Fundición
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Fundición: Proceso de producción de piezas comúnmente metálicas pero también de plástico, por vaciado del material fundido dentro de un molde y que luego es enfriado y solidificado.
Sumario
Historia
La fundición es una de las profesiones más antiguas, desde tiempos remotos el hombre a producido objetos de metal fundido para propósitos artísticos o prácticos. Con el crecimiento de la sociedad industrial, la necesidad de fundición de metales ha sido muy importante. El metal fundido es un componente importante de la mayoría de maquinarias modernas, vehículos de transporte, utensilios de cocina, materiales de construcción, y objetos artísticos y de entretenimiento. También está presente en otras aplicaciones industriales tales como herramientas de trabajo, maquinarias de manufactura, equipos de transporte, materiales eléctricos y electrónicos, objetos de aviación, etc. La mejor razón de su uso es que puede ser producida económicamente en cualquier forma y tamaño.
Proceso de fundición
El proceso de fundición es el proceso de fabricación de piezas mediante el colado del material derretido en un molde, siendo este el proceso tradicional. El tipo más común de molde de fundición es hecho de arena y arcilla, debido a la abundancia de este material y también a la resistencia que tiene al calor, en donde el diseño forma una cavidad en la cual se vaciará el material fundido, permitiendo además que los gases se liberen al ambiente a tiempo que se vierte el metal fundido. Los moldes deben ser fuertes, resistentes a la presión del metal derretido, y suficientemente permeable para permitir el escape de aire y otros gases desde la cavidad de los moldes. El material del molde también debe resistir la fusión con el metal. Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria. La producción de diseños para ser usados en fundición requiere cuidado, precisión y técnica. El proceso de fundición tradicional ha sido reemplazado por una fundición mecanizada. Con la crisis energética en años recientes, la racionalización de líneas de producción automáticas y mecánicas han reducido el costo del producto y han elevado su calidad siendo un paso esencial en el desarrollo de la fundición. Las industrias de fundición han desarrollado, en efecto, desde equipos de mecanización simples hasta líneas de producción automáticas y continuas.
Tipos de fundición
Fundición por inyección
Proceso de fundición que se caracteriza por ser el metal fundido introducido a altas presiones en el molde, por lo que este (que toma el nombre de coquilla) debe ser realizado en un material resistente, generalmente de acero.
Fundición en arena
Es el modelado de un metal “vertiendo” metal fundido en un molde. La arena es un material especialmente bueno para hacer moldes. Puede resistir a temperaturas muy altas y se puede moldear en formas complejas. Entre los metales de fundición más corrientes están el hierro colado, acero, aleaciones de aluminio y latón. Los bloques del motor de automóviles y las culatas del cilindro, los soportes para maquinaria pesada, tapas de registro, y el bastidor de tornillo de bancos de un mecánico (como los de los talleres escolares) son ejemplos de productos fundidos en arena.
Fundición a presión
Cuando se tienen que fabricar muchos artículos con la misma forma se emplea la fundición a presión. En este proceso, el metal fundido es forzado a entrar en la cavidad que hay entre los troqueles a una presión elevada. Después de que se ha inyectado el metal, la presión se mantiene mientras el metal se solidifica. Entonces los portatroqueles se abren y la pieza fundida es expulsada automáticamente. La fundición a presión se limita a metales no ferrosos cuyas temperaturas de fusión no dañan los troqueles.
El proceso y la máquina de inyección se parecen mucho a los de inyección de plástico, con la diferencia de que en general la máquina es de mayores dimensiones y de que el horno de fundición del metal está separado. La fundición por inyección se utiliza fundamentalmente para metales de bajo punto de fusión, y muy especialmente para las aleaciones de aluminio. Se caracteriza por la gran precisión dimensional, el excelente acabado superficial de las piezas obtenidas y por la alta productividad del proceso (gran número de piezas realizadas por unidad de tiempo y por operario). Sin embargo, la maquinaria necesaria (máquina inyectora y hornos) es muy cara, y el coste del molde (o coquilla) para cada pieza es muy elevado, con lo que este proceso sólo se justifica para la fabricación de grandes series.
Hornos para fundición
Hornos de cubilote
Este es un tipo de horno cilíndrico vertical de aproximadamente 6 metros de alto, el cual lleva los metales en el colocados, hasta el estado líquido y permite su colado, puede ser utilizado para la fabricación de casi todas las aleaciones de Hierro, tiene ventilación forzada por toberas ubicadas en la parte inferior del mismo.
Alto horno
Este término se utiliza para designar a una instalación destinada a la producción de grandes cantidades de Hierro (arrabio) en el orden de 20 millones de toneladas por año, la misma que esta constituida fundamentalmente por un elemento tubular predominante de una altura aproximada de 30 m, que es el hormo propiamente dicho, se identifican además estufas de aire caliente, un sistema de tratamiento de gases de escape, el sistema de carga y descarga.
Horno de arco eléctrico sumergido
Puede clasificarse en dos tipos: los abierto y los cerrados, los primeros resultan estar muy difundidos, y básicamente son un crisol donde se colocan los elementos a fundir, luego se introducen los electrodos respectivos, usualmente tres, produciéndose con ayuda de estos, un arco eléctrico que logra la transformación de la energía eléctrica alterna en calor, alcanzándose temperaturas del orden de los 1300 a 2000 C las mismas que son requeridas para fundir la materia prima, este tipo de hornos están equipados con una campana en su parte superior que coleta los humos generados, los cuales son conducidos a la casa de humos, cuya función es disminuir la contaminación generada, mediante la “captura” de los elementos en suspensión así como el enfriamiento del los gases liberados, para lograr estos efectos tiene normalmente conductos de precipitación y filtros de gran capacidad. Estos hornos están cubiertos de material refractario y su consumo es del orden de varios megavatios por lo cual normalmente están equipados de plantas de generación propias o de subestaciones adecuadamente dimensionadas.
Fuentes
Enlaces Externos
