¿Qué significa fundición?
¿Qué es una fundición? Las fundiciones son fábricas especializadas que prestan servicios de fundición de metales. Desempeñan un papel vital en nuestra vida y economía modernas, ya que en estas fundiciones se fabrican muchos componentes.
Para definir una fundición, se trata de una fábrica de manufacturas que produce piezas fundidas fundiendo metal, poniendo metal fundido en un molde y formando después las piezas finales.
Como uno de los métodos de fabricación más antiguos del mundo, la fundición de metales tiene una rica historia de siglos. A pesar de su antigüedad, la industria ha evolucionado, adoptando tecnologías y procesos avanzados. Las fundiciones modernas aprovechan el diseño asistido por ordenador (CAD), la robótica y la simulación digital para mejorar la precisión y la eficiencia de los procesos de fundición.
En Estados Unidos hay más de 2.500 fundiciones, la mayoría en industrias de alta tecnología. A nivel mundial, el número se extiende a decenas de miles, lo que demuestra la importancia de la industria. En concreto, la industria china de la fundición desempeña un papel clave en todo el mundo, con muchas fundiciones de alta calidad y una amplia cadena de suministro de fundición.
La tecnología ha revolucionado el sector de la fundición, y el énfasis en la seguridad y los procedimientos normalizados ha transformado la industria. Las fundiciones de hoy no se parecen en nada a las de hace 50 años.
¿Qué es la fundición de metales? He aquí una explicación exhaustiva de todo lo que necesita saber sobre la fundición.
¿Cuáles son los distintos tipos de fundición según el metal?
Dado que las fundiciones funden el metal para producir los componentes metálicos finales que se utilizan en los sectores industriales, el tipo de metal utilizado es un factor clave para distinguir los distintos tipos de fundiciones.
Hierro fundido es uno de los metales más comúnmente tratados para fundiciones, muy utilizado en maquinaria de construcción, maquinaria agrícola y equipos de minería.
La fundición de acero es otro tipo importante de fundición, que suele producir piezas de acero como acero inoxidable, acero al carbono, acero al manganeso.
Además del hierro y el acero, el aluminio es un tipo de metal en alza para las fundiciones, desde que el automóvil se ha ido pasando a los vehículos de propulsión eléctrica. Las fundiciones tradicionales de hierro y acero están sufriendo un duro golpe, porque las piezas de hierro y acero son demasiado pesadas en comparación con las de aluminio fundido a presión.
Por último, hay otras fundiciones de aleaciones que procesan piezas de latón, níquel y bronce. La fundición permite la libertad de diseños con las formas, tamaños y materiales deseados.
Tipos de fundición de metales por procesos
Varios tipos de procesos de fundición de metales definen la fundición de metales, cada uno con sus características y aplicaciones. He aquí algunos tipos comunes de procesos de fundición de metales:
- Fundición por molde de arena: La fundición por molde de arena destaca como uno de los métodos de fundición más populares. Consiste en utilizar una mezcla de arena y aglutinante para crear moldes. Este método es flexible y se adapta a diversos metales, lo que lo hace ideal para la fabricación de piezas grandes y complejas que no requieren superficies precisas.
- Fundición por inversión: También conocido como fundición a la cera perdida, este proceso consiste en crear un modelo de cera, recubrirlo con una capa y, a continuación, fundir la cera para dejar una cavidad en la que se vierte el metal. Se utiliza para piezas complicadas y detalladas, a menudo con un alto grado de precisión y resistencia.
- Fundición por moldeo en cáscara: El moldeo en cáscara es el tipo más popular en la actualidad y es una variante de la fundición en arena que utiliza arena recubierta de resina, a la que se le aplica previamente una fina capa de resina termoendurecible. Este proceso proporciona mejores acabados superficiales y mayor precisión dimensional en comparación con el proceso de fundición en arena.
- Fundición a presión: En la fundición a presión, el metal fundido se introduce a alta presión en la cavidad de un molde. Este proceso es conocido por producir piezas de gran precisión y acabados superficiales lisos. Es habitual en la fabricación de piezas de automóviles y electrónica de consumo.
