362682689 Cuestionario 11procesos de La Fundicion Demetales PDF

Preview

Summary

CUESTIONARIO 11PROCESOS DE LA FUNDICION DEMETALES11 Describa las diferencias entre los moldes desechables y lospermanentes. Moldes desechables, que suelen producirse con arena, yeso, cerámica y materiales similares, los moldes permanentes que se fabrican con metales quemantienen su resistencia a tem...

Description

CUESTIONARIO 11PROCESOS DE LA FUNDICION DEMETALES

11.1 Describa las diferencias entre los moldes desechables y los permanentes. - Moldes desechables, que suelen producirse con arena, yeso, cerámica y materiales similares, los moldes permanentes que se fabrican con metales que mantienen su resistencia a temperaturas elevadas. - Un molde desechable típico de arena consta de 90% de arena, 7% de arcilla y 3% de agua, Los moldes metálicos son mejores conductores de calor que los moldes desechables no metálicos. -Con los moldes desechables se fabrican bases para máquinas, grandes impulsores de turbinas, propulsores, accesorios de plomería y numerosos componentes para equipo agrícola, cajas para engranes, cabezas de cilindros y bielas. Componentes de cerraduras, engranes, válvulas, accesorios herramental y ornamentales, propulsores, cortadores para Operaciones de maquinado y con los moldes permanentes se fabrican los pistones automovilísticos, cabezas para cilindros, bielas, discos para engranes de electrodomésticos y artículos de cocina. -moldes desechables bajo costo , moldes permanentes alto costo. -los moldes desechables en lo posible no se vuelve a utilizar en las siguientes fundiciones, los moldes permanentes se utilizan en repetidas ocasiones. -la operación de fundición en molde permanente se realiza manualmente.

11.2 Nombre los factores importantes al seleccionar arena para moldes. - La arena que tiene granos finos y redondos se puede apisonar de modo más compacto y asi se forma molde con superficie más lisa.

- la arena de grano fino refuerza la resistencia del molde, estos granos también reducen su permeabilidad (penetración a través de los poros). Una buena permeabilidad - El molde también debe tener una colapsabilidad adecuada para permitir que la fundición se contraiga al enfriarse, evitando así defectos como el desgarramiento y agrietamiento en caliente

11.3 ¿Cuáles son los tipos más importantes de moldes de arena? ¿Cuáles son sus características? - arena verde para moldeo, que es una mezcla de arena, arcilla y agua. El término “verde” indica que la arena dentro del molde está húmeda o mojada mientras se vacía el metal en su interior. Éste es el método menos costoso para fabricar moldes y la arena se recicla fácilmente para su uso posterior. -superficie seca, la superficie del molde se seca, ya sea guardando el molde en aire o secándolo con sopletes. Debido a su mayor resistencia, estos moldes se utilizan en general para fundiciones grandes. - molde de caja fría se mezclan diversos aglutinantes orgánicos e inorgánicos con la arena, para unir químicamente los granos y obtener una mayor resistencia. Estos moldes tienen dimensiones más precisas que los de arena verde, pero son más costosos. - molde no cocido se agrega una resina sintética líquida a La arena y la mezcla se endurecen a temperatura ambiente. Debido a que el aglutinamiento Del molde en este proceso y en el de caja fría ocurre sin calor, se les llama procesos de Curado en frío.

11.4 Liste los factores que deben tomarse en consideración al seleccionar materiales para modelos. -bajo costo -acabado fino -que evite grietas

11.5 ¿Cuál es la función de un corazón o macho? Para definir la superficie interior de la fundición. También se utilizan en la parte exterior de la misma a fin de formar características como letras sobre la superficie o cavidades externas profundas.

