fundicin. Es duro rgido y absorber los choques. Tiene alto contenido de carbono y debido al granito libre en su estructura granular se puede maquinar con facilidad. Fundiciones blancas: Se enfra con rapidez, por lo cual no se pueden separar el hierro y el carbono. Es dura y quebradiza y de difcil maquinado. Fundiciones atruchadas: Es una fundicin de porcentajes intermedios entre las fundiciones grises y blancas.El contenido de silicio en las aleaciones hierro carbono y la velocidad de enfriamiento, tienen gran influencia en la formacin de una o otra clase de fundicin.Por la microestructura:1. Fundiciones en las que todo el Carbono se encuentra combinado y que al romperse presenta fractura de fundicin blanca.1. Fundiciones en las que todo el Carbono se encuentra en estado libre, estas son conocidas con el nombre de Fundiciones Ferrticas.1. Fundiciones en las que parte del Carbono se encuentra combinado y parte libre. A este grupo que es el ms importante de todos, pertenecen la mayora de las funciones que se fabrican y utilizan usualmente, como son las fundiciones grises, atruchadas, perlticas, etc.MODELOSUn modelo, es por regla general una fiel reproduccin de la pieza ( modelo al natural ).PROPIEDADES DE LOS MODELOS: Facilidad de modelo: Un modelo debe ser de fcil extraccin para evitar que arrastre consigo el material del molde al ser extrado. Contraccin: El aumento de la temperatura dilata los cuerpos, y el enfriamiento los contrae. Teniendo en cuenta este fenmeno, el modelo debe construirse con el grado de contraccin del metal, que se emplea en la colada. Funcionalidad o congruencia: Los modelos deben construirse de modo que la pieza resultante de la colada se adapte al mecanizado y al uso para el que est destinada y resultar prcticos, precisos, duraderos y tiles.TIPOS Y CLASIFICACIN DE MODELOS Modelos externos: sirven para reproducir las formas exterior de las piezas que se desean obtener. Modelos internos o cajas de machos: Son una especie de modelo que se colocan en un molde para formar la superficie interna de una pieza hueca.MATERIALES PARA LOS MODELOS Maderas: las maderas ms usadas son: El abeto, el pino y el lamo, entre las blandas. El nogal, el aliso, el haya, el roble y el alerce, entre las duras. Metales: Los metales ms usados en la construccin de modelos son el latn y las aleaciones a base de aluminio; algunas veces tambin se emplean el bronce y el hierro fundido, El yeso y el cemento: Se emplean, sobre todo el primero, para la confeccin de placas modelos en el moldeo a mquina y para la falsa caja o caja soporte. La cera de abejas: Sola o mezclada con parafina y resina, se emplea en el molde en cera perdida, en la fundicin artstica y en la micro fusin. La resina: la resina y las mezclas a base de este material ( fenlicas, acetlicas, polivinticas ) son muy poco usadas e la construccin de modelos.MOLDEOEl moldeo consiste en obtener una produccin en negativo de la pieza vaciado en el cual ha de colocarse el metal lquido que, al solidificarse, adquiere la forma del modelo. Segn los materiales empleados, y su consiguiente duracin, los moldes de dividen en:a.- Moldes perdidos o transitorios: Estn hechos de material moldeable, por ejemplo arena. Se utilizan para una sola colada.b.- Moldes permanentes: Son metlicos y se pueden utilizar para un gran nmero de coladas.ARENASPROPIEDADES GENERALES DE LAS ARENAS.Desde un punto de vista general, una arena de moldeo, debe reunir un conjunto de caractersticas de modo que produzca una pieza libre de defectos. Resistencia en estado hmedo.-Despus que ha sido mezclada con agua, debe tener la resistencia y plasticidad adecuada para soportar la confeccin y manipulacin del molde. Resistencia en estado seco.-A medida que es colocada, la arena adyacente al metal caliente pierde el agua rpidamente en forma de vapor, quedando en estado seco, dicha arena debe resistir la erosin y tambin la presin que el metal fundido ejerce sobre el molde. Resistencia en caliente.-Despus el agua se ha evaporado la arena debe resistir un aumento relativo de temperatura. La presin que el metal ejerce sobre el molde debe producir un ensanchamiento del mismo si el metal est fluyendo todava, pueda causar erosin, grietas o rompimientos, a menos que la arena posea la adecuada resistencia en caliente. Permeabilidad.-El calor del metal fundido produce una gran cantidad de vapor y otros gases por lo que el molde debe ser permeable, es decir, poroso para permitir que los gases escapen evitando defectos. Refractariedad.-Altas temperaturas de colada, requieren una gran refractariedad de la arena, es decir, deben aguantar altas temperaturas sin cambiar de estado. Fluidez.-La arena debe ocupar todos los espacios libres al rededor del molde. Producir un buen acabado de la pieza.- Coplasibilidad.