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UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MATERIALES CIENCIA DE LOS MATERIALES I PROFESORA BEATRIZ JARAMILLO DIANA CAROLINA JARAMILLO JOSÉ DAVID OJEDA GALEANO MARIA ALEJANDRA HOLGUIN ALEXANDER HINCAPIE SILVA

Informe Fundicion, Laminado y Trefilado

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Page 1: Informe Fundicion, Laminado y Trefilado

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MATERIALES

CIENCIA DE LOS MATERIALES I

PROFESORA

BEATRIZ JARAMILLO

DIANA CAROLINA JARAMILLO

JOSÉ DAVID OJEDA GALEANO

MARIA ALEJANDRA HOLGUIN

ALEXANDER HINCAPIE SILVA

MAYO 11 DE 2011

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INFORME PRÁCTICA DE FUNDICIÓN, LAMINADO Y TREFILADO

1. OBJETIVOS GENERALES

Reconocer la fundición como uno de los procesos más importantes en la obtención de piezas metálicas y su gran utilidad para la ingeniería.

Aplicar diferentes métodos para pulir las piezas obtenidas a partir del proceso de fundición.

1.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conocer los principales pasos para obtener una pieza.

Identificar los diferentes procesos de fundición, sus principales características y su uso adecuado.

Caracterizar materiales ferrosos y no ferrosos.

Conocer definiciones relacionadas con los procesos de fundición y moldeo.

Conocer factores importantes que influyen en la selección de parámetros para los procesos de fundición y moldeo.

Conocer los componentes de un molde.

Distinguir algunas aleaciones metálicas de frecuente uso en los procesos de fundición.

Conocer el proceso de trefilacion y el proceso de laminación y aprender a diferenciarlos.

Adquirir conocimientos generales acerca de los procesos de trefilacion y laminación, además los requerimientos técnicos necesarios para su realización.

Conocer algunas de las herramientas y maquinaria utilizada en el proceso de fundición y terminado de piezas.

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2. MARCO TEORICO

Los materiales metálicos son sustancias inorgánicas compuestas por uno o más elementos metálicos y pueden contener algunos elementos no metálicos, como el carbono, nitrógeno y oxígeno. Estos materiales se caracterizan por tener una estructura cristalina en la que los átomos están dispuestos de manera ordenada. Los metales poseen la característica de ser buenos conductores térmicos y eléctricos, además que muchos de ellos son relativamente resistentes y ductiles a la temperatura ambiente y presentan alta resistencia, incluso a altas temperaturas.

Los metales y las aleaciones suelen dividirse en dos clases: aleaciones y metales ferrosos que contienen un alto porcentaje de hierro, como el acero y el hierro fundido, y aleaciones y metales no ferrosos que carecen de hierro o contienen solo cantidades relativamente pequeñas de éste.

Los metales se elaboran en formas funcionales aplicando una amplia gama de operaciones de conformado de metal, tanto en frio como en caliente, como lo son la fundición de metales y aleaciones, la laminación en caliente y en frio, extrusión, forjado, trefilado de alambre y el embutido.

Esta práctica se centra en el proceso de fundición, laminado y trefilado. En su mayoría, los metales se procesan primero fundiendo el metal en un horno que actúa como depósito del material fundido, a este metal fundido pueden añadirse los elementos de aleación necesarios para producir las distintas aleaciones, para luego eliminar las impurezas que se presenten que pueden ser de óxido de la aleación de Al-Mg fundida y el indeseado gas hidrogeno, y de esta forma se producen enormes lingotes u otras formas que se deseen obtener. El siguiente proceso de conformado al que se le hace referencia en esta práctica es al laminado, el cual es un proceso en el cual se reduce el espesor del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios, los rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos planos tales como láminas o cintas. También pueden estar ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar el perfil, así como estampar patrones en relieve. Este proceso de deformación puede llevarse a cabo por dos métodos, sean en caliente o en frío, métodos estos que se usan comúnmente en la fabricación de metales y aleaciones, mediante estos procesos se pueden producir chapas y placas de gran longitud y con secciones transversales uniformes. En la laminación en caliente, primero se lleva a cabo esta, ya que cuando el metal ésta caliente, es posible una mayor reducción del espesor a cada pasada por el laminador, mientras que la laminación en frio de metales se lleva a cabo a temperaturas inferiores a la temperatura de recristalización del metal y produce un endurecimiento por deformación del mismo.