11.6 ¿Cuál es la diferencia entre la fundición de molde de arena y la de molde en cáscara? Fundición en moldeo por arena: Emplea como tal una variedad llamada sílice (SiO2). La arena se aglomera (compacta) gracias a la ayuda de agua y arcilla. Antes de nada, deben construirse o emplearse unas cajas de moldeo (de madera, acero) que contendrán la arena compactada junto al modelo. Se emplean dos cajas: La caja superior y la inferior (o de fondo). Ambas se unen con clavijas durante el moldeo. Se rellena la caja inferior con arena y se compacta. Se introduce el modelo. El modelo está dividido en dos mitades. En este caso se introduce la mitad del modelo. Se repite el proceso con la otra mitad, incorporando un canal, llamado bebedero por el que entrará el metal fundido y también se deja otro canal llamado mazarota que asegura la evacuación de los gases. Se abre el molde y se retiran los modelos. Se vuelven a unir las dos mitades sin olvidar los machos que ocupen el lugar de los huecos de la pieza final. Una vez secado el molde, se retiran las cajas de moldeo. Se vierte el metal fundido hasta rellenar el hueco originado por el modelo, dejando transcurrir el tiempo necesario para que el metal solidifique. A continuación, se rompe el molde y se elimina la arena que haya quedado adherida a la pieza, incluido el macho. Fundición en moldeo en cáscara: La fundición en molde consiste en calentar el modelo sobre un metal ferroso o de aluminio (175-370°C) recubierto con un agente separador (silicón) y sujeto a una cámara que contiene arena fina con 2,4 a 4 % de aglutinante de resina termoestable la cual recubre el modelo (por

volteo o soplado). Este conjunto se coloca dentro de un horno para completar el curado de la resina. Este proceso puede producir muchos tipos de fundición con estrecha tolerancias dimensionales y un buen acabado superficial.

11.7 ¿Cuáles son los moldes compósitos? ¿Por qué se utilizan? Resin Transfer Moulding (RTM) es el proceso de producir composites en un molde cerrado mecánicamente, rígido, y que normalmente está compuesto de dos partes, hembra y macho.

Esta fotografía muestra un molde de aluminio Operado en una prensa hidráulica, para producir pieles de paneles de puertas. Las ventajas de un proceso de "molde cerrado" son considerables, pero podemos resumirlas en:



Las emisiones volátiles (estireno etc) son enormemente menores.



Es un proceso rápido, limpio y repetible



El espesor del laminado puede ser controlado con gran precisión.



El proceso depende muchísimo menos de la habilidad manual del operador.



La cara B del molde puede ser definida con precisión.



El proceso puede ser automatizado. El refuerzo seco (fibra de vidrio, fibra de carbono, aramida, etc.), se coloca entre las dos caras del molde, y éste es cerrado usando fuerzas mecánicas, como una prensa hidráulica, tornillos, pasadores, o vacío) En las pestañas del molde se colocan sellos, que al ser comprimidos evitan fugas de resina del molde o de vacío. Una resina termoestable es inyectada,a menudo por la parte central del molde, directamente en el paquete de fibra de refuerzo. El molde se llena por el efecto de la presión hidráulica generada por la máquina inyectora. El molde tiene

normalmente salidas en los puntos más alejados del punto de inyección, permitiendo escapar el aire del interior del molde que va siendo susbtituido por la resina. Adicionalmente, se pude usar vacío en los puntos de ventilación para mejorar la calidad del laminado. 

RTM está basado en estructuras mecánicas que hagan que las fuerzas de cierre del molde sean lo suficientemente grandes para resistir las fuerzas derivadas de la presión de inyección de la resina. Asimismo, el molde en sí debe ser suficientemente rígido para no deformarse debido a las fuerzas mencionadas. Esta característica del proceso RTM puede convertirse en problemática si se trata de moldear grandes piezas, ya que la utilería necesaria llega a ser anti económica, simplemente por el tamaño y las dificultades de operación. 11.8 Describa las características de la fundición en molde de yeso. Fundición en molde de yeso: La fundición en molde de yeso emplea sulfato de calcio con la adición de talco y harina de sílice para mejorar la resistencia del molde y controlar el tiempo requerido para el curado del yeso. Estos componentes se mezclan con agua y el barro resultante en vaciado sobre el modelo.