-Una arena despus de sufrir un calentamiento se endurece y es difcil de eliminar de la pieza, puede causar que el metal en su contraccin se desgarre o se agriete. Para evitarlo la arena debe tener una gran coplasibilidad, facilitando su eliminacin de la superficie de la pieza durante el moldeo. Reutilisable.-Usualmente una arena de moldeo que no sobrepasa de su lmite refractariedad, puede ser reutilizada con slo agregarle agua.10. Que absorba calor del metal lquido para ayudar al enfriamiento ysolidificacin de la pieza.-CLASIFICACIN DE LAS ARENAS.Una primera clasificacin de las arenas naturales puede basarse su contenido de arcilla; se distinguen cuatro clases: Arenas arcillosas o tierras grasas. Arenas arcillosas o tierras semigrasas. Arenas arcillosas o tierras magras. Arenas silceas..Una segunda clasificacin puede hacerse a la forma del grano: Arena de grano esferoidal. Arena de grano angulado. Arena de grano compuesto.Finalmente, en relacin con la dimensin del grano, puede distinguirse: Arena de grano grueso. Arena de grano medio. Arena de grano fino.CARACTERSTICAS FSICO - QUMICAS DE LAS ARENAS. Anlisis qumico.-El anlisis qumico se utiliza para establecer la composicin de las arenas, en su composicin de cuarzo (slice), arcilla e impurezas. Este anlisis es importante para prever la refractariedad y cohesin de la arena. Determinacin del contenido de arcilla.-Se realiza con un levigador. Se pesan con exactitud 20 g de arena previamente secada durante una hora en una estufa a temperatura de 150 C, se pone a hervir durante 30 minutos con agua destilada y se introduce la mezcla en el levigador. Se aade agua destilada fra hasta alcanzar el nivel sealado, se agita y se deja en reposo; la arena se precipita por el peso y la arcilla permanece en suspensin. Se decanta el agua y se repita la operacin hasta que el agua salga limpia, el residuo arenoso que queda se deja secar y luego, se pesa para obtener el porcentaje de arcilla por diferencia de peso con el original (20 g). Tamao y distribucin de los granos.-Para determinar el tamao de los granos de una arena se efecta el anlisis granulomtrico. Para esto se utiliza ala arena producto de la levigacin, es decir la arena sin materiales arcillosos, se pesa x cantidad y se pasa por una serie de cedazos metlicos de mallas decrecientes, se pesan las cantidades de arena contenidas en cada cedazo y se establece el reparto de los granos en porcentaje.Con estos datos se pueden completar la clasificacin de las arenas, segn el tamao de su grano: Arena muy gruesa, granos comprendidos entre 1 y 2 mm. Arena gruesa, granos comprendidos entre 0.5 y 1 mm. Arena media, granos comprendidos entre 0.25 y 0.5 mm. Arena fina, granos comprendidos entre 0.10 y 0.25 mm. Arena finsima, granos inferiores a 0.10 mm. Forma de los granos.-La forma de los granos permite establecer el probable comportamiento de la arena; este examen se realiza en el microscopio. MANUFACTURA DE MOLDES. Los moldes no son permanentes y se preparan con materiales adecuados para su confeccin. Para formar el espacio vaco se utiliza un modelo y frecuentemente tambin una terraja. Los moldes pueden prepararse a mano o mquina. En consecuencia, existen los talleres de preparacin de moldes a mano (matrizado a mano), y los talleres de preparacin de moldes a mquina (matrizado a mquina). En el caso del moldeo en arena verde, el metal se vierte en el molde de arena verde o sin secar. En el caso del molde en arena estufada, los moldes y los machos se secan a 400 - 600 C antes de introducir en ellos el metal.PREPARACIN DE LAS ARENAS.La arena de moldeo puede dividirse en dos categoras: a) Arena para moldeo en verde, y b) Arena para moldeo en seco. Con la primera se confeccionan moldes en los que se efecta la colada sin someterlos a ningn secado. Con la segunda se confeccionan moldes que antes de la colada se someten a un secado cuya finalidad es la de aumentar la cohesin de la arena al objeto que se soporte mejor la accin mecnica del metal fundido, acrecentar la permeabilidad y reducir el volumen de los gases que se producen en el curso de la colada. Es evidente que el primer sistema tiene la ventaja de ser ms econmico y permite las producciones en serie y un empleo menor de utensilios (cajas de moldeo). Pero no todas las piezas pueden ser producidas con el modelo en verde. Particularmente las piezas grandes son de muy difcil realizacin con ese sistema.La preparacin de la arena de moldeo se realiza de modo diverso en las distintas fundiciones, segn los materiales de que disponen, los objetivos alcanzar y la costumbre. Normalmente se mezcla arena nueva con arena usada en anteriores moldeos, aadiendo los ingredientes adecuados. La finalidad de sta preparacin es la de obtener una masa homognea, sin terrones, cuerpos extraos o polvo, compuesta solamente de granos de slice separados unos de otros y recubiertos de una capa suficiente de arcilla humedecida