¿Qué son los métodos especiales de fundición?

El artículo anterior hablaba de los distintos tipos de fundición. Los requisitos de la fundición han aumentado con el avance de la ciencia y la tecnología. Exigimos la producción de piezas de fundición más precisas, de mejor rendimiento y menor coste. Para cumplir estos requisitos, los fundidores han inventado muchos métodos de fundición nuevos. Estos métodos se conocen colectivamente como métodos especiales de fundición, es decir, fundición especial.
Fundición especial: fundición con menos arena o arena, que utiliza tecnología y equipos especiales para los métodos de fundición, como la fundición por fusión, la fundición de metales, la fundición a presión, la fundición a baja presión, la fundición centrífuga, la fundición de cerámica y la fundición maciza. (En este artículo se examinan con más detalle los distintos tipos de fundición especial)

1. Desde el punto de vista del proceso de fundición, las piezas de fundición especiales tienen un mejor acabado superficial.
2. La fundición especial modifica las condiciones de llenado y enfriamiento del metal líquido, con una estructura de grano más densa y refinada.
3. Reduce el consumo de metal y la tasa de desechos de fundición, alta eficiencia de producción
4. El proceso de fundición especial puede simplificarse (excepto la fundición a la cera perdida), y es fácil de mecanizar y automatizar.
5. Puede reducir los costes de producción, mejorar las condiciones laborales y aumentar la productividad laboral.
6. Tiene mejor ductilidad que la fundición

1. Producción de cavidades de molde (teniendo en cuenta el tamaño y la forma de la pieza y la contracción)
2. Proceso de fusión
3. Técnica de vertido (velocidad de vertido adecuada para minimizar la erosión y los defectos).
4. Proceso de solidificación
5. Eliminación del moho
6. Operaciones de limpieza, acabado e inspección

1. Mayor precisión dimensional
2. Mayor calidad metalúrgica
3. Menores costes de producción
4. Capacidad para colar piezas muy finas
5. Alta productividad
6. Mejor acabado superficial de las piezas de fundición especiales
7. Necesidad mínima de mecanizado posterior de la pieza fundida
8. Podría tener una estructura de grano más fino y denso
9. Las piezas moldeadas son ligeramente más duraderas y dúctiles que las piezas moldeadas en molde macizo

1. Patrón de pulverización: El molde especial de fundición se rocía con un agente desmoldeante sobre el dibujo antes de fundirlo. Esto forma una fina capa para evitar que el yeso se adhiera al diseño.
2. Moldeado: Se mezcla la escayola y se envuelve alrededor del diseño. Se extiende la escayola sobre el diseño y se agita para cubrir todas las esquinas. Transcurridos 15 minutos, se retira el diseño. Después, podemos calentar el molde entre 120°C y 260°C para eliminar el exceso de humedad.
3. Fundición de metales: Cuando terminemos de hacer el modelo de escayola, podemos rellenar el molde con acero fundido.
4. Vaciado en escayola: La fundición en escayola ofrece una alternativa rentable a los métodos de fundición tradicionales. No es adecuado para metales no ferrosos de baja fusión, como el cobre, el magnesio o el zinc.

Proceso de fundición en coquilla

1. Fabricación de moldes: Calentamos el diseño especial de hierro fundido a 230-315°C. Y dejamos que la arena se asiente sobre él durante unos minutos para que se cure parcialmente. A continuación, se da la vuelta al molde de fundición especial y se retira el exceso de arena. Después, se obtiene un caparazón con un grosor de pared de 10-20 mm. El modelo y el caparazón tendrán una fuerza de tracción de 350-450 PSI después de curar la arena.
2. Eliminación del patrón: Después de curar la cáscara, retire el patrón.
3. Montaje del molde: Sujete con abrazaderas las dos mitades del molde para completar el molde de fundición de la concha. Si se necesitan núcleos, se insertan antes de cerrar el molde. A continuación, se coloca el molde de concha en la mufla, apoyado en el material de soporte.
4. Vertido: Los moldes se sujetan firmemente mientras el metal fundido se vierte desde la cuchara al sistema de vertido y llena la cavidad del molde.
5. Fundición en coquilla Aplicación: Después de que el metal fundido se haya enfriado, puede romper el molde, y la fundición especial quitar. Se requiere un proceso de recorte y limpieza para eliminar el exceso de metal del sistema de alimentación y cualquier arena en el molde.