Las piezas obtenidas tienen detalles finos con un buen acabado superficial, presenta una estructura de grano más uniforme y con menos deformación por lo que se conoce como fundición de precisión y se utiliza únicamente para aluminio, magnesio, zinc y algunas aleaciones en base a cobre.

11.9 ¿Por qué el proceso de fundición por revestimiento es capaz de producir detalles finos en la superficie de las fundiciones? Como los modelos de cera se funden después que se hace el molde refractario, se debe fabricar un modelo para cada fundición. La producción de modelos se realizara mediante operación de moldeo, que consiste en vaciar o inyectar cera caliente en un dado maestro, diseñado con las tolerancias apropiadas para la contracción de la cera y del metal de fundición. En los casos donde la forma de la pieza es complicada, se juntan varias piezas de cera para hacer el patrón. En operaciones de alta producción se pegan varios patrones a un bebedero de colada, hecho también de cera, para formar un modelo de árbol, esta es la forma que tomara el metal fundido. El recubrimiento con refractario, se hace generalmente por inmersión del árbol patrón en un lodo de sílice u otro refractario de grano muy fino (casi en forma de polvo) mezclado con yeso que sirve para unir el molde. El grano fino del material refractario provee una superficie lisa que captura los intrincados detalles del modelo de cera. El molde final se forma por inmersiones repetidas del árbol en el lodo refractario o por una compactación cuidadosa del refractario

alrededor del árbol en un recipiente. El molde se deja secar al aire, aproximadamente ocho horas, para que endurezca al aglutinante.

11.10 Nombre el tipo de materiales utilizados para los procesos de fundición en molde permanente. En la fundición en molde permanente (también llamada fundición en molde duro), se fabrican dos mitades de un molde con materiales de alta resistencia a la erosión y a la fatiga térmica, como el hierro fundido, acero, latón, grafito o aleaciones metálicas refractarias . 11.11 ¿Cuáles son las ventajas de la fundición a presión en matriz? R.-La fundición a presión en matriz y de acabado está altamente automatizados. Con frecuencia se aplican lubricantes (agentes de separación) como delgados Recubrimientos sobre las superficies de las matrices; éstos suelen ser lubricantes a base de agua, con grafito u otros componentes en suspensión. Debido a la alta capacidad de enfriamiento del agua, estos fluidos también son efectivos para mantener bajas las temperaturas de la matriz y así mejorar la vida de esta última.

11.12Liste las ventajas y limitaciones de la fundición a presión en matriz. VENTAJAS

LIMITACIONES

Excelente precisión dimensional

Alto costo de la matriz

acabado superficial

partes de tamaño limitado

Alta capacidad de producción.

generalmente limitado a metales no ferrosos; largo tiempo de entrega

11.13 ¿Cuál es el propósito de una mazarota?, ¿y de un respiradero? R.- que suministran metal fundido adicional a la fundición conforme ésta se contrae durante la solidificación. Se muestran dos tipos de mazarotas, una ciega y una abierta. Los respiraderos o vientos, que se colocan en los moldes para extraer los gases producidos cuando el metal fundido entra en contacto con la arena en el molde y en el macho. También dejan escapar el aire de la cavidad del molde conforme el metal fundido fluye en su interior. 11.14Dé algunas razones para usar insertos para matrices. Son útiles para fundir integralmente a presión en matriz componentes como pernos, flechas y sujetadores roscados, esto la vez evita operaciones de maquinado posteriores. 11.15 ¿Qué es la fundición por dado impresor? ¿Cuáles son sus ventajas? R.- El proceso de fundición dado por impresor (o forjado de metal líquido) se desarrolló en la década de 1960 y comprende la solidificación del metal fundido a alta presión. Los productos típicos producidos so n los componentes automovilísticos cuerpos de morteros. la maquinaria incluye una matriz un punzón y un perno expulsor . La presión aplicada por el punzón mantiene los gases atrapados en solución y el contacto a alta presión en la interfaz matrizmetal promueve una rápida transferencia de calor, lo que produce microestructura fina con buenas propiedades mecánicas.

