Unidad I (Procesos de Colada, Moldeado & Fundiciones)

1 TECNOLOGIA DE COLADA

El uso de sistemas de colada caliente toma cada vez más importancia en moldeo por inyección, a medida que los requerimientos de calidad y velocidad del proceso se hacen más altos.

Un sistema de colada está integrado por distintas partes, encargadas de transportar el metal fundido desde la salida de inyección de la máquina hasta la compuerta de entrada  del molde. debido a esto el sistema de colada se instala dentro del molde.

Básicamente, un sistema de colada caliente consiste en un manifold o distribuidor y en un juego de eyectores, que mantienen fundido el material desde su salida de la máquina inyectora hasta que entra en cada una de las cavidades del molde.

BENEFICIOS DE LA TEGNLOGIA DE COLADA

El uso de sistemas de colada caliente es muy eficiete ya impacta directo sobre la reducción o eliminación de los desperdicios, al evitar los ramales de las piezas de inyección.

Otro beneficio es la reducción de los tiempos generales de ciclo, lo cual redunda en menor consumo energético y mayor volumen de piezas producidas por ciclo de moldeo, cuando se utilizan moldes de múltiples cavidades.

 APLICACION DE LA TECNOLOGIA DE COLADA

Piezas de gran volumen, como autopartes, son ideales para esta tecnología. Sin embargo, la colada caliente ha encontrado otro tipo de aolicaciones las cuales van desde la industria metal mecanica, hasta las industrias civiles.

2 TECNOLOGICA DE FUNDICIONES

Se llama fundición a aquellas aleaciones de hierro y carbono, en las que el porcentaje de carbono se encuentra entre el 2% y el 6%.
Además del carbono, las fundiciones pueden tener otros elementos (cromo, cobre, molibdeno etc.) que las confieren propiedades distintas.

Debido a sus propiedades, las fundiciones suelen utilizarse para la realización de: bloques, bancadas de máquinas, etc.

El hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris es un tipo de aleciones conocida como fundicion, cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris 

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El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como “hojuelas”. Este grafito es el que da la coloración gris a las superficies de ruptura de las piezas elaboradas con este material.

 

FUNDICIONES Ventajas y Desventajas:

La Fundición gris es una aleación común en la ingeniería debido a su relativo bajo costo y buena maquinabilidad, lo que es resultado de las bandas de grafito que lubrican el corte y la viruta. También tiene buena resistencia al desgaste, debido a que las "hojuelas" de grafito sirven de autolubricante. La fundición gris posee una rotura frágil, es decir, no es dúctil, por lo que no presenta deformaciones permanentes importantes antes de llevarla a su tensión de rotura: no es tenaz. Al tener una alta tensión de rotura, pero baja ductilidad, casi toda su curva de tensión alargamiento presente muchas zonas en donde las tensiones son proporcionales a las deformaciones: tiene mucha resiliencia, es decir, capacidad de absorber trabajo en el período elástico o de deformaciones no permanentes. El silicio promueve una buena resistencia a la corrosión e incrementa la fluidez de la colada de fundición, la fundición gris es considerada, generalmente, fácil de soldar.

Comparada con otras aleaciones de hierro modernas, el hierro gris tiene una baja resistencia a la tracción y ductibilidad; por lo tanto su resistencia al impacto es casi inexistente.

El grafito se encuentra en yacimientos naturales y se puede extraer, pero también se produce artificialmente. El principal productor mundial de grafito es China, seguido de India y Brasil.

Aplicaciones DE LAS FUNDICIONES:

El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético.

El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.

El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.

Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.

La clasificación más técnica y correcta para los aceros al carbono (sin alear) según su contenido en carbono:

• Los aceros hipoeutectoides, cuyo contenido en carbono oscila entre 0.02% y 0,8%.
• Los aceros eutectoides cuyo contenido en carbono es de 0,8%.
• Los aceros hipereutectoides con contenidos en carbono de 0,8% a 2%. 

Cuando el contenido en carbono es superior a un 2.43% en peso, la aleación se denomina fundición. Este carbono puede encontrarse disuelto, formando cementita o en forma libre. Son muy duras y frágiles. Hay distintos tipos de fundiciones:

• Gris
• Blanca
• Atruchada
• Maleable americana
• Maleable europea
• Esferoidal o dúctil
• Vermicular 

 

3 PROCESOS DE moldeado  DE METALES

Los procesos de moldeados son aquellos donde se le da la forma deseada a el metal fundido de acuerdo a las necesidades o aplicaciones que vallan a tener las piezas o componentes requeridos, el moldeado  de los  metales  se divide en dos categorías de acuerdo a los tipos de moldes:

Moldes desechables y Moldes permanentes; En las operaciones de fundición con molde desechable, éste se destruye para remover la parte fundida, como se requiere un nuevo molde por cada nueva fundición, las velocidades de producción son limitadas, ya que se requiere más tiempo para hacer el molde que para la fundición en sí, sin embargo, para ciertas partes se pueden producir moldes y fundiciones a velocidades de 400 partes por hora o mayores.

En los procesos de moldeo permanente, el molde se fabrica con metal (u otro material durable) que permite usarlos en repetidas operaciones de fundición. En consecuencia, estos procesos tienen una ventaja natural para mayores velocidades de producción.

Moldes y fabricación de moldes

El molde es una cavidad que tiene la forma geométrica de la pieza que se va fundir. La arena de fundición es sílice (Si02) o sílice mezclada con otros minerales.

Esta arena debe tener buenas propiedades refractarias, expresadas como la capacidad de resistir altas temperaturas sin fundirse o degradarse.

 Otras características importantes son: el tamaño del grano, la distribución de tamaños del grano en la mezcla y la forma de los granos. Los granos pequeños proporcionan mejor acabado superficial en la fundición, pero los granos grandes son más permeables, para que los gases escapen durante el vaciado.