u otro aglutinante, con la eventual adicin de negro mineral.Herramientas para la confeccin de moldes.Para apisonar (compactar) la arena se utilizan los pisones, que pueden ser de mano o de aire comprimido. Las herramientas pulimentadoras, sirven para alisar y retocar el molde, despus de la extraccin de los machos o el modelo. En el taller de matrizado se utilizan adems otras varias herramientas, como son por ejemplo, el martillo de madera o de goma para aflojar el modelo, el fuelle de mano, para limpiar la superficie de separacin, las brochas (mechones) para humedecer el rea de moldeo, los cedazos o cribas, para tamizar la arena con que se cubre el moldeo, entre otras.Mquinas para la fabricacin de moldes.Toda mquina para fabricacin de moldes, consta de una placa porta modelos o falsa de madera, sobre la cual se le coloca el modelo, casi siempre de metal o de yeso, y los modelos para el sistema de alimentacin (entradas, canales de alimentacin, mazarota, bebederos y artesa de colada). La mayora de las veces son necesarias dos placas porta modelos, una para la caja superior y otra para la inferior.Moldeo manual. Se coloca una mitad de patrn en el bajero y se le aplica una capa de polvo de hueso, con el fin de evitar que la arena de moldeo se pegue al patrn durante el apisonamiento. Se llena la caja de arena y se compacta la misma, lo ms uniformemente posible, alrededor del patrn, utilizando el apisonador; esta operacin se realiza hasta que el bajero est completamente lleno y finalmente se nivela la arena al ras de la caja utilizando el rasero. Se voltea el bajero boca arriba y se coloca encima el sobre, la otra mitad del patrn, coincidiendo con la primera y el patrn correspondiente al sistema de colada; se procede exactamente igual que en el caso del bajero. Una vez nivelada la arena en el sobre se abre el molde y se eliminan los patrones, quedando la cavidad del molde y los canales correspondientes al sistema de colada. Si la pieza a realizar es hueca, se coloca el noyo o macho. Se cierra el molde colocando el sobre encima del bajero y se asegura la caja mediante prensas, para evitar que durante la colada las cajas se separen, por la presin ejercida por el metal lquido al introducirse en el molde. El molde est listo para la colada.El proceso para el moldeo manual, es simple, pero requiere gran destreza y experiencia de parte del moldeador, para lograr un buen moldeo. Este tipo de moldeo hoy en da es utilizado cuando las piezas a producir son pocas o cuando existen trabajos complicados que no pueden ser realizados por moldeo a mquina.Donde:1. Arena de moldeo: mezcla de arena de slice, arcilla y agua.1. Caja de moldeo: marco de metal o de madera donde se realiza el moldeo, el cual consta de dos partes: la superior llamada sobre y la inferior llamada bajero.1. Apisonador: instrumento utilizado para compactar la arena, puede ser de metal o madera.1. Patrn o modelo: rplica de la parte exterior de la pieza a producir, puede ser de diferentes tipos de materiales.1. Cavidad del molde: huella dejada por el patrn o modelo al ser removido.1. Nodo o macho: son realizados en arena, y se colocan en el interior del molde para formar las superficies internas de la pieza.1. Polvo de hueso: sustancia muy fina, a base de carbonatos, con la consistencia de talco.1. Sistema de colada: son los canales y orificios, por donde entra el metal lquido, para llenar la cavidad del molde, est formado por el bebedero (canal por donde se realiza la colada), y por los canales de alimentacin.Moldeo a mquina.Apisonado de la arena.La arena puede ser apisonada por prensado, por vibracin y por proyeccin. Prensas: la arena vertida en la caja de moldeo y granulada en volumen por el marco de llenado, puede apisonarse mediante una prensa de aire comprimido o hidrulica. Debido a que la arena situada cerca del plato de la prensa, queda muy fuertemente apisonada y, en cambio, la que est cerca del modelo quede poco apisonada, surgen dificultades a la hora de evacuar los gases que se producen en la colada. Este procedimiento es adecuado, solamente para modelos planos. Mquinas vibradoras: Estas mquinas apisonan la arena en la superficie modelo, ms que en la superficie de la caja del modelo, por lo que es necesario con frecuencia un apisonado adicional posterior. Hay tambin mquinas para la fabricacin de moldes, que actan simultneamente o sucesivamente como vibradores y como prensas. Mquinas de proyeccin por centrifugacin: La arena es alimentada por una instalacin transportadora por un cabezal centrifugador dentro de este hay una rueda de paletas que gira con un alto nmero de revoluciones y proyecta la arena sobre la caja de moldeo. Para poder distribuir la arena uniformemente en la caja de moldeo, el cabezal centrifugador est girando a un brazo articulado.Caractersticas de los mtodos de moldeo:MOLDEO MANUAL