11.16 ¿Cuáles son las ventajas del proceso de fundición a la espuma perdida? R.• El proceso es relativamente simple porque no existen líneas de partición, machos o Corazones, o sistemas de mazarotas. De ahí que tenga flexibilidad de diseño.

• El proceso requiere cajas de moldeo económicas. • El poliestireno es barato y se puede procesar fácilmente para producir modelos con Formas complejas, tamaños diversos y detalles superficiales finos. • La fundición requiere operaciones mínimas de acabado y limpieza. • El proceso se puede automatizar y es económico para grandes lotes de producción.

CUANTITATIVAS 11.17 Si sólo necesita unas pocas unidades de una fundición particular, ¿qué proceso(s) utilizaría? ¿Por qué? R: Fundición por revestimiento de cáscara cerámica: Una variación del proceso de fundición por revestimiento es la fundición de cáscara cerámica. Utiliza el mismo tipo de modelo de cera o plástico, que primero se sumerge en gel de silicato de etilo y luego en una cama fluida de sílice fundida de grano fino, o harina de zirconio. Este proceso es económico y se utiliza extensamente para la fundición de precisión de aceros y aleaciones de alta temperatura. 11.18 ¿Cuáles son las razones de la gran variedad de procesos de fundición que se han desarrollado a lo largo de los años? Explique con ejemplos específicos. R: Existieron dos tendencias que han tenido un impacto importante en la industria de la fundición.  La primera es la mecanización y automatización de este proceso, que ha conducido a cambios significativos en el uso del equipo y la mano de obra. Maquinaria avanzada y sistemas automáticos de control de procesos han reemplazado a los métodos tradicionales de fundición.  La segunda tendencia importante es la creciente demanda de fundiciones de alta calidad, con tolerancias dimensionales cerradas. Se desarrollaron los siguientes procesos: - Proceso en arena - Proceso molde en cascara - Proceso moldeo evaporativo - Proceso molde de yeso - Proceso molde cerámico - Proceso por revestimiento - Proceso molde permanente - Proceso a presión en matriz - Proceso centrifuga 11.19 ¿Por qué la fundición a presión en matriz produce las partes fundidas más pequeñas? R: La fundición a presión en matriz tiene la capacidad de producir con rapidez partes fuertes de alta calidad y formas complejas, en particular con aluminio,

bronce, magnesio y zinc. También proporciona una buena precisión dimensional y detalles de la superficie, por lo que las partes requieren muy pocas (o ninguna) operaciones de maquinado o terminado (formado de forma neta). Debido a las altas presiones involucradas, se producen paredes hasta de 0.015 pulgadas, que son mucho más delgadas que las obtenidas por otros medios de fundición. Sin embargo, permanecen las marcas de los expulsores, al igual que pequeñas cantidades de proyecciones (material delgado comprimido entre las matrices) en la línea de partición de la matriz. 11.20 ¿Qué diferencias (si es que existe alguna) hay entre las propiedades de las fundiciones fabricadas mediante molde permanente y por fundición en arena? R:  Fundición molde permanente: La fundición de molde permanente se realiza: - Manualmente - Puede automatizarse en grandes lotes de producción - Produce fundiciones con buen acabado superficial - Tolerancias dimensionales cerradas - Propiedades mecánicas buenas y uniformes y grandes capacidades de producción - Costos elevados para pequeños lotes  -

Fundición en arena: La fundición de moldes de arena: Es el método más utilizado. Se requiere algún acabado. Un acabado superficial grueso. Tolerancias amplias. Bajo costo