Por último, se encuentra el trefilado de alambre, el cual es un proceso de conformado importante, usado para reducir o para cambiar el diámetro de alambre o barra tirando del alambre o barra con un solo o serie de dados de dibujo para prefijar. Este es un proceso de deformación en frío que permite reducir el diámetro, con la característica de no generar virutas, de la mayoría de los materiales metálicos de forma alargada y sección simétrica cuya fabricación se haya originado en procesos de laminación. Los procedimientos empleados en el trefilado varían considerablemente dependiendo del metal o aleación, del diámetro final y propiedades mecánicas deseadas.

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3.PROCEDIMIENTO

3.1. PRACTICA DE FUNDICION:

Para realizar las piezas por función:

3.1.1. Preparamos la arena, a la mezcladora fue agregado: 3 canecas de arena, 5 litros de agua y 2% en masa de bentonita con respecto a la arena, solo se agrega este porcentaje de bentonita pues la arena ya había sufrido una serie de procesos. En la mezcla lo ideal es obtener el punto en donde la mezcla presente plasticidad, pues esta aporta permeabilidad, y resistencia, esto con el fin de que soporte el proceso de fundición

3.1.2. Tomamos la caja de moldeo, tenemos caja inferior y caja superior, separamos la caja superior de la inferior que están unidas por un sistema macho-hembra y la volteamos para poder posicionar en el fondo los moldes a los que se desea copiar su forma, esparcimos talco en su superficie, con el fin de que los moldes puedan ser retirados con facilidad y cubrimos los moldes con arena preparada y tamizada hasta un tercio de la caja, y presionamos con los pistones desde adentro hacia afuera. Realizamos una segunda capa de arena esta vez sin tamizar, apisonamos de afuera hacia adentro con los dos tipos de pisones: pisón de esquinas y pisón de superficies. Realizamos una tercera capa repitiendo el proceso anterior hasta llegar a la superficie y eliminamos el excedente con la varilla.

Nota: la arena quedo muy compactada, posiblemente sea una causa de error.

3.1.3. Posteriormente volteamos la caja superior, de modo que la superficie plana de los moldes se hace visible, y sobre la caja superior ponemos la caja inferior, y cerramos el sistema macho-hembra. Cubrimos la superficie de los moldes de nuevo con talco.

3.1.4. En centro de la caja inferior posicionamos el vaciadero que nos será útil como alimentador, adicionamos una capa de arena tamizada, luego adicionamos una capa de arena sin tamizar y presionamos con los pisones, repetimos el proceso con arena sin tamizar hasta llegar a la superficie y eliminamos el excedente con una varilla o regla, tenemos en cuenta que se debe dejar un espacio amplio alrededor del vaciadero, para ingresar sin problemas el metal fundido.

3.1.5. Separamos de nuevo las cajas, tomamos la caja superior, la que contiene los moldes y realizamos aberturas o canales de comunicación entre el alimentador y cada molde que contiene las figuras, y quitamos residuos de arena con una aspiradora, este proceso para que el metal fundido ingrese a cada molde, a la caja inferior le retiramos el vaciadero.

3.1.6. Sellamos de nuevo la caja y pasamos a introducir por el alimentador el metal fundido, esperamos un tiempo prudente de modo que se enfrié la arena y el metal, para pasar a desmoldar

3.1.7. Después de desmoldar retiramos cuidadosamente con la segueta los canales de comunicación, y lijamos y pulimos las piezas con limas y lijas, cuidadosamente para no dañar el grabado de las piezas conformadas.

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3.2. PRACTICA DE TREFILADO

En esta práctica tomamos un alambre de cobre, con un alicate lo despuntamos para que este pudiera pasar inicialmente por los agujeros del dado de la maquina trefiladora, el alambre de cobre se hizo pasar varias veces por algunos de los diferentes diámetros del dado, con el fin de disminuir su diámetro.