1.- Dureza variable

2.- Laboriosa y lento

3.- Necesita mucho personal

4.- Densidad desigual.

MOLDEO A MQUINA

Por Sacudida:

1.- Alto desgaste del equipo

2.- Densidad desigual

3.- Utilizado preferiblemente para superficies horizontales

Por Prensa:

1.- Necesita poco trabajo

2.- Densidad desigual

3.- Usado para cajas de poca altura

Por Proyeccin Centrfuga:

1.- Operacin rpida

2.- Alto costo

3.- Densidad uniforme.

NOYOS O MACHOS.Fabricacin de machos de moldeo (matrizado)Matrizado a mano: Para confeccionar los machos a mano, se utilizan modelos y terrajas. Los modelos pueden formarse en cajas de moldeo o en el suelo del taller de fundicin. Por ello, se distingue entre matrizado de caja y matrizado en solera. La preparacin de moldes en terrajas se denomina matrizado con terrajas o aterrajado de moldes.Matrizado en caja: En la mayora de los casos, basta con dos cajas de moldeo, pero las piezas de formas complicadas, exigen frecuentemente, el empleo de tres o ms cajas.Matrizado con terraja: Las terrajas se utilizan para confeccionar uno a uno, los moldes destinados a colar piezas de tamao pequeo o mediano, con secciones transversales iguales. El matrizado con terraja permite economizar los altos costos de la confeccin de modelos.Matrizado a mquina: El empleo de mquinas para la confeccin de moldes ofrece grandes ventajas en comparacin con el matrizado a mano, por ejemplo, el apisonado uniforme del material del molde, permite obtener una mejor calidad superficial de la pieza moldeada; la porosidad uniforme del modelo, proporciona una mejor exactitud de la pieza, adems se consigue una economa de tiempo y de mano de obra especializada.COLADO EN MOLDE DE CSCARAEs el proceso para formar una cscara delgada de arena aglutinada con una resina como material de moldeado. El espesor de la cscara depende del tiempo en que permanezca en el modelo la masa de material y es comn que sea de 5 a 10 mm, segn se requiera para el trabajo.El proceso de moldeo por cscara se usa mucho para hierro, acero y metales no ferrosos, el uso del moldeo en cscara est restringido a piezas de tamao pequeo y mediano. El proceso de moldeo de cscara es ms caro en la mayora de los casos que el moldeo en arena verde. Esto se debe a que el material de moldeo cuesta de cuatro a cinco veces lo que la arena sola.Pasos a seguir para el moldeo por cscara Un juego de modelos de placas similares a los patrones de placas de sobre y bajero utizados para el moldeo de arena hmeda son calentados entre 200 y 260C. En lugar de apisonar la arena en contra del moldeo, una mezcla de arena y resina, que se endurece al contacto del calor, se deja caer sobre el modelo. El modelo y la cscara adherida son calentados por menos de un minuto, para formar la cscara y restaurar la temperatura del modelo. La cscara es entonces despegada del modelo por medio de pistones. Cuando el espesor de la seccin de la pieza es mucho mayor que el de la cscara, perdigones o arena deben ser amontonados alrededor del molde para sujetarlo.HORNOS.Dentro de los hornos expuestos en este trabajo podemos encontrar los siguientes tipos:Hornos Bessemer.Hornos Siemens o (Open Hearth)Horno Convertidor LD.Hornos de Crisol.Hornos de Arco Directo.Hornos de Induccin. Hornos sin Ncleo Magntico. Hornos con Ncleo Magntico.Hornos o Cubilote.Se puede decir que cada uno tiene una serie de ventajas y desventajas, de acuerdo al tipo de fundicin que se requiere, as como a la calidad que se quiere obtener en la misma, y tambin se puede decir que su utilidad depende del gasto econmico del que se dispone.Hornos Bessemer.Es uno de los hornos ms antiguos que existen, as como el pilar para las fundiciones que existieron en el pasado en el pasado. Este horno data del ao de (1855), y anteriormente a la creacin del mismo las producciones de hierro y acero eran muy pequeas. El hierro se fabricaba en estado slido y pastoso por soldadura de pequeas partculas, en formas primitivas, por esto decimos que este horno fue el gran paso en la fundicin para metales, ya que antes del, las fundiciones trabajaban en su mayor parte por crisol o por cementacin.Hay que decir que la calidad del acero Bessemer era sin embargo, en conjunto, muy superior a la del hierro que se obtena en estado slido o pastoso, porque no contena inclusiones metlicas. Adems de aceros bajos en carbono ( C = 0,10%), tambin tenia las ventajas de fabricar aceros con contenidos de carbono mayores ( C = 0,70%).Como ventajas en el proceso del Horno Bessemer podemos mencionar las siguientes: Con respectos a los antiguos procesos. Era capaz de alcanzar producciones muchsimo mayores que las que se conseguan en los hornos de pudelar. Un convertidor de (15 t) de capacidad produca en un da (500 t), mientras que un horno pudelar solo produca (10 t) al da. La calidad del acero fabricado en un convertidor Bessemer era superior a los dems de la poca. Tenan la capacidad de fabricar todos los aceros a distintos niveles de carbono. El proceso permita obtener una produccin diaria mayor que los hornos de otro tipo y misma capacidad. Contaba con un bajo costo de instalacin y el acero obtenido.Dentro de los inconvenientes se encuentran: Tenan que utilizar materiales poco contaminados y bajos en fsforo. El acero no tena tan buena calidad, como la de otros hornos de la poca. Los lmites del proceso de fundicin eran bastante estrechos y deban vigilarse constantemente los niveles de fsforo, azufre y silicio. Hornos Siemens (Open Hearth).Este horno data del ao de (1898) y la mayor parte del acero fabricado en el mundo durante los aos posteriores a