11.21 ¿Recomendaría el precalentamiento de los moldes utilizados en la fundición en molde permanente? ¿Retiraría la fundición en cuanto se solidificara? Explique sus razones. Si es conveniente precalentar el molde pues, El precalentamiento facilita el flujo del metal a través del sistema de vaciado y de la cavidad. Tan pronto como solidifica el metal, el molde se abre y se remueve la fundición. A diferencia de, los moldes desechables, los moldes permanentes no se retraen, así que deben abrirse antes de que ocurra la contracción por enfriamiento a fin de prevenir el desarrollo de grietas en la fundición. 11.22 En relación con la figura 11.3, ¿piensa que sería necesario colocar pesas o sujetar las dos mitades del molde? Explique sus razones. ¿Piensa que el tipo de metal fundido, como hierro fundido gris o aluminio, produciría alguna diferencia en la fuerza de sujeción? Explique su respuesta.

Sí, es necesario pues el molde debe permanecer firmemente cerrado para evitar pérdidas de material y fallas. Cada metal reacciona diferente una vez vaciado, al este empezar su fase de solidificación por lo que si influye la fuerza de sujeción según el material.

11.23 Explique por qué la fundición por dado impresor produce partes con mejores propiedades mecánicas, precisión dimensional y acabado superficial que los procesos con molde desechable. La presión aplicada por el punzón mantiene los gases atrapados en solución y el contacto a alta presión en la interfaz matriz-metal promueve una rápida transferencia de calor, lo que produce una microestructura fina con buenas propiedades mecánicas. La aplicación de presión también supera las dificultades de alimentación que pudieran surgir al fundir metales con un largo intervalo de solidificación 11.24 ¿Cómo sujetaría los modelos individuales de cera en un “árbol” en la fundición por revestimiento?

Se lo sujeta por medio de un matriz que es El contenedor de metal exterior de un molde de bastidor de inversión, utilizado en el proceso de inversión a través de extracción del árbol de reparto. Está disponible en tamaños estándar y reutilizables. Puede ser un sólido cilindro o un cilindro perforado con orificios para permitir el escape del aire del molde bajo vacío

11.25 Describa qué medidas tomaría para reducir el movimiento de los corazones o machos en la fundición en arena. Utilizaríamos un corazón de arena recocida el cual se sujetaría en las paredes del molde el cual al presionarse y fijarse, el mismo quedara en la posición correcta.

11.26 Ha visto que, aunque la fundición por presión en matriz produce partes delgadas, existe un límite. ¿Por qué no se pueden hacer partes más delgadas por medio de este proceso? R: Debido a las altas presiones involucradas, se producen paredes hasta de 0.38 mm (0.015 pulgadas), que son mucho más delgadas que las obtenidas por otros medios de fundición. Sin embargo, permanecen las marcas de los expulsores, al igual que pequeñas cantidades de proyecciones (material delgado comprimido entre las matrices) en la línea de partición de la matriz.

11.27 ¿Cómo se fabrican partes huecas con cavidades diferentes mediante fundición a presión por matriz? ¿Se utilizan corazones o machos? De ser así, ¿cómo? Explique su respuesta. R: Las matrices para fundición a presión pueden ser de una cavidad, de cavidades múltiples (con varias cavidades idénticas), de cavidades de combinación (con varias cavidades diferentes) o matrices unitarias (matrices pequeñas y sencillas que pueden combinarse en dos o más unidades en una matriz maestra de sujeción). El diseño de las matrices incluye una inclinación favorable (ángulo de salida) para permitir la extracción de la fundición. Los bebederos y canales de alimentación se pueden retirar en forma manual o mediante troqueles en una prensa. En la actualidad, los procesos completos de fundición a presión en matriz y de acabado están altamente automatizados. Con frecuencia se aplican lubricantes (agentes de separación) como delgados recubrimientos sobre las superficies de las matrices; éstos suelen ser lubricantes a base de agua, con grafito u otros componentes en suspensión. 11.28 Se dice que la relación res...