3.3. PRACTICA DE LAMINADO

En esta práctica tomamos una pieza de aluminio cilíndrica un poco alargada y la hicimos pasar por la maquina laminadora, esa es una maquina compuesta de rodillos rotatorios la cual disminuye el espesor de los metales, la pieza se hizo pasar varias veces por los diferentes agujeros.

4. DATOS Y RESULTADOS

En la primera práctica donde se realizó el proceso de fundición, se obtuvieron cuatro piezas, pero debido a manos inescrupulosas solo se encontraron tres de estas, las cuales presentaron una buena definición, como lo muestran las imágenes a continuación:

En la segunda práctica se realizaron los procesos de laminado y trefilado, de donde se obtuvieron los siguientes datos, respectivamente:

Tabla 1

LONGITUD DIAMETROINICIAL 133mm 9.4mm

ORIFICIO 1 134mm 8.6mmORIFICIO 2 153mm 8.5mmORIFICIO 3 186mm 8.6mmORIFICIO 3 225mm 8.35mmORIFICIO 4 270mm 7.95mmORIFICIO 5 404mm 5.5mmORIFICIO 6 570mm 4.525mmORIFICIO 7 632mm 4.0mmORIFICIO 8 770mm 3.6mm

Tabla 2

LONGITUD DIAMETROINICIAL 126cm 0.23mmFINAL 133.4cm 0.21mm

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Como se puede apreciar en las respectivas tablas se tomaron los datos para el laminado, en el cual se hizo la tabulación de los datos arrojados por el paso de la barra por ocho diferentes orificios.

Mientras que para el trefilado se paso el alambre por el orificio de 2.1 inicialmente y se termino pasando el alambre por el orificio de 1.9, de las cuales tomaron los datos que se muestran a la tabla 2.

5. ANALISIS

ANALISIS FUNDICIÓN

En el proceso de fundición se obtuvieron piezas de buena calidad y buena definición en los detalles los cuales retuvieron la forma original del modelo utilizado para esta práctica, lo cual se cree que fue gracias a una buena compactación de la arena en todas las capas este proceso. Además, se cree que el porcentaje de humedad que se calculó permitió una buena permeabilidad para el flujo del material fundido, lo que se ve reflejado en la definición de las piezas al final del proceso. Por otro lado, es de anotar que se debe realizar una buena impregnación del antiadherente para un buen desmoldeo y proceder posteriormente a la elaboración de los canales de alimentación, donde se cree que se presentaron fallas que generaron los rechupes.

ANALISIS LAMINADO Y TREFILADO

En el laminado, a medida que el alambrón de aluminio atravesaba por los diferentes orificios del laminador, vimos una disminución en el grosor y un alargamiento de la pieza. En la práctica olvidamos rotar el alambrón en cada pasada por los orificios, por lo que la pieza obtuvo una forma hexagonal y se generaron rebabas, lo anterior altera los datos creando márgenes de error al hacer el cálculo del porcentaje de deformación, se tiene en cuenta también que la pieza tuvo que ser pasada por un orificio mayor para recuperar en lo posible su forma, lo cual fue logrado y por ende no hay perdida de material generada por rebabas.

Para el trefilado se tomó un alambre de cobre y midieron sus dimensiones, el cual se hizo pasar por algunos diámetros del dado de la maquina trefiladora, esto ocasiono que el alambre disminuyera su diámetro, se alargara y adquirirá brillo, la punta de alambre debía ser adelgazada para poder ser ingresada por los orificios del dado de la maquina trefiladora, el hacer este ingreso en cada pasada fue un poco tedioso por lo que podría decirse que este se rompió debido al desgaste, estos dos últimos posiblemente ocasionen alteraciones en el cálculo del porcentaje de deformación.

Durante el proceso se pudo observar que a medida que el alambre sufría los cambios también había desprendimiento de calor del material que indica buena deformación, también sufría endurecimiento por la deformación que se puede definir como exceso de tensión en el material, para esto se realizó un recocido para liberar tensiones en el material y así poder continuar fácilmente con el trefilado.

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6. CUESTIONARIO

6.1. Cuáles son los principales procesos para conformar piezas metálicas? Explique brevemente su principio y los principales parámetros del proceso. Considere los procesos realizados en la práctica, asi como los principales procesos que se utilizan a nivel industrial.