La fundición centrífuga consiste en verter acero fundido en un molde giratorio. La fuerza centrífuga del molde actúa para colocar y alimentar el metal. Una vez que el metal se ha enfriado, el molde gira. La fundición centrífuga produce un metal más denso y limpio. Esto se debe a que el metal más pesado puede arrojarse a la parte del molde alejada del centro de rotación. Y las impurezas más ligeras pueden extruirse hacia el centro. Los tipos de piezas fundidas resultantes de este proceso tienen una estructura de grano apretado y un detalle excelente. También tienen propiedades mecánicas superiores.

Verdadera fundición centrífuga

La verdadera fundición centrífuga produce piezas huecas con agujeros redondos. El proceso se caracteriza por la fuerza centrífuga sola para hacer el agujero sin utilizar un núcleo. El molde gira alrededor del eje del agujero, que se mantiene horizontal, inclinado o vertical.

Fundición centrífuga

El metal se vierte a través de una compuerta central a lo largo de este eje de rotación y fluye hacia la cavidad del molde a través de una compuerta interna radial cortada en la interfaz del molde. La gentrificación ayuda a producir la pieza fundida correctamente, dando como resultado una pieza fundida limpia y fina.

La fundición a la cera perdida también se conoce como fundición a la cera perdida. En la fundición a la cera perdida se utiliza cera para moldear, lo que facilita la producción de patrones de paredes finas con diseños geométricos complejos. Este proceso crea piezas precisas y adaptables en diversos metales y aleaciones de alto rendimiento. Este procedimiento especial de fundición es adecuado para moldear piezas delicadas y precisas, pero a un coste más elevado. Sin embargo, a medida que aumenta la fabricación en serie, disminuye el coste unitario. Este método de fundición especial es adecuado cuando se producen detalles con diseños complejos.

Ventajas de la fundición especial

1. La superficie más lisa de las piezas fundidas a partir de la fundición a la cera perdida
2. Puede moldear formas complejas
3. Las piezas moldeadas Spexial no contienen líneas de separación distorsionadas
4. Puede eliminar las operaciones de mecanizado

Desventajas de la fundición especial

1. El ciclo de producción es más largo
2. El proceso es relativamente más caro que otros procesos
3. El modelo es escalable
4. El tamaño de la pieza a fundir es limitado. La mayoría de las piezas fundidas pesan menos de 0,5 kg.

Podemos realizar la fundición de moldes cerámicos para patrones permanentes utilizando yeso, plástico, madera o metal. Al igual que los moldes de revestimiento, los moldes cerámicos son consumibles. Sin embargo, los moldes cerámicos se fabrican a partir de una combinación de moldes superiores e inferiores. Esto difiere de los moldes monolíticos utilizados en la fundición a la cera perdida.

Desventajas de la fundición especial

1. Coste elevado
2. Tolerancias dimensionales difíciles de controlar

La fundición en molde permanente también recibe el nombre de fundición en molde no consumible. Este tipo es muy similar a la fundición a presión, salvo que el molde es permanente. Y a menudo se repite para la fundición utilizando moldes reutilizables. Esta fundición especial es adecuada para la producción en serie. Los moldes son metálicos o de grafito, que pueden utilizarse para fundir diferentes metales y aleaciones. Por eso, la mayoría de los procesos de fundición con moldes permanentes producen piezas de metal común.