su creacin fue fabricado en hornos Siemens.El xito del nuevo mtodo es debido a que este horno poda alcanzar temperaturas mayores del orden de los (1600-1650 grados), superiores a las que corresponden la fusin del hierro y de los otros aceros.Dentro de las ventajas tenemos: Las cargas metlicas podan ser ms variadas. Lograba mejor eliminacin del fsforo y otros componentes que estaban presentes durante el proceso de fundicin. Producan menos niveles de escoria. Tenan mayor capacidad de carga. Fue el primero en utilizar gas en vez de carbn para en proceso de fusin.Dentro de las desventajas tenemos : El proceso era ms largo que cualquier otro de la poca. El sistema de regeneracin de calor era ms complicado y de una instalacin ms laboriosa. El gas utilizado por el mismo deba ser pre- calentado lo cual generaba un proceso ms complicado. Tambin el aire deba ser precalentado antes de circular por el hornoHorno o Convertidor LD.Este horno desplaz en (25)aos los clsicos procedimientos del los hornos Bessemer y Siemens, y desde el ao (1968) ocupa por su importancia el primer lugar entre los procesos de fabricacin del acero.Dentro de sus caractersticas, resalta que el proceso de afino era hecho a gran presin, por lo que se obtuvo un gran acierto, ya que al utilizar presin de oxgeno se lograba atravesar la capa superior de escoria para el refino del material.Dentro de las Ventajas tenemos: La calidad del acero fabricado con oxigeno es mucho mejor que la del acero Bessemer o Siemens, ya que los contenidos de residuos de fsforo o otras partculas eran del orden de (0,015 a 0,040%). El costo de produccin era mas bajo que el de los hornos Siemens o Bessemer de la misma capacidad. El proceso es de corta duracin aproximadamente (40 min.) Utiliza arrabio liquido obtenido en los hornos altos que hoy en da todava se utiliza para la produccin del acero.Hornos de Crisol.Los crisoles utilizados actualmente son muy parecidos a aquellos de arcilla de la antigedad, la operacin consistan en colocar el crisol en una fosa en la tierra donde se apilaban trozos de madera que servan de combustible y el aire escapaba a travs de una chimenea. Posteriormente se empez a utilizar carbn y gas como combustible.Dentro de las Ventajas tenemos: Son de bajo costo. Son muy tiles para producciones de baja cantidad de material. Son ideales para la produccin de materiales no ferrosos.Dentro de las Desventajas: Necesitan cambiar el tipo de combustible de acuerdo al material a fundir Su capacidad de carga no es grande. El proceso no es muy depurado como en los convertidores LD o Siemens.Horno de Arco Indirecto.Este es utilizado preferiblemente para aleaciones a base de Cobre, la fusin se realiza debido al arco de calor irradiado por un arco elctrico producido por dos electrodos situados sobre la carga.El mismo tiene la capacidad de fundir materiales para producir aceros, pero a un mayor numero de horas de fusin.Dentro de las ventajas tenemos: Tiene un buen grado de eficiencia en la produccin de material no contaminado. El mismo gira sobre su propio eje lo cual distribuye mejor la temperatura en el material y permite que la escoria salga ms rpido a flote. El costo del material obtenido aumenta ya que el proceso de fusin es mas limpio que cualquier otro por hornos de crisol u otro tipo de convertidor.Dentro de las desventajas tenemos que: Al utilizarlo para procesos de fusin de acero el costo de refractarios es muy elevado. En este proceso la eficiencia de fusin es ms baja. El costo de operatividad puede variar de acuerdo al consumo de electricidad.Horno de Induccin Sin Ncleo Magntico.Existen diferentes tipos de hornos sin ncleo magntico de acuerdo al ciclaje que se utilice, los mismos van desde (960 a 100.000 ciclos).Este horno es simplemente una cscara de asbesto dentro de la cual se encuentra en embobinado de cobre enfriado por agua y el mismo recubierto de refractario hmedo que al secarse forma una masa resistente.Dentro de las Ventajas tenemos que: Puede variar l numero de ciclos de acuerdo ha el tipo de material a fundir. Pueden usar una lnea de corriente directa. El costo en refractarios es mas bajo que el de los otros hornos. Logra buenas temperaturas de fusin en tiempos relativamente cortos.Dentro de las Desventajas tenemos que: La duracin del refractario depende del material a fundir. Utiliza asbesto interiormente, y el mismo es un material muy daino para los pulmones de las personas. El costo de funcionamiento depende del costo de la electricidad.Hornos con Ncleo Magntico.El horno de induccin con ncleo magntico es uno de los ms eficientes para fundir, este tipo de horno tiene un embobinado de induccin que se encuentra sumergido en el metal liquido, la induccin electromagntica bombea el metal alrededor del embobinado y a la vez se inducen corrientes secundarias alrededor del ncleo.Ventajas: Es l ms eficiente para fundir. El sistema de induccin se encuentra sumergido en el material. Trabaja a un numero de ciclos muy bajos.Desventajas: Tiene necesidad de material liquido como carga inicial. El costo elctrico determina el costo de funcionamiento. Solo pueden ser utilizados cuando se requieren operaciones de fusin continua.Hornos de Cubilote.Este tipo de hornos se considera l ms econmico para obtener fundicin. El mismo utiliza carbn como combustible carbn en forma de briquetas, o coque de bajo contenido de azufre.Dentro de las Ventajas tenemos: Es un horno muy econmico. El combustible que utiliza es mas barato que otros. El mantenimiento no detiene la produccin ya que estos hornos se instalan en pares y si uno se