PRINCIPALES PROCESOS PARA CONFORMAR PIEZAS METÁLICAS

PROCESO DE FUNDICION O COLADO.

Proceso para producir piezas u objetos útiles con metal fundido. Consiste en vaciar metal fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se desea fabricar y esperar a que se endurezca al enfriarse.

Para lograr la producción de una pieza fundida es necesario hacer las siguientes actividades:

-Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas

-Diseño del molde

-Preparación de los materiales para los modelos y los moldes

-Fabricación de los modelos y los moldes

-Colado de metal fundido

-Enfriamiento de los moldes

-Extracción de las piezas fundidas

-Limpieza de las piezas fundidas

-Terminado de las piezas fundidas

1. PROCESO DE FUNDICION EN MOLDE DURO.

Esto consiste en un molde de dos partes, hechas de materiales metálicos, en el cual al estar unidos se crea el molde en el que se vierte la colada, y se mantiene durante el tiempo de solidificación.

Este tipo de moldeo reduce los costos en relaciona otras técnicas cuando se requiere una producción en serie debido a que permite la automatización del proceso.

Para esta técnica de fundición se deben ocupar metales con un bajo punto de fusión, como lo son el aluminio, magnesio, latón, zinc, plomo, estaño entre otros. Si se requiere de metales con mayor punto de fusión, el molde debe hacerse de grafito o mantener el molde metálico continuamente refrigerado.

Para realizar esto se requiere un molde metálico, generalmente de hierro o acero hecho de dos partes. Normalmente se recubre con barro refractario en su interior.

2. PROCESO DE FUNDICION INVERTIDA O A LA CERA PERDIDA.

Es uno de los métodos más antiguos. El proceso es único por razón de su habilidad para generar piezas con un alto grado de exactitud dimensional y acabado superficial,

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a la vez que una libertad ilimitada para el diseño. Puede realizarse para casi la totalidad de las aleaciones en uso.

Este es un procedimiento en el cual se crea una pieza de metal, generalmente bronce a partir de una pieza hecha de cera que a su vez se obtiene de un modelo esculpido por el artista. A partir de este modelo en cera se crea el molde que ira a un horno que endurece el molde y derrite la cera (de ahí su nombre), finalmente se vierte el metal liquido en el molde creado.

3. PROCESO DE FUNDICION A PRESION.

Este tipo de fundición con ayuda de la implementación de moldes de metal se hace para tener una vida económica del molde, teniendo en cuenta que el metal fundido debe tener bajos puntos de fusión. Se hace con base al zinc o aleaciones con aluminio. (Fundición con molde permanente con gravedad, fundición a baja presión, fundición a alta presión)

La ventaja de este método sobre el vaciado tradicional es que se introduce en el molde un metal limpio desde el centro del crisol, en lugar de un metal que ha sido expuesto al aire. Lo anterior reduce la porosidad producida por el gas y los defectos generados por la oxidación, y se mejoran las propiedades mecánicas. No son necesarias ni mazarotas ni alimentación de colada.

4. PROCESO DE FUNDICION EN ARENA EN VERDE.

La arena verde es una mezcla de arena de sílice, arcilla, humedad y otros aditivos. Este moldeo consiste en la elaboración del molde con arena húmeda y colada directa del metal fundido. Es el método más empleado en la actualidad, con todo tipo de metales, y para piezas de tamaño pequeño y medio.

No es adecuado para piezas grandes o de geometrías complejas, ni para obtener buenos acabados superficiales o tolerancias reducida.

5. PROCESO DE FUNDICION POR FUERZA CENTRIFUGA.

Este tipo de colada se realiza haciendo girar el molde alrededor de un eje, con lo que la fuerza centrífuga obliga al metal fundido a rellenar todas las cavidades del mismo.

Se emplea fundamentalmente para moldear piezas de revolución (por ejemplo tubos), sin necesidad de emplear machos El espesor del tubo estará en función de la cantidad de metal colado.

