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CONFORMADO DE METALES SIN ELIMINACIÓN DE MATERIAL

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Edgar Malaga Lujan

on 11 October 2013

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CONFORMADO DE METALES SIN ELIMINACIÓN DE MATERIAL
Proceso de molde
a la cera perdida

Se fabrica un modelo elaborado en cera u otro material maldeable y fácilmente fundible
Elaboración de un modelo provisional de cera
Partiendo del modelo elaborado, éste se forra con un material maleable y que endurezca despacio.

Hay que colocar unos soportes de acero que se introducen en el modelo para quedar sujeto al molde.

Se abren pequeños orificios (bebederos)
Creación del molde
proceso de fundición
Al introducir el molde en la mufla, en posición invertida, la cera se derrite y sale por los bebederos.

El hueco producido será rellenado por el material licuado a ser vertido por el orificio principal
Una vez enfriado el metal y el bloque macizo, se procede al desmoldado, consiste en destruir el bloque
Desmoldado y acabado
Es un procedimiento para obtener
figuras de metal por medio de un molde que se elabora a partir de un prototipo modelado en cera
Ceras y revestimientos
Ceras

Características:

Debe ser plástica a una temperatura ligeramente superior a la bucal, para evitar molestias

Debe ser rígida a la temperatura bucal

Debe ser capaz de tallarse en láminas delgadas sin descamarse o astillarse.

No debe tener bajo coeficinte de expansión térmico

No debe dejar residuos al evaporarse
Es una variación del moldeo a la cera perdida, en este caso se utiliza mercurio en lugar de cera y se obtienen piezas de alta precisión de medidas
Proceso mercast
Se fabrica el molde patron.
· Se vierte el mercurio, que s enfria a –75ºC
· Se sacan los medios moldes.
· Se sumerge el mercurio en papilla cerámica.
· Se caliente para que licue el mercurio.
· Proceso de colada.
Moldeo con yeso
La fundición con moldes de yeso es similar a la fundición en arena, excepto que el molde está hecho de yeso en lugar de arena.

Se mezclan aditivos como el talco y la arena de sílice con el yeso para controlar la contracción y el tiempo de fraguado, reducir los agrietamientos e incrementar la resistencia.

Fundición con coquilla
El molde es una coquilla de fierro,
que se puede reutilizar muchas veces.

Las ventajas de la fundición con moldes permanentes incluyen buen acabado de la superficie y control dimensional más preciso. La solidificación más rápida ocasionada por el molde metálico da como resultado una estructura de grano más fino, por lo que se producen piezas fundidas más resistentes, es decir de mejores propiedades mecánicas.
Fundición a presión
La fundición a presión o llamada también fundición a baja presión, es otra variación de las fundiciones en molde permanente.  

Aquí, en lugar de utilizar la gravedad para ayudar a verter el metal y que éste fluya en el molde, se aplica una presión baja, de hasta 1 atmósfera, con gas al metal fundido.

Fundición a presión con cámara caliente
El proceso en cámara caliente se utiliza solamente para el zinc y otras aleaciones de bajo punto de fusión que no atacan fácilmente ni erosionan los crisoles, cilindros ni pistones de metal.

En las máquinas de cámara caliente, el metal se funde en un recipiente adherido a la máquina (crisol) y se inyecta en el molde usando un pistón de alta presión.
Fundición a presión con cámara en frío
Se diferencia con el de cámara caliente en cuanto a que el sistema de inyección no se encuentra sumergido en el metal líquido. En su lugar, la carga de metal fundido (más material del que se necesita para fundir la pieza) se transporta, mediante una cuchara de colada, del crisol a un contenedor donde un émbolo accionado hidráulicamente empuja el metal hacia el interior del molde.
Fundición mediante inyección centrífuga
Consiste en hacer girar el molde alrededor de un eje. De esta forma, el metal irá ocupando la zona externa del molde y llenándose hacia el centro. A veces no de forma total, dando lugar a la formación de cuerpos huecos.
A través de los años y hasta el día de hoy la fundición de los metales está presente en nuestras vidas. Pero hasta el día de hoy hay pocos cambios en los procesos de fundición y por esta razón se demanda una gran cantidad de energía que le cuesta una fortuna a la empresa.
Tecnología y estudio de la fusión de los metales
Hornos para fundición
Los hornos que se usan para fundir metales y sus aleaciones varían mucho en capacidad y tamaño, varían desde los pequeños hornos de crisol que contienen unos cuantos kilogramos de metal a hornos de hogar abierto hasta 200 toneladas de capacidad.

Desventajas y soluciones
El curado del molde de yeso es una de las desventajas de este proceso, al menos para altos volúmenes de producción. El molde debe dejarse fraguar cerca de 20 minutos antes de sacar el molde y, posteriormente, debe cocerse por varias horas para remover la humedad. Aun cocido, el yeso no se desprende de todo el contenido de humedad.

Aplicaciones
Los moldes de yeso no pueden soportar temperaturas tan elevadas como los moldes de arena. Por tanto, están limitados a fundiciones de bajo punto de fusión como aluminio, magnesio y algunas aleaciones de cobre.

La ventaja de este método sobre el vaciado tradicional es que se introduce en el molde un metal limpio desde el centro del crisol, en lugar de un metal que ha sido expuesto al aire.