- Fundición centrífuga: Este proceso consiste en hacer girar un molde a gran velocidad mientras se vierte metal fundido en su interior. La fuerza centrífuga distribuye el metal uniformemente, creando piezas de gran densidad y pocos defectos. Se utiliza para producir tuberías, tubos y piezas cilíndricas.
- Fundición de espuma perdida: En este proceso, se construye un patrón de espuma y luego se entierra en arena. Cuando se vierte el metal en el molde, el patrón de espuma se evapora, dejando una cavidad para el metal. Es adecuado para diseños complejos y de una sola pieza. Suele ser una opción más barata para piezas que no tienen un alto nivel de exigencia.
El proceso de producción de la fundición
El primer paso es hacer el molde de fundición. Esto puede cambiar en función del proceso. Sin embargo, una vez hecho el molde, el proceso de producción es similar:
- Preparar el molde y sujetarlo
- Vierta el metal fundido en el molde.
- Dejar enfriar el metal.
- Retire la pieza de fundición endurecida del molde.
- Elimine el exceso de metal de la pieza fundida final.
- El producto final está pulido y acabado.
La fabricación de un molde es el primer paso del proceso de fundición de metales. En este molde se vierte y enfría el metal que se va a fundir. La elección del material para el molde depende del metal y de la forma deseada para el producto final. Sin embargo, los trabajadores también pueden utilizar metales, materiales de fundición a la cera perdida y otros materiales.
Para fundir metales de diversos tipos se utilizan hornos de diversos tipos. Los cubilotes, los arcos eléctricos, la inducción, el hogar o reverbero y el crisol son ejemplos de varios tipos de hornos. Dado que los metales tienen propiedades diferentes, requieren insumos distintos. Cada tipo produce un residuo peligroso específico.
Después, cuando el metal se funde, se vierte en la pieza de fundición previamente creada y se deja enfriar y fijar.
Para crear una cavidad de molde, se mezclan arena de sílice, humedad, aceites y arena verde. A continuación, se rellena la cavidad con metal. El metal se extrae fácilmente del molde una vez que se ha enfriado. Este tipo de arena debe resistir altas temperaturas y presiones, al tiempo que permite la salida de gases, mantiene un tamaño de grano pequeño y no es reactiva con los metales.
Equipos para proyectos de fundición
La mecanización prevalece en las fundiciones modernas. Los aparatos y equipos necesarios para la producción de plantillas y machos, la fundición y el moldeado se encuentran fácilmente en las fundiciones modernas. La lista incluye enormes hornos de fusión, cintas transportadoras, cucharas, grúas, carretillas elevadoras y recipientes de transferencia. Todos los equipos para el procesamiento en fundición pueden soportar los altos niveles de calor que se producen en un taller de fundición.
Los metales dictan el tipo de equipamiento que utiliza una fundición;
- Los hornos de arco eléctrico son adecuados para tratar el acero
- Es más probable que una fundición centrada en el cobre utilice un horno de inducción.
El tamaño de un horno puede variar desde una pequeña unidad de sobremesa hasta una que pese varias toneladas. La escala de producción varía desde un cuarto de onza hasta muchas toneladas. Las máquinas de patronaje y moldeo y la mayoría de los demás equipos de fundición presentan la misma variabilidad de modelos y tamaños.
Tipos de hornos de fundición
Antes de empezar con los detalles del proceso de fundición, vea los distintos tipos de hornos de fundición que utiliza la industria de la fundición para moldear metales.
- Hornos de inducción; ofrecen alta calidad y facilidad de uso.
- Hornos de crisol; soportan altas temperaturas
- Hornos de cúpula
- Hornos de arco eléctrico
Desperdicios del proceso de fundición
Los residuos de fundición vienen determinados por el tipo principal de metal y el proceso de fundición.
- Los principales contaminantes son los residuos gaseosos. Hay metales, moléculas orgánicas semivolátiles y compuestos orgánicos volátiles. Estos gases pueden captarse mediante sistemas de control de emisiones.
- El agua para congelar el metal puede generar residuos líquidos en las fundiciones. Además, el agua para la limpieza de suelos y otros trabajos de mantenimiento también puede generar residuos líquidos. Puedes construir una instalación de tratamiento de aguas para evitar su desperdicio.