6. PROCESO DE FUNDICION EN MOLDE DE YESO.

La fundición con yeso consta de un molde conformado en dos partes que esta hecho de yeso (2CaSO4 más agua), se le agrega talco y arena de sílice para controlar la contracción y tiempo de fraguado, de esta manera se mejor su resistencia y es menos probable que se agriete. Para crear el molde se vacía el yeso en una caja sobre el modelo original y se deja fraguar, el yeso fluye fácilmente envolviendo el modelo, lo que permite capturar altos detalles de la figura. Este proceso tiene una serie de desventaja durante su proceso; el molde debe fraguar durante 20 minutos, luego cocerse durante varias horas para quitar la humedad y aun así no se quita toda la humedad. Otro problema es que el yeso si esta muy deshidratado se vuelve quebradizo, y humedad causa remanentes durante la fundición, lo que provoca defectos en el producto final. Y finalmente el yeso no es un material permeable limitando el escape de los gases de la cavidad del molde.

Maneras de solucionar estas problemáticas hay variadas:

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- Evacuar el aire del molde antes de vaciar

- Batir la pasta del yeso antes de hacer el molde, con el objetivo quede con poros y disperse los gases usar composiciones especiales del molde, por ejemplo mezclar alrededor de 50% de arena con el yeso, calentar esta mezcla y después secar. Esto le da permeabilidad más grande que el molde convencional de yeso.

7. PROCESO DE LAMINADO O ROLADO.

Este es un proceso en el cual se reduce el espesor del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios. Los rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos planos tales como láminas o cintas. También pueden estar ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar el perfil, así como estampar patrones en relieve. Este proceso de deformación puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío.

Rolado en caliente: Los cristales participan. Tienden a reformarse después de que el material se ha fundido y refinado. Los defectos se eliminan de la superficie de las losas por rabeado neumático o maquinado.

Rolado en frio: Retienen en forma sustancial la forma que recibieron por la acción de los rodillos, se rolan en frio para mejorar las propiedades físicas, buen acabado de superficie, superficie con texturas, control dimensional, facilidad de maquinado.

8. PROCESO DE ESTIRADO O TREFILADO.

Consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras o dados cuyo diámetro es paulatinamente menor.

Si es imprescindible disminuir el diámetro del alambre, se hace un nuevo tratamiento térmico como el recocido que devuelve al material sus características iníciales.

Las máquinas utilizadas para realizar este proceso se denominan trefiladoras. En ellas se hace pasar el alambre a través de las hileras, como se ha dicho antes. Para lograrlo el alambre se enrolla en unos tambores o bobinas de tracción que fuerzan el paso del alambre por las hileras.

9. PROCESO DE FORJADO.

El forjado fue el primero de los procesos del tipo de compresión indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de metales. Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión que exceden el esfuerzo de fluencia del metal. El esfuerzo puede ser aplicado rápida o lentamente. El proceso puede realizarse en frío o en caliente, la selección de temperatura es decidida por factores como la facilidad y costo que involucre la deformación, la producción de piezas con ciertas características mecánicas o de acabado superficial es un factor de menor importancia.

10. PROCESO DE EXTRUSION.

La extrusión es un proceso usado para crear objetos con secciones transversales definidas y fijas. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados es la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente se encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento.

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La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o frío.

11. PROCESO DE EMBUTIDO.

El embutido se realiza para la fabricación de elementos huecos a partir de Planchas de acero u otros metales y resulta el más económico con respecto a la fabricación de maquinas, herramientas o colado. El proceso se desarrolla a partir de un disco de material previamente seleccionado, el cual es empujado dentro de una matriz hueca por un punzón, aunque el proceso inverso suele ser también realizado con frecuencia.

6.2. Diagrama de flujo del proceso de fundición

El diagrama de fujo se presenta al fianl de este informe.

PRINCIPALES ACTIVIDADES REALIZADAS RESPECTO AL PROCESO DE FUNDICION

- PREPARACION DEL MODELO: Es una copia de la pieza a fundir. Deberá ser sobredimensionada ya que se debe tener en cuenta la contracción de la misma una vez se haya enfriado a temperatura ambiente.

En este caso el modelo que dio la forma a la pieza que fundimos ya estaba hecho, pero es importantísimo anotar que para la realización de piezas es necesario tener la forma que se desea obtener con anterioridad.