La fundición por gravedad es un método habitual de fundición de metales. El metal fundido se vierte utilizando únicamente la gravedad, sin vacío ni fuerza centrífuga. También requiere un minimolde para crear la cavidad del molde. El minimolde suele ser de arena, yeso o toba.

Este proceso de fundición especial fabrica piezas metálicas grandes y pesadas, como turbocompresores, pinzas de freno y culatas de motor. Puede utilizar esta tecnología en otros ámbitos, como la iluminación y el equipamiento de cocinas.

La fundición a presión es uno de los tipos de fundición. La fundición especial se consigue produciendo una cavidad de molde con dos herramientas de endurecimiento. Esta fundición especial puede crear metales no ferrosos como el zinc, el latón y el aluminio. Las aplicaciones típicas del proceso de fundición a presión incluyen piezas de automóviles, electrodomésticos, ferretería diversa y otras piezas similares.

Ventajas del proceso de fundición a presión.

1. Larga vida útil del troquel y alta eficiencia de producción
2. Fundición ajustada y superficie brillante.
3. Rápida velocidad de producción
4. Las piezas frágiles pueden fundirse y los detalles excelentes pueden obtener un buen acabado superficial.

Desventajas del proceso de fundición a presión.

1. Alto coste de moldes y máquinas.
2. El límite de tamaño de las piezas fundidas es de unos 100 kg para las aleaciones de zinc y de 30 kg para las aleaciones de aluminio.
3. Sólo los metales no ferrosos, como el zinc, el aluminio, el latón y el magnesio, pueden fundirse a presión.
4. Propiedades mecánicas débiles de los productos de fundición a presión

La fundición a presión por extrusión es un método mixto de conformado de metales. Este método combina la fundición a presión con la forja. La aleación fundida se vierte en un molde tras calentarlo, engrasarlo, estamparlo y endurecerlo a presión.

Ventajas de la fundición a presión por extrusión.

1. Eliminación de defectos internos como la porosidad, la contracción y el encogimiento
2. Excelente precisión dimensional y mínima rugosidad superficial
3. Previene las fracturas por vaciado especial
4. La mecanización y la automatización son sencillas.
5. Ahorro de energía

A diferencia de la arena húmeda, aglomerada de forma natural, la fundición en arena resinada requiere un catalizador y un aglutinante. Se mezclan arena, resina y motivación, y la reacción química endurece la unión de la arena.

Formación de composiciones de resina y arena

1. La siguiente receta es el proceso de fabricación de moldes de fundición en arena de resina.
2. Arena (SiO2) (40-60 % ); resina 7,7-1,3%, según la calidad de la colada. Dependiendo de los requisitos de fundición y de la estructura de la pieza, puede ser necesario poco o nada de nitrógeno.
3. El proceso de fundición depende de la resina. Se compone de 75 % de furfurilo, 11 % de formaldehído y 9 % de urea. La proporción de formaldehído y urea influye en el tiempo de curado, la fuerza y la resistencia al calor.
4. Agente de curado y agente de adhesión (30-50 %)

Ventajas de la fundición en arena con resina

1. Capacidad para crear una superficie lisa
2. Minimiza los agujeros de arena, la porosidad y la contracción
3. La fundición en arena con resina produce objetos enormes de varias toneladas de peso

Desventajas del moldeo en arena con resina

1. Es más costoso que otros métodos de fundición de operaciones especiales.
2. Requisitos especiales para las materias primas
3. Contamina el medio ambiente

La fundición de metales es el tipo de fundición más popular. La fundición especial es el tipo de fundición más común. La fundición de metales utiliza moldes fungibles o no fungibles. Podemos utilizar moldes desechables de arena resinosa, conchas de cerámica, encapsulado de yeso o espuma para la fundición de metales. Entre ellos se incluyen la cera perdida, el moldeo por fusión y la fundición en arena. Puede utilizar estos moldes para la reutilización están hechos de hierro fundido o acero. La fundición a presión y la fundición de esmalte utilizan moldes no sustituibles.

Ventajas de la fundición de metales