- La escoria, la arena, los refractarios desechados y el polvo de reducción de emisiones son fuentes de residuos sólidos. Para ello se utiliza la recuperación de arena, la recuperación de arena seca, la recuperación de arena húmeda, la recuperación de arena por atrición y otros procesos. La arena también puede reutilizarse para otros fines.
- Una fundición también produce escoria y emisiones como basura. Éstos pueden reciclarse directamente en el horno para recoger cualquier metal recuperable. La galvanización térmica y el niquelado químico son otros dos métodos de fundición únicos.
Tipos de arena de fundición
A continuación se indican las arenas de fundición más utilizadas:
1. Arena verde
Se supone que estas variedades de arena de fundición cumplen los siguientes requisitos:
- Debe tener una excelente adherencia en verde, lo que significa que debe mantener la forma moldeada mientras aún está húmeda.
- Altamente refractario, es decir, resistente al calor, y
- No pueden contener contaminantes que puedan provocar costras en la superficie de la carcasa.
La existencia de algún tipo de sustancia arcillosa determinará la calidad aglomerante de dicha arena, que contendrá una elevada cantidad de sílice. Las arenas de moldeo naturales son las que resultan aceptables tal como se encuentran.
2. Frente a la arena
Se necesitan diversos materiales para proteger las superficies de los moldes del metal fundido y ayudar a producir caras de fundición lisas. La arena de moldeo es resistente al fuego por naturaleza. Sin embargo, los trabajadores pueden modificarla de varias maneras para evitar que el metal penetre en la pieza fundida. Podemos añadir pequeñas cantidades de coque, betún o polvo de carbón a la arena de revestimiento que entra en contacto con el metal.
Espolvoreando la cara del molde con talco (tiza francesa) o pulverizando o cepillando plumbago o circón en una solución líquida una vez retirado el patrón.
3. Arena del núcleo
La arena para machos es un tipo de arena que se utiliza para fabricar todo tipo de machos utilizados dentro de los moldes para generar agujeros o hendiduras en las piezas fundidas. Las arenas de machos deben tener las siguientes características:
- El bono verde
- Las cualidades de un aglomerante seco son que conserva su forma después de haberse secado completamente.
- Debe tener permeabilidad, lo que significa que debe permitir que los gases escapen rápidamente.
- Debe colapsarse rápidamente tras la colada para poder extraer el núcleo.
4. Arena de sílice
Para solucionar la falta de enlace orgánico de la arena de sílice, crean un núcleo de arena de aceite, mezclándolo con dextrina y agua para formar un enlace verde. El aceite de linaza es otra opción, pero forma una unión seca en lugar de una unión verde tras la cocción. Este proceso hace que la arena sea más porosa, lo que garantiza que no sea demasiado firme para liberar un poco de presión al enfriarse la pieza fundida, pero no tan dura como para dificultar su retirada.
Ventajas del diseño de centros de fundición
Las ventajas más evidentes y comunes de los diseños de centros de fundición son:
- Las aplicaciones de fundición permiten diseños complejos
- La fundición moderna es eficiente
- Productos de fundición de alta calidad
- Un buen proveedor de servicios mitiga los defectos
- La fundición ofrece resultados más detallados que cualquier otro sector, incluido el torneado.
Eche un vistazo a las siguientes aplicaciones en las que el proceso de Foundry está haciendo maravillas.
Las fundiciones suministran artículos metálicos para la industria ferroviaria, como tuberías, piezas de motores, componentes de motores y otra maquinaria pesada. La fundición sirve para fabricar casi todos los artículos metálicos.
Las fundiciones son lugares donde los metales pueden fundirse en hornos particulares y luego verterse en moldes para crear un producto. Las fundiciones suelen clasificarse por el tipo de metal con el que trabajan, como una fundición de hierro, una fundición de latón, una fundición de bronce, etc.
En la fundición se utilizan cobre, aluminio, acero, hierro, bronce y otras aleaciones. Normalmente, las fundiciones se especializan en uno o más tipos de metal. La fundición por gravedad es un método de producción de piezas fundidas mediante el vertido de metal fundido en moldes de arena.
También utilizan otros métodos de fundición, como la fundición a presión por gravedad y la fundición centrífuga. En la fundición a presión, el metal moldeado funciona en la fabricación de tuberías y otros productos relacionados. Un molde giratorio en el que se vierte metal líquido obliga al metal a extenderse hacia fuera y a través de los contornos del molde.