- PREPARACIÓN DE LA ARENA: Para la obtención de la materia prima, se realizo el tamizado del material, buscando de esta manera retirar la mayor parte de impurezas y las partes más gruesas del material.

- Al obtener la arena más limpia después del tamizado se coloco en la mezcladora 60 Kilogramos de la misma, con 50 gramos de carbonilla, 250 gramos de bentonita, que equivalen al 12 % de la arena en verde y durante el procedimiento de mezclado se adicionaron gradualmente aproximadamente 2 litros de agua para la activación de la bentonita y además de buscar mejorar las propiedades de la arena para el moldeo que son:

1. Alta temperatura de fusión: Para alcanzar la fusión y el deterioro a las temperaturas alcanzadas en contacto con el metal fundido.

2. Estabilidad térmica. Para resistir los cambios de tamaño con cambios de temperatura.

3. Permeabilidad: Para permitir el escape del vapor de agua, aire y otros gases durante la solidificación del metal.

4. Resistencia. Para soportar las presiones estáticas y dinámicas del metal liquido.

5. Facilidad de colapso: Para permitir la contracción de las formas de fundición limitadas por la arena de moldeo con una resistencia mínima, a medida que disminuye la temperatura mientras el metal esta aun caliente y débil.

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6. Facilidad de fluir: Permitiendo que la arena se compacte a profundidad y que fluya uniformemente alrededor del modelo.

- MOLDEAR: En este paso se coloco el modelo dentro de la caja de moldeo de madera, se vació la arena sobre él y se compacto.

- COMPACTAR LA ARENA: Para que el modelo quede con la forma y el tamaño deseado, y además con muy buen copiado, se compacta la arena con los diferentes pisones.

- APISONAR CON EL PISON PEQUEÑO: La arena se adiciona por capas sobre el molde en el moldeo, teniendo en cuenta que cada capa de arena será compactada para dar exactitud de tamaño y forma utilizando el pisón pequeño, sabiendo además que las capas anteriores no deben quedar completamente planas, para que la siguiente capa de arena quede mejor adherida a las demás.

- APISONAR CON EL PISON GRANDE: La última capa de arena del molde se apisona con el pisón grande para garantizar la compactación total de la arena.

- COLOCAR EL VACIADERO O BAJANTE: Para el moldeo por partes que realizamos, ambas mitades deben de estar conectadas y además para permitir el ingreso del metal al molde es necesario un canal de acceso; para esto durante el proceso de moldeo de una de las partes se coloca adicionalmente de la pieza, un bajante de madera que posteriormente se retirara.

- PULIR EL MOLDE: Al tener la arena compactada en cada mitad de molde, se pule este, cortando la arena sobrante, de esta forma el molde quedara sobre una base plana y se evitan riesgos en la producción de la pieza como movimientos inesperados al verter el metal fundido.

- DESMOLDEAR EL MODELO: Después de realizados los modelos, se retira el corazón de madera dando lugar al negativo de la pieza que será fundida. Hay que tener delicadeza al desmoldar la pieza para que la arena no se desmorone dañando así la imagen que se desea obtener.

- HACER CANAL PEQUEÑO: Se juntan ambas partes de la pieza teniendo en cuenta el bajante que ha sido previamente retirado de modo que este quede en la parte superior del conjunto de moldeo y antes de la unión de los moldes se realiza un canal pequeño en el molde superior que contiene el canal de acceso para facilitar el acceso del material fundido a la pieza.

- HACER CANAL SUPERIOR: Se hace un acceso que permite mejorar el ingreso del metal fundido a través del bajante. Este se realiza para que el metal fundido no ingrese directamente por el bajante, porque al entrar tan caliente podría dañar el molde (desmoronar la arena) y además por la capacidad de acierto del operario que vacía el metal.

- CALENTAR EL METAL Y FUNDIR: Después de tener el negativo de la pieza, se procede a calentar el metal. Después de pasar el metal de estado sólido a líquido por medio de calor este se funde y en este caso fue a 820 ºC.