detiene el otro continua funcionando.Dentro de la Desventajas tenemos: La fusin deja un alto nivel de escoria. Los metales en este proceso pueden tener altos niveles de contaminacin de materias como oxigeno, fsforo y silicio. Es un proceso que utiliza mtodos antiguos, por lo que no se utiliza mucho a nivel de gran produccin. El mismo es alimentado de aire por ventiladores, lo cual aumenta el riesgo de contaminacin del material.MOLDEO A PRESIN.Es el mtodo para producir piezas fundidas de metales no ferrosos, en que el metal fundido se inyecta a presin en un molde o troquel de acero. Hoy en da se emplean sobre todo aleaciones de zinc, seguidas de latn y de aleaciones de aluminio y otros metales no ferrosos. La ventaja del fundido a presin sobre los moldes de arena que se empleaban antes, consiste en que l puede producir piezas con mquinas automticas de forma rpida y econmica. Mediante troqueles mltiples es posible fundir varias piezas similares en una sola operacin, con un acabado ms fino y con mayor detalle que las de molde de arena.La fundicin y colada a presin se utiliza, en forma casi exclusiva, con moldes permanentes. Las excepciones son algunos casos de colada con revestimiento o con molde lleno, en donde se utiliza la fuerza centrfuga para hacer centrar el metal del molde intrincados para producir hechos en pequeas cantidades. En muchos casos, los procesos de colada a presin son casi idnticos a los procesos de colada por gravedad con molde permanente. La diferencia est en hacer entrar el material fundido o fluido en la cavidad del molde.Adems de los procedimientos basados en introducir el metal por accin de gravedad, los moldes permanentes se pueden modificar de modo sobre el metal se ejerza una cierta presin para lograr que la pieza moldeada tenga menos defecto.El moldeo a presin comprende el forzamiento del metal fundido dentro de una matriz de acero, mediante una presin que puede oscilar de 1,2 a 1,8 Kg /mm2. El grado de presin varia con el mtodo de inyeccin y la aleacin empleada. La presin del molde se puede aplicar por medio de aire a presin o por la introduccin de un macho metlico.En el procedimiento de la cmara fra el metal fundido se cuela en el cilindro que no esta sumergido en el metal caliente y se obliga a pasar el molde por medio de un embolo que funciona bajo la presin neumtica o hidrulica. En este procedimiento el metal fundido esta solo poso tiempo en contacto con el cilindro y el pistn, por lo que se moldea las piezas de los metales en el punto de fusin mas elevado que en otros mtodos, y de esta se evita la contaminacin del Hierro. Dado que en este mtodo se puede aplicar mayor presin las piezas moldeadas son de mejor calidad.Todas las piezas obtenidas con el moldeo en la matriz tienen tolerancia ajustadas, contorno definido, superficie lisa y la produccin es alta con un mnimo de mano obrera. Presentan una capa dura y blanda en el medio debido a la rapidez de enfriamiento, particularmente cuando se realiza forzadamente. Debido al diseo y tamao esta diseada para piezas pequeas. Las matrices se fabrican generalmente de aceros especiales a los que se les un tratamiento trmico antes de hacer el hoyo. Los procesos de moldeado a presin son iguales que los procesos de colada a presin, porque se hace llegar el material a presin contra los contornos de un molde o troquel. Pero el material para el moldeo no se encuentra en estado fluido cuando entra al molde. El material se puede colocar en el molde y, despus ablandarlo o se puede introducir a presin en el molde en un estado plstico, flexible.Fundicin en molde a presin.Llamada a veces fundicin por inyeccin, se utiliza para vidrio, caucho, plstico y metales. Sus variantes tambin se conocen como moldeo por inyeccin (de uso especfico para materiales no metlicos, como los plsticos y el caucho). Los procesos de fundicin en molde presin se caracterizan por su mxima exactitud, control dimensional, acabado de superficie y elevado volumen de produccin.Los productos tpicos incluyen. Manijas de puertas, cubiertas para mquinas de oficina, carcazas para herramientas de mano, artculos de plomera y muchos otros.Las desventajas principales de la fundicin en molde a presin son:1. Las limitaciones que impide el uso de metales ferrosos. El costo de la mquinas y los modelos es muy elevado. La porosidad de los xidos atrapados durante la inyeccin.Los troqueles pueden ser muy complejos e incluir muchas piezas mviles para poder sacar formas complicadas del molde. Las piezas pequeas se suelen fundir por grupos para utilizar un solo ciclo de moldeo en la formacin de varias piezas.El proceso de fundicin en un molde a presin, se hace entrar el material fluido a la cavidad del molde con suficiente presin para llenarla por completo de modo uniforme. La presin permite utilizar el proceso para fundir piezas pequeas, formas complejas y secciones muy delgadas.Se utilizan dos mtodos para la inyeccin a presin de metales. El proceso de cmara fra requiere que el operador cuele cierta cantidad de metal fundido desde un cazo a una cmara, en donde el mbolo aplica la presin para hacer pasar el metal desde la cmara hasta el molde. Este metal se llama una descarga y la cmara de presin se llama cmara de descarga.El proceso de cmara caliente es ms automtico. La cmara caliente se sumerge en el metal fundido con lo cual, cada vez que se retrae el mbolo de presin, la cmara de presin se llena con el caldo de metal fundido. El proceso de cmara caliente es ms rpido que el proceso de cmara fra, pero el precio del equipo y su instalacin tambin es mayor.Moldeado