Los datos anteriores proceden de Google Trends - 2019-2022
Tendencias del sector de la fundición
El negocio de la fundición está experimentando algunos cambios trascendentales que repercutirán en la calidad y los precios para los usuarios finales. La tecnología de la fundición ha progresado con el tiempo, y las actividades fundamentales de la fundición han variado y cambiado. En general, la escala, la mecanización y el pulido in situ son los temas más destacados.
Los nuevos hornos son más importantes, resistentes y eficientes que los de generaciones anteriores. A pesar de contar con menos fundiciones que India y Japón, Estados Unidos produce la segunda mayor cantidad de metal fundido del mundo, con 12.250.000 toneladas métricas.
China supera considerablemente a la competencia con una producción anual de aproximadamente 44.500.000 toneladas métricas. Para ver una lista de los principales fabricantes de fundición, consulte este enlace guía de las principales fundiciones de acero de China.
Aunque ha bajado el coste de las materias primas, principalmente chatarra reciclada, la empresa sigue teniendo problemas de beneficios debido al rápido aumento de los gastos de mano de obra. El aumento de los costes laborales es uno de los principales impulsores de la automatización, especialmente importante en la fundición por ser peligrosa y desagradable para el ser humano. Piezas de automóviles, ruedas de ferrocarril y otras piezas de fundición producibles en serie podrían beneficiarse de un gran avance en la automatización de la fundición.
Preguntas frecuentes
¿Qué le depara el futuro a Foundry?
El aluminio está en alza en el futuro de la fundición. Los sistemas específicos del aluminio deben combinarse armoniosamente para satisfacer las demandas del mercado mundial en desarrollo de piezas de fundición de aluminio complicadas. Los automóviles y motocicletas de energías renovables utilizan fundición de aluminio. El acero inoxidable seguirá siendo la primera opción para piezas de fundición que requieran alta calidad y fuertes propiedades mecánicas.
¿Cuál es la diferencia entre un proyecto de fundición y una empresa de fundición?
En la mayoría de los casos, son sinónimos, a menos que la empresa de fundición sólo preste servicios de comercio de piezas de fundición sin capacidad de fabricación. Los servicios de fundición de acero los prestan las fundiciones, que son fábricas. Las fundiciones producen piezas de fundición como producto final.
¿Qué ocurre en un proyecto de fundición?
Los proyectos de fundición suelen ser proyectos de fundición a medida entre los compradores de piezas de fundición y las fundiciones, y consisten en el desarrollo de nuevos productos de piezas metálicas, muestreo y pruebas, y producción en serie.
¿Cuáles son los componentes de una fundición?
Grandes hornos de fusión, carretillas elevadoras, grúas, cucharas, cintas transportadoras y recipientes de transferencia son algunos de los elementos de la lista.
¿Cómo llamamos a un trabajador de fundición?
Los empleados más cualificados de las fundiciones son los patronistas, los moldeadores manuales y los fabricantes de machos manuales. Suelen aprender su oficio a través de programas oficiales de aprendizaje que duran unos cuatro años.
¿De qué está hecha la arena de fundición?
La arena de fundición se compone normalmente de arena de sílice o arena de lago limpia, de tamaño uniforme y alta calidad, aglomerada para crear moldes para piezas de fundición de metales (hierro y acero) y metales no férreos (cobre, aluminio y latón).
Resumen
Tradicionalmente, los entornos de fundición son calurosos y sudorosos. Necesitará cascos, protección ocular, pantallas faciales, ropa gruesa aluminizada y otros equipos de protección. Las fundiciones utilizan techos altos para permitir la circulación de aire fresco. Las fundiciones modernas han adoptado nuevos equipos y diseños de fábrica para que las condiciones de trabajo sean más agradables. Dawang Metales ha invertido constantemente recursos para mejorar las instalaciones y la tecnología de fundición, liderando la industria de servicios de fundición
Hoy en día, el proceso de fundición es un proceso metalúrgico crucial. Con esto concluimos nuestro análisis de la definición de proceso de fundición, aplicaciones, tipos, equipos, arena y procedimientos.