- DESMOLDEAR LA PIEZA: Después de verter el metal fundido y dejar enfriar el mismo, aproximadamente por 10 minutos, se procede a desmoldar la pieza destruyendo el molde de arena para obtener el material con la forma ya definida.

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- PULIR LA PIEZA: Una vez obtenida la pieza, esta queda con granos de arena que se retiran con un cepillo de cerdas de acero inoxidable o de alambre. Después se retiran los restos del bajante con una segueta y se procede a pulir la granulometría de la pieza con limas (planas, media caña y redondas), si es necesario se pasa la pieza por la piedra de esmeril que ayuda a terminar de pulir la pieza o la grata si se desea brillar la misma.

- LIMPIAR EL SITIO DE TRABAJO: Al terminar todo el trabajo en el laboratorio se procede a la limpieza del mismo, colocando las herramientas utilizadas en los sitios correspondientes y llevando los restos de arena al lugar donde esta se recicla para seguirla utilizando en los diferentes procesos de fundición.

6.3. En el proceso de laminación, tome nota del diámetro inicial del alambrón utilizado y el diámetro después de cada pasada. Calcule el porcentaje de deformación en cada paso, y presente estos resultados tabulados.

El proceso de laminado que realizamos fue a una pieza circular o alambrón de aluminio. Los diámetros registrados durante el procedimiento son los siguientes:

LONGITUD DIAMETROINICIAL 133mm 9.4mm

ORIFICIO 1 134mm 8.6mmORIFICIO 2 153mm 8.5mmORIFICIO 3 186mm 8.6mmORIFICIO 3 225mm 8.35mmORIFICIO 4 270mm 7.95mmORIFICIO 5 404mm 5.5mmORIFICIO 6 570mm 4.525mmORIFICIO 7 632mm 4.0mmORIFICIO 8 770mm 3.6mm

%deformacion=d0−d fdo

×100%=¿

%deformacion=9.4mm−3.6mm9.4mm

×100%=61.7%

6.4. En el proceso de trefilación, tome nota del diámetro inicial del alambre utilizado y el diámetro después de cada pasada. Calcule el porcentaje de deformación en cada paso y presente los resultados tabulados.

El proceso de trefilado que se realizo fue a un alambre de cobre que presento un diámetro inicial de 0,23mm el cual se hizo pasar repetidas veces por el proceso a través de un dado para lograr disminuir el diámetro inicial del material y como tal conseguir además un alargamiento en este. El diámetro final registrado fue de 0,21 mm.

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LONGITUD DIAMETROINICIAL 126cm 0.23mmFINAL 133.4cm 0.21mm

%deformacion=0.23mm−0.21mm0.23mm

×100%=8.7%

6.5. Cual es la diferencia entre el proceso de laminación y el proceso de trefilación? Durante los procesos de laminación y trefilación observa cambios en el comportamiento del material? Descríbalos y explique a que se deben esos cambios.

TREFILADO LAMINADOEl material se deforma por compresión, pero

la fuerza de deformación se suministra jalando el extremo deformado del material,

por lo tanto su deformación es indirecta.

El material se deforma con el fin de reducir un espesor para producir un

material más delgado y largo pero solo ligeramente más ancho.

La capacidad propia del material permite deformarse a hilos conservando su volumen si perdida de material, solo hay disminución

del diámetro.

Aunque hay cambio en la forma del material este conserva su volumen y el

producto terminado debe tener un espesor uniforme en longitud y ancho.

El proceso de deformación permite obtener un material más resistente con una

estructura interna que proporciona mejores propiedades físicas.

La proporción mayor de esfuerzo es la compresión y se aplica en tal dirección que el efecto en las dimensiones del ancho es menor en comparación con

las otras anteriores.Los materiales tienen suficiente ductibilidad al principio pero esa ductibilidad se reduce conforme a la dureza presentando mayor

resistencia a la cedencia y la tensión aumenta conforme progresa la deformación.

6.6. Cuales son los riesgos en cada uno de los procesos y que elementos de protección deben utilizarse.

ELEMENTOS BASICOS DE PROTECCION:

Para el proceso de fundición: Fue indispensable el uso de careta para fundir y esmerilar además de el uso de guantes; para el proceso de fundición que realizaron los monitores del laboratorio usaron guantes, careta y traje adecuados para prevenir riesgos de contacto con el material fundido.