por inyeccin.Los moldes por inyeccin son muy similares a los de fundicin a presin. La diferencia principal entre el moldeo por inyeccin y fundicin a presin est en la forma en la cual se cargan los materiales y entran en la cavidad del molde.El vidrio y el caucho se plastifican con calor y se inyectan como material caliente y viscoso desde una cmara de presin similar a la de mquina de fundicin en molde a presin.Los plsticos se cargan en partculas slidas. El alimentador produce suficiente calor por friccin para ablandar las partculas y formar una masa viscosa. Despus se hace entrar el material reblandecido a la cavidad del molde en la cual se conforma.Despus de inyectar el material en la cavidad, se suele enfriar los moldes con agua para provocar que el plstico se endurezca lo suficiente para extraerlo del molde despus se expulsa el objeto del molde con pasadores expulsores.Los productos de espuma de plstico se hacen con una de tres variantes del proceso de moldeado por inyeccin: Se insuflan en el molde cuentas o perlas pequeas que tienen una burbuja de gas. Se aplica vapor o aire caliente al molde. El vapor reblandece las cuentas y hace que se expanda el gas de las cuentas. Esta expansin las lanza contra la pared del molde y una contra la otra, con la cual se fusionan y se funden. Se agregan productos qumicos a la resina que hay en el barril de la mquina de inyeccin; esto genera un gas que se disuelve en la resina ablandada. La resina se ablanda en el barril por el calor de la friccin. Cuando se inyecta una carga dosificada en el molde, contiene menos resina de la que necesita el molde, debido a la presin reducida que hay en el mismo, el gas se desprende de la resina y la empuja sobre las paredes del molde. Se inyecta nitrgeno con una boquilla en la resina del molde. La inyeccin del gas hace que la resina se vuelva espuma.Moldeado por soplado.El moldeado por soplado, tiene uso para productos de vidrio, caucho o plstico. El proceso de moldeado por soplado, empieza con la formacin de un grumo de material fundido a una forma tubular, la cual se llama bombillo o preforma. El aire a presin sopla el material blando, fluido, contra las paredes del molde para darle la forma deseada.Las ventajas de este mtodo son que se obtienen productos de exactitud dimensional y de superficie casi terminada, adems de que es rpido. Los costos de son muy grandes, como los de moldeado a presin y por inyeccin, su volumen de reproduccin es muy alto. Su desventaja principal es que el costo inicial es muy grande y la mquina se debe usar para produccin es muy grande. En ocasiones, surgen problemas cuando se utilizan plsticos endurecibles por reaccin qumica, una vez que se mezclan los productos qumicos se debe continuar el moldeado por soplado, hasta que termine la carga de plstico; de lo contrario se endurecer fuera del molde y habr que desecharlo.Moldeado por compresin.Es proceso en el cual se introduce en el molde una cantidad dosificada de resina plstica. Se calienta el molde y se aplica presin. La compresin obliga a la resina fundida a llenar toda la cavidad, dentro de la cual se produce una reaccin qumica, que la endurece y produce la forma moldeada final. Las resinas pueden estar en polvo, grnulos, escamas o en forma de cordones o varillas.El molde puede ser de una o de mltiples cavidades y las secciones suelen hacerse con aceros para herramientas, con alto pulimento para producir el acabado deseado en la superficie de los productos.Se utiliza fuerza hidrulica para aplicar la presin en los moldes, utilizando fuerzas de compresin para obligar al plstico a moverse a todas las partes de la cavidad del molde, se debe dejar un pequeo espacio alrededor de los bordes de las secciones del molde, para que escurra el sobrante de resina.Moldeo por transferencia.Abarca los mismos principios de materiales que el moldeo por compresin. La diferencia principal entre los dos procesos est en el mtodo con el cual se coloca o se alimenta la resina para el moldeo en la cavidad del molde. En el moldeado por compresin, la resina se coloca directamente en la cavidad del molde y la presin de una mitad del molde hace que el material se extienda en toda la cavidad. En el moldeo por transferencia, la presin para obligar a entrar el material en la cavidad del molde se aplica desde una cavidad diferente llamada crisol de transferencia. Un mbolo del molde comprime el material del troquel de transferencia hacia un bebedero y por canales hacia la cavidad del molde. La resina se calienta en el crisol de transferencia a presin y, luego, se aplica una presin mayor para enviar la resina reblandecida hacia la cavidad del molde. Pueden agregarse fibras o telas de refuerzo en la pieza. El moldeado por transferencia requiere menos acabado que el moldeo por compresin y el uso de los canales, facilita producir piezas mltiples. Se tiene la pequea desventaja de que se necesita quitar los bebederos y canales del molde antes de agregar la siguiente carga, porque el plstico no puede volverse a usar.Colada centrfuga.Se hace con un molde que gira a alta velocidad para crear elevadas fuerzas centrfugas, que lanzan el material pesado de la colada contra la cavidad del molde en rotacin. El material pesado se lanza contra el molde, las impurezas ligeras y los gases se van hacia el centro, fuera de la cavidad del molde, con lo cual las imperfecciones se eliminan con facilidad con acabado y maquinado.En general, las piezas coladas con este proceso, no necesitan tubos verticales y solo un mnimo de canales. Los procesos de colada centrfuga se usan mucho