La fundición a la cera perdida se asocia principalmente a la fabricación de diferentes artículos metálicos con geometrías complejas en el campo de la fundición de metales. Varios factores afectan al porcentaje de rendimiento y a la calidad de la fundición, incluido el diseño del sistema de inyección en el proceso de fundición.
Una buena calidad puede reducir los defectos de fundición y aumentar el porcentaje de rendimiento. Debido a diversas ventajas sobre el procedimiento de fabricación, el proceso de fundición a la cera perdida produce rápidamente muchos componentes complejos.
Tipos de sistema de inyección en el proceso de fundición
Existen dos tipos diferentes de sistemas de inyección en el proceso de fundición: sistema de inyección presurizado y no presurizado.
1) Sistema de compuerta presurizada
Aquí el área transversal completa se reduce hacia la cavidad del molde. Las restricciones en el flujo de metal mantendrán la contrapresión. Es similar al flujo de liquido (volumen) de todas las compuertas. Especialmente la contrapresión es esencial para disminuir la aspiración. La razón es cuando el bebedero cada vez corre completamente.
Debido a las restricciones, el metal fluye a mayor velocidad causando muchas turbulencias y posibilidades de erosión del molde. Por lo general, el rendimiento de la colada es mayor, ya que se reduce el volumen de metal utilizado en los canales y las compuertas.
Debido a las turbulencias, este tipo de sistema de inyección en fundición no suele utilizarse para aleaciones ligeras, pero puede emplearse con frecuencia para fundiciones férricas.
2) Sistema de compuertas sin presión
Aquí se desarrolla una sección transversal completa hacia la cavidad del molde. Sólo existe una restricción en la parte inferior del bebedero. El caudal de líquido puede variar de una compuerta a otra. Aspiración en el sistema de compuertas ya que el sistema nunca funciona por completo. Comparablemente, hay poca turbulencia. Debido a la aparición de turbulencias, este tipo de sistema de inyección en fundición se utiliza para aleaciones ligeras.
La fundición a la cera perdida es un proceso muy utilizado para fabricar distintos tipos de diseños metálicos. La inyección en el proceso de fundición es un procedimiento complejo de entender. En el sistema de inyección, las correderas y las contrahuellas son esenciales a la hora de fabricar diferentes diseños de alta calidad.
Componentes del sistema de compuerta
Lo anterior menciona dos tipos diferentes de sistema de inyección en el proceso de fundición. ¿Cuáles son los componentes del sistema de inyección? En general, los componentes del sistema de inyección tienen ocho elementos significativos.
Principales elementos del sistema de compuertas
Hay dos etapas importantes en la fundición: el proceso de llenado y el procedimiento de solidificación. En el proceso de llenado, los elementos del sistema de inyección incluyen un vaso de colada, una base de repuesto, un canal, un bebedero, una compuerta y un elevador.
Vaso vertedor
Su forma es rectangular o circular. Añade el metal fundido, que se vierte, desde la cuchara. El vaso de vertido se utiliza principalmente para disminuir el impulso del líquido que fluye hacia el molde asentándose primero en él.
Colada
La cubeta de vertido debe ser profunda, así como la entrada en el bebedero debe tener un radio liso de al menos 25 mm. Según las recomendaciones, la profundidad de la cubeta de vertido debe ser 2,5 veces el diámetro de entrada al bebedero. Principalmente es beneficioso para suavizar el flujo de metal y proteger de la formación de vórtices.
Sistema de compuertas
En la sección transversal, es circular. Hace que el metal fundido caiga correctamente desde el vaso de colada hasta el bebedero. El bebedero debe ser un paso cónico vertical a través de la coquilla para aumentar la velocidad del metal. La razón es que fluye hacia abajo, disminuyendo la aspiración de aire. También conecta la cubeta de colada con el canal. El cono puede obtenerse mediante la ecuación de continuidad.
Pozo del bebedero
Cambia la dirección del flujo de metal fundido al ángulo perpendicular y lo pasa al canal. En la parte inferior de un bebedero bien es esencial para disminuir la velocidad de los metales entrados y la erosión del molde.
La regla habitual para el pozo del bebedero es cinco veces la del área de estrangulamiento del bebedero. De acuerdo con las recomendaciones de diseño del sistema de inyección, la excelente profundidad debe ser exactamente similar a la del canal.
Corredor
Esta parte es beneficiosa para llevar el metal fundido desde el bebedero hasta la colada. Podemos considerar el último paso en el que el metal fundido pasa del bebedero a la cavidad del molde.
Puerta
Las compuertas son las aberturas de metal fundido en la cavidad del molde. Lo más importante es que pueden romperse fácilmente tras la solidificación de la fundición.
En el procedimiento de fundición se utilizan distintos tipos de compuertas, según el uso.
Riser
Es la fuente de metal adicional. Fluye desde el elevador hasta la cavidad del molde para compensar la contracción. Este procedimiento tiene lugar en la pieza fundida cuando empieza a solidificarse. Si el sistema de inyección carece de elevador, algunas piezas pesadas sufrirán anomalías de contracción. Esto puede ocurrir tanto en la superficie como internamente.
La contrahuella debe crearse para congelarse después de terminar la colada central para satisfacer su función. El elevador debe permanecer fundido hasta después de la solidificación de la colada.
El tubo ascendente tiene dos funciones principales. Compensa la contracción por solidificación y la segunda es la fuente de calor.
Diseño del sistema de inyección de fundición a la cera perdida
Un buen diseño del sistema de inyección de la fundición a la cera perdida permite obtener productos de alta calidad con un menor coste de fabricación. Hemos aprendido acerca de los componentes de los sistemas de inyección, así que ¿qué factores afectan al diseño del sistema de inyección de fundición a la cera perdida?
Tiempo óptimo de llenado
Una colada que se llena con demasiada lentitud puede presentar discontinuidades como cierres en frío y errores de colada. Un llenado demasiado rápido provoca inclusiones sólidas y gaseosas. El límite superior del tiempo de llenado (llenado más lento) se rige para evitar la congelación prematura en secciones finas antes del llenado completo. La aparición de turbulencias en la superficie controla el límite inferior del tiempo de llenado (llenado más rápido).
El tiempo de llenado correcto se sitúa entre el llenado rápido y el lento. Depende del metal fundido, del peso, del espesor mínimo de la sección y de la temperatura de colada. Los investigadores en fundición han desarrollado varias ecuaciones empíricas para determinar el tiempo de llenado correcto de los metales basándose en investigaciones experimentales.
Velocidad del metal
El tiempo de llenado adecuado se decide de forma que los canales de inyección puedan diseñarse para evitar turbulencias en la superficie y reducir las turbulencias en el interior de los canales de inyección y la cavidad del molde. En el diseño del sistema de inyección de la colada a la cera perdida, depende principalmente de la velocidad del metal fundido, que difiere ampliamente dentro de los canales de inyección y dentro de la cavidad del molde. Para un punto determinado de la colada, la velocidad cambia con el tiempo, desde el principio hasta el final del llenado.
