Con el aumento de la demanda y las aplicaciones industriales, aumenta la demanda de productos complejos y de alta calidad. Afortunadamente, diferentes tipos de procesos de fundición han sido posibles en la fabricación de productos complejos y precisos para diversas aplicaciones y necesidades de los usuarios.
Para elegir el adecuado fundición método para sus necesidades, es ventajoso comprender las ventajas y desventajas de estos métodos. El siguiente artículo ofrece una breve descripción de algunos de los tipos de procesos de fundición junto con sus ventajas y desventajas.
Descripción general del proceso de fundición
El proceso de fundición es un método de fabricación que produce piezas metálicas con la forma deseada vertiendo metal fundido en un molde y solidificándolo y enfriándolo a temperatura ambiente. Es capaz de producir piezas complejas e intrincadas, independientemente de sus tamaños.
Fundición Como resultado, puede producir piezas metálicas isotrópicas en cantidades a granel, lo que las hace adecuadas para la producción en masa. Además, para satisfacer las necesidades específicas de los usuarios, existen diferentes tipos de fundición que se diferencian por el material y el molde utilizado.
Diferentes tipos de proceso de fundición
1. Proceso de fundición en arena
Fundición de arena Es un proceso de fundición flexible que se puede utilizar para fundir cualquier aleación de metal ferroso o no ferroso. Se utiliza comúnmente en unidades industriales para la producción en masa de piezas de fundición metálica para automóviles, como bloques de motor, culatas, cigüeñales, etc.
2. Fundición a presión por gravedad
Fundición a presión por gravedad, también conocida como fundición en molde permanente, fabrica metal y aleaciones metálicas utilizando moldes reutilizables hechos de metales como acero, grafito y otros. Este proceso de fundición de metales puede producir una variedad de artículos como engranajes, carcasas de engranajes, accesorios de tuberías, ruedas, pistones de motores, etc.
3. Fundición a presión
Dependiendo de la presión, existen dos formas de fundición a presión. Hay dos tipos de fundición a presión: fundición a baja presión y fundición a alta presión. La fundición a presión a alta presión se utiliza más comúnmente en la fabricación en masa de geometrías complejas que requieren alta precisión. Por otra parte, la fundición a presión a baja presión es el proceso de fundición preferido para la producción de componentes grandes y sencillos.
4. Fundición a la cera perdida
Casting de inversión, también conocida como fundición a la cera perdida, es un método para producir piezas fundidas de metal revistiendo un patrón de cera con material refractario y un agente aglutinante para dar forma a un molde cerámico desechable y luego vertiendo metal fundido en el molde.
Casting de inversión Es un proceso costoso y que requiere mucha mano de obra que se puede utilizar para la producción en masa o en piezas de fundición complejas para fabricar productos de fundición de metal, como engranajes, baúles de bicicletas, discos de motos y piezas de repuesto para máquinas de granallado.
5. Fundición de yeso
La fundición en yeso es idéntica a la fundición en arena, sin embargo, el molde está compuesto de un material conocido como "yeso de París". El yeso enfría el metal más lentamente que la arena debido a su conductividad térmica y capacidad calorífica limitadas, lo que ayuda a lograr una alta precisión, especialmente para piezas de sección transversal estrecha.
Sin embargo, no es adecuado para materiales ferrosos a altas temperaturas. La fundición con moldes de yeso permite la producción de piezas pequeñas de 30 gramos, así como piezas masivas de 45 kilogramos. La figura siguiente muestra, por ejemplo, una pieza de fundición creada de esta manera con un espesor de sección de 1 mm.
6. Fundición centrífuga
La fundición centrífuga, también conocida como fundición rotatoria, es un método para producir objetos cilíndricos en un entorno industrial utilizando fuerzas centrífugas. En este método de fundición de metal, el metal fundido se vierte en una matriz de hilado preparada. A alta presión, las fuerzas centrífugas ayudan en la distribución del metal fundido dentro de la matriz.
7. Fundición de espuma perdida
El fundición de espuma perdida El método es similar al moldeado a la cera perdida, excepto que el patrón está hecho de espuma en lugar de cera. Una vez producido el diseño, se recubre con una cerámica refractaria mediante inmersión, revestimiento, pulverización o brocha. Luego, el metal fundido se vierte en el molde para crear el producto deseado.
Este proceso es aplicable a una amplia gama de materiales, incluidos acero aleado, acero al carbono, hierro fundido aleado, aleaciones ferrosas y otros.
8. Fundición al vacío
Como su nombre lo indica, la fundición al vacío es un tipo de fundición en la que la fabricación se realiza bajo una presión de vacío de 100 bar o menos para expulsar el gas de la cavidad del molde. Para eliminar burbujas y bolsas de aire, se vierte metal fundido en la cavidad del molde dentro de una cámara de vacío.
El método de fundición a presión al vacío se utiliza ampliamente en una variedad de industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, electrónica, marina y de telecomunicaciones. Como resultado, los componentes estructurales del chasis y los elementos de la carrocería del vehículo se encuentran entre los componentes producidos mediante esta técnica de fabricación.
9. Exprimir el casting
Exprimiendo la fundición a presión, En particular, es un proceso de fundición prometedor para elementos críticos para la seguridad en sistemas de automóviles. Son ejemplos las juntas de bastidor espacial, las rótulas de dirección delanteras de aluminio, los bastidores de chasis, los soportes o los nodos. Este proceso de fundición de metales combina las ventajas de la fundición y la forja. Por ejemplo, la alta presión utilizada durante la solidificación ayuda a prevenir la contracción y la porosidad. Sin embargo, debido a las necesidades de herramientas especializadas, no es tan común para grandes producciones como otros procedimientos de fundición.