Para el proceso de laminado: Se hizo uso de guantes para recibir o meter el material en la trefiladora.

7. CONCLUSIONES

Se presentan diferencias grandes entre los valores de los porcentajes de deformación del laminado y el trefilado por las presiones que se generan en los

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mismos y el material de partida uitilzado para cada uno de los procesos y las diferencias de los mismos.

El conformado por arena en verde nos permite obtener una gran cantidad de piezas de calidad con diferentes formas de manera fácil, pues hecho bien todo el proceso se logran buenos copiados y acabados uniformes en cuanto al espesor de la pieza, además el conformado en arena verde es muy económico en cuanto a la fabricación de los moldes, porque en su mayoría el material utilizado para estos es de bajo costo y reutilizable.

Debido a la textura que aporta la arena, los acabados superficiales que obtiene una pieza por fundición no son los mejores, por lo que debe ser pulida para mejorar en lo posible su apariencia, lo cual es una desventaja porque genera perdida de material, mayor tiempo en su elaboración y el copiado de la forma no es exactamente el requerido, por ende el conformado en arena verde no es ideal para crear piezas de geometrías complejas.

Se pueden obtener piezas por fundición para cualquier metal o aleación, pero es de gran importancia conocer su punto de fusión al momento de verterlo en el molde, pues deberá alcanzar una temperatura mayor después de alcanzar su punto de fusión para que no se funda antes o mientras es ingresado en el molde, esto no crea perdida de material pues tanto el material utilizado en el molde como el metal se puede recuperar, pero si genera pérdida de tiempo y trabajo.

El proceso de laminado se puede utilizar para reducir bloques de metal a láminas, cintas o piezas de espesor muy reducido de una manera fácil y económica.

Se debe tener cuidado a la hora de pasar la pieza por el laminador, ya que esta cada vez que se pasa se debe rotar y cambiar de posición para no obtener rebabas, las cuales provocan perdida del material e incluso la formación de cuchillas filosas.

Sería ideal disminuir los porcentajes de reducción en cada pasada para el tipo de laminado llevado a cabo en la práctica, pues sería menor la posibilidad de generación de rebabas y modificación de la forma inicial, pero es casi imposible si nos refiriéramos a las necesidades de producción, pues sería un proceso más costoso y conlleva más tiempo en la elaboración.

El proceso de trefilado es utilizado para reducir el diámetro de hilos metálicos sin generación de virutas, con precisión dimensional y buena calidad superficial y aporta ala material sometida ciertas propiedades mecánicas como dureza y resistencia.

El trefilado es un proceso fácil de llevar a cabo, aunque se debe calentar el alambre para eliminar tensiones y permitirle al material ganar la tenacidad requerida y recuperar su ductilidad para poder continuar con el proceso de traficación.

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8. ANEXOS

Moldeo con arena en verde

Hacer el modelo

Preparar la arena Moldear

buscar la línea de partición

Colocar el vaciadero o bajante

Hacer los canales

Vaciar

Desmoldar la pieza

Compactar la arena

Apisonar con el pisón pequeño

Apisonar con el pisón grande

FundirCalentar el metal

Pulir el molde

Limpiar mesa de trabajo

Page 16: Informe Fundicion, Laminado y Trefilado

8. BIBLIOGRAFIA

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Askeland, Donald. Ciencia e Ingenieria de Materiales. 3 ed. Santiago, CHILE: Thompson, 1998. p 402-448. Impreso.

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Schey, John A. Procesos de Manufactura. Mc Graw Hill. Tercera edición. México. 2002. 1003 p.

Timings, R.L. Tecnología de la Fabricación. Representaciones y servicios de Ingeniería S.A. México. 1979. 389 p.

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http://books.google.es/books?id=gilYI9_KKAoC&pg=PA281&lpg=PA281&dq=fundicion+en+molde+duro&source=bl&ots=mmaRwTvsGF&sig=uMs78IR4fH6XGAhD7Tykv08zxaI&hl=es&ei=4gUkTOGCKYGClAfu59wo&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CBwQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false