. El material adicional se utiliza para introducir mayor cantidad de metal fundido en la cavidad del molde con el objetivo de compensar la contracción que se produce durante la solidificación. En este tipo de máquina se pueden lograr presiones de inyección de más de 10.000 psi ó 70 MPa.
El tipo de horno usado para un proceso de fundición queda determinado por los siguientes factores:
♦ La necesidad de fundir la aleación tan rápidamente como sea posible y elevarla a temperatura de vaciado requerida.

♦ La necesidad de mantener tanto la pureza de la carga, como precisión de su composición.

♦ La producción requerida del horno.

♦ El costo de operación del horno.

Cubilote
Un cubilote es un horno cilíndrico compuesto de una capa exterior de acero y una capa interior de ladrillos. Los cubilotes varían en tamaño desde sólo 1 pie de diámetro hasta más de 10 pies . El cuerpo cilíndrico del horno está orientado de manera vertical para permitir a los gases escapar por el extremo superior.
Dos puertas se encuentran en la base del horno y están cerradas durante la operación del mismo, sin embargo, pueden ser abiertas para vaciar el horno de todo el material remanente.

Los gases generados durante el funcionamiento pueden ser controlados, enfriándolos y filtrándolos antes de liberarlos a la atmósfera. Una abertura llamada boca de sangría en la base del horno permite la remoción del metal fundido en cualquier momento de la fundición.
Preparación
Primero se apila arena alrededor de la boca de sangría, por encima de la cual se añaden capas de combustible que se calientan gradualmente. Un tipo especial de carbón llamado coque, una vez que las capas de coque han alcanzado una altura suficiente, se insertan piezas de metal a través de la apertura superior, junto con un flujo de piedra caliza que remueve las impurezas del metal durante la operación. Las capas de coque y de metal se alternan hasta que el horno esté lo suficientemente lleno como para comenzar el proceso de fundición.

Fundición

Una vez que el horno está suficientemente lleno con combustible y material crudo, se inyecta aire en la mezcla de combustión, incrementando la temperatura interior del horno. Algunos hornos tienen dispositivos especiales que introducen oxígeno gaseoso puro en su interior. Cuando es quemado en presencia de oxígeno, el coque alto en carbono sufre una reacción química que da como resultado los gases dióxido y monóxido de carbono, los cuales diseminados en la cercanía del metal derretido ayudan a incrementar su nivel de carbono.
Pronto el metal derretido comienza a acumularse alrededor de la boca de sangría y puede ser extraído del horno. En la medida en que es removido, se introducen más piezas de metal crudo por la boca superior para mantener el nivel de material en el interior del horno constante. Esto permite al horno ser operado de manera continua, siempre y cuando alguien lo rellene con metal crudo y combustible. Cuando se ha producido la cantidad deseada de metal, el contenido restante del horno es removido abriendo las puertas de la base del mismo.
Se cierra el molde y se eleva el émbolo, abriendo el orificio y permitiendo que el metal fundido
llene el cilindro.
El émbolo desciende y sella el orificio empujando el metal fundido a través del sifón y la tobera,
hacia el interior de la cavidad del molde, donde es mantenido bajo presión hasta que se solidifica.
El molde se abre y los machos, si hay alguno, se retiran. La pieza fundida se queda sólo en una
sección del molde, en el lado del mecanismo de eyección. El émbolo retorna, permitiendo que el
metal fundido residual retorne a través de la tobera y el sifón
. Los expulsores empujan la pieza fundida y la sacan del molde por el lado del eyector. A medida
que el émbolo va destapando el agujero de llenado, el metal fundido fluye a través de la entrada
para rellenar el sifón, como en el paso (1).
Ventajas:
• Al aplicar la fuerza centrífuga es como si la fluidez del metal aumentase
• Se obtienen piezas muy perfectas, sin defectos ni sopladuras
• Los granos del metal puede ser mayor
Inconvenientes:
• Si la presión es muy elevada, el molde es muy costoso
• No podemos moldear todas las aleaciones

Composición:

Parafina 60%
Carnauba 25%
Cera ceresina 10%
Cera abeja 5%
Cera microcristalina
resinas 1%

clasificación de las ceras según escurrimiento:

Ceras duras
Ceras regulares
Cers blandas
Revestimiento o investimento
Material refractario, apropiado para confeccionar un molde, el cual incluirá el patrón de cera, posteriormente, una vez evaporada la cera permitirá el colado del material fundido

Se distinguen 3 tipos según su uso y la técnica de expansión usada en el colado:

Tipo 1: para incrustaciones y coronas. Técnica de compensación: expansión térmica.

Tipo 2: Incrustaciones. Técnica de compensación: expansión higroscópica.

Tipo 3: Prótesis parciales. Tipo de compensación: expansión térmica
Propiedades requeridas:

Fácil manipulación.

Producir una superficie lisa de colado y reproducir detalles y márgenes de colado.

No debe sufrir descomposición al calentarse.

Ser poroso.

Resistencia a altas temperaturas y presión

Material económico
Hornos de crisol.-

Revestimiento de paneles radiantes. ayudan a mantener el calor y diseminar el calor exterior para un mejor manejo
Mejoras que se han utilizado
Mejoras que se han utilizado
Hornos de arco eléctrico: Producción de 80 ton/hora y fácil manejo

Calefacción por plasma: Rápido fundido del metal, ahorro de energía, ahorro de gases necesarios para el cuidado de la oxidación , reduce la escoria a poco menos del 1%
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