10. Colada continua
Permite la fabricación en masa y en continuo de perfiles metálicos de sección constante, como su nombre indica. Este estilo de fundición se utiliza comúnmente en la fabricación de barras de acero. La colada continua produce productos que generalmente son uniformes, consistentes y densos.
11. Moldura de concha
moldura de concha Es un procedimiento de fundición que utiliza moldes desechables. Es similar al proceso de fundición en arena, excepto que en lugar de un matraz de arena, la cáscara de arena endurecida forma la cámara del molde. La arena utilizada en la fundición en arena es más fina y se combina con una resina para que pueda tratarse térmicamente y cementarse en la carcasa que rodea el diseño. El moldeado de carcasa se utiliza para crear artículos industriales como carcasas de cajas de cambios, bielas, embarcaciones pequeñas, capós de vehículos, cabezas cilíndricas, árboles de levas, cuerpos de válvulas, etc. Los productos de fundición tienen un acabado superficial liso y son dimensionalmente precisos.
Pasos básicos de diferentes producciones de fundición.
En su mayoría, los procesos de fundición siguen algunos pasos básicos como la confección de patrones, fabricación de moldes, selección y vertido de aleaciones metálicas y, por último, acabado de la pieza fundida.
- Creación de patrones
Para crear un patrón, es muy importante decidir la forma del molde. Para ello los materiales utilizados son cera, arena, plástico o incluso madera.
- fabricación de moldes
A continuación será necesario desarrollar varios tipos de moldes para fundición. El molde de un solo uso se puede fabricar a partir de arena, yeso o cáscara de cerámica. Cada uno tiene un método de producción único. Además, en el horno se queman patrones hechos de espuma o cera.
- Seleccionar aleaciones metálicas
Las piezas fundidas de metal se fabrican a partir de aleaciones ferrosas o no ferrosas. Las aleaciones son una mezcla química de elementos con propiedades mecánicas que resultan mejores en las aplicaciones finales de fundición, mientras que las aleaciones ferrosas consisten en acero, hierro maleable y hierro gris. Por el contrario, entre los metales no ferrosos se encuentran las aleaciones de aluminio, el bronce y el cobre.
- Derrita la aleación y viértala según sea necesario.
Una vez seleccionadas las aleaciones metálicas, el siguiente paso es el vertido del metal en el molde. Este proceso consiste en colocar un metal sólido sobre un crisol y calentarlo a llama abierta o en el horno hasta que se derrita. Para piezas pequeñas, es posible verter el metal fundido directamente desde el crisol, pero para piezas grandes es posible que sea necesario verter el metal en una cuchara más grande antes de desecharlo en el molde.
- Refinamiento
Una vez solidificado, se extrae el producto de fundición y se le realiza el acabado de la superficie metálica. Además, el proceso de acabado también puede implicar fregado o mecanizado para eliminar el exceso de material para el material de desecho más grande.
Comparación de ventajas y desventajas.
Para facilitar la comparación entre los 15 métodos de lanzamiento antes mencionados, aquí hay una recopilación de sus respectivas ventajas y desventajas.
| Método de fundición | Ventajas | Desventajas |
| Fundición | Alta precisión, superficie lisa, alta productividad | Alto coste de fabricación del molde, fragilidad. |
| Fundición de arena | Bajo costo, adecuado para piezas grandes, versátil. | Superficie rugosa, posibles defectos, baja productividad |
| Casting de inversión | Alta precisión, detalles intrincados, versátil | Alto coste de fabricación, largo ciclo de producción. |
| Fundición centrífuga | Alta pureza, sin porosidad, sin estrés interno | Limitado a piezas con ejes simétricos, baja productividad. |
| Casting de espuma perdida | Alta precisión, adecuada para piezas grandes y complejas | Alto costo, opciones limitadas de materiales, contaminación. |
| Fundición de moho permanente | Larga vida útil del molde, alta productividad, bajo costo | Limita las geometrías complejas y el alto coste del molde. |
| Fundición de yeso | Adecuado para arte y artículos decorativos. | Alto costo, fragilidad, inadecuado para piezas grandes. |
| Fundición al vacío | Alta precisión, buena calidad superficial, transparencia. | Alto costo de equipo, adecuado para lotes pequeños. |
| Fundición continua | Alta productividad, bajo desperdicio de material. | Limita las formas de las piezas, alto coste del equipo. |
| Moldura de concha | Alta precisión, buena calidad superficial, larga vida útil del molde | Alto costo, adecuado para lotes pequeños. |
| Fundición a presión | Alta productividad, alta precisión, adecuada para producción en masa. | Alto coste de fabricación de moldes, adecuado para piezas pequeñas. |
| Exprimir fundición | Combina fundición y forja, alta densidad. | Altos requisitos de equipos y procesos, alto costo. |
| Fundición a baja presión | Piezas de menor coste y alta calidad | Alto costo de equipo, adecuado para lotes pequeños. |
| Fundición de hierro dúctil | Alta tenacidad, alta resistencia, versátil | Alto coste de fabricación, requiere un estricto control de la aleación. |
| Fundición a presión por gravedad | Sencillo, económico y adecuado para lotes pequeños | Menor precisión y calidad superficial, adecuado para piezas simples |
Elegir el fabricante de piezas de fundición adecuado
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Conclusión
Cuando se trata de elegir el proceso de fundición adecuado para su proyecto metálico personalizado, el conocimiento es clave. No saber lo suficiente puede afectar en gran medida la calidad, el costo y el éxito general de su producto. Al comprender los 11 tipos diferentes de procesos de fundición analizados en las secciones anteriores, podrá tomar una decisión más informada sobre cuál se adaptará mejor a sus necesidades de fabricación.