para las coladas de artculos de plsticos, concreto, cermicos y casi todos los metales. El molde centrfugo suele utilizarse para formar piezas huecas, cerradas, de una sola pieza con espesor uniforme.Ningn otro proceso de colada puede producir piezas huecas. Las desventajas incluyen el costo y el mantenimiento de las, maquinarias centrfugas y la produccin un tanto lenta por el cuidado necesario para la carga y el bajo tiempo del ciclo.Hay dos variantes de los procesos de colada centrfuga en uso muy extendido. El proceso de colada centrfuga en s se emplea para hacer un producto en un molde. La segunda variante es la colada en centrfuga se utiliza para producir cierto nmero de piezas diferentes y separadas por cada colada del material fundido.Por lo general, las piezas de colada centrfuga, se producen una cada vez, son simtricas. Esta colada puede utilizarse para producir objetos de tamao y formas irregulares.Los moldes para colada centrfuga de los dos tipos, pueden ser permanentes o unitarios, pueden hacerse con metal, yeso, granito y con arena verde o curada.Colada continua.Este proceso tiene un uso muy amplio en la manufactura de acero, cobre, aluminio y sus aleaciones. Se emplea para producir varillas redondas, alambres y varillas conformadas similares a las que se obtienen por extrusin. En esta colada se utiliza la fuerza de gravedad para hacer pasar el material por troqueles o guas y una corriente de material fundido, cae en una cmara enfriada y se solidifica antes de llegar a nivel del piso. La nueva forma solidificada permanece blanda en su interior y sale del troquel por gravedad a lo largo de un espacio por enfriamiento en donde contina la solidificacin y el endurecimiento; el material formado se corta en lingotes o se forma en bobinas para su uso posterior.Las ventajas de la colada continua son la produccin continua de material, desde su estado fundido a uno slido y con la forma deseada y con la forma costosa como laminado de planchas, estirado o extrusin. El alambre suele producirse a partir de varillas que se laminaron para formar planchas, se hicieron lminas y se volvieron a formar varillas gruesas, que se reducen al tamao deseado por trefilado por varios troqueles. El proceso de colada continua elimina la mayora de las operaciones intermedias desde la colada de los lingotes hasta el trefilado inicial. Puede obtenerse casi cualquier forma para que se pueda laminar, estirar o extruir, con grandes ahorros en los costos de operacin y de equipo.El equipo de colada continua es muy costoso y muchos fabricantes prefieren utilizar maquinaria existente, en vez de instalar maquinas nuevas. Moldeado por capas.Se utiliza en la manufactura de productos de fibra de vidrio. Las fibras de vidrio pueden cortarse a tamaos muy cortos y soplarlas contra el molde revestidos con resinas para formar un cojn afieltrado o bien las fibras pueden tejerse para formar una tela burda como la arpillera y colarlas sobre el molde revestido con resina. El moldeado por capas incluye prensar las fibras de vidrio y las resinas contra el molde para dar la forma de deseada. El molde puede revestirse con un producto qumico para evitar la adherencia de la resina.La desventaja principal de este proceso es el largo tiempo de ciclo necesario para limpiar, revestir y preparar el molde y, luego para aplicar las fibras y resinas y mantener la presin hasta que ocurre el fraguado.La presin suele aplicarse contra un diafragma de caucho, que har fuerza uniforme contra cualquier contorno del molde. El aire a presin se aplica al exterior del diafragma.Formacin al vaco.Es muy similar al proceso de moldeado por capas; la diferencia principal es que no se utiliza ni se necesita un diafragma de caucho. Se calienta una hoja o pelcula de un termoplstico y se coloca sobre un molde; se extrae el aire que hay entre el molde y el plstico. Puede aplicarse calor al plstico desde el molde o con calefactor, puede calentarse el plstico antes de colocarlo en el molde; cuando se reblandece el plstico, la presin atmosfrica obliga a este a adoptar la forma del molde.La formacin al vaco, permite una direccin y es ms eficaz para secciones de pared delgada.Moldeado a presin.Es lo opuesto del moldeado al vaco, pues se aplica aire a presin en una cavidad para obligar al material caliente a expandirse contra la forma del molde. Puede utilizarse un molde o bien, el aire a presin puede emplearse para formar una burbuja abovedada como una hoja; cuando la presin se utiliza para empujar a la hoja contra el molde, el proceso se llama formacin con presin directa. Cuando se expande el material para formar una burbuja, se llama soplado libre. Las formas de soplado libre, pueden tener bases cuadradas, rectangulares, redondas u ovaladas y pueden ser de tamao grande. Las ventajas de los plsticos acrlicos de soplado libre incluyen buena calidad ptica y contornos regulares. La principal desventaja del soplado libre es el bajo volumen de produccin. Las desventajas primarias del moldeado con presin directa son el costo del equipo y los troqueles, pero el moldeado con presin directa se presta para elevados volmenes de produccin.Pelcula soplada.Este proceso es similar al proceso de moldeado a presin o al vaco en algunos aspectos. S extruye un tubo de plstico delgado con un troquel. Se retira el tubo a travs del troquel hasta rodillos de presin en una torre a cierta distancia encima del troquel. Despus, se le inyecta aire para formar una burbuja de plstico. Para el momento de que el plstico llega a los rodillos de presin, ya est fro y solidificado. 34