fundicion en molde permanente
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Fundicin en molde
permanente
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Fundicin en molde permanente
Generalidades
Se usan moldes metlicos que se reutilizan muchas veces.
Los metales que usualmente se funden en moldes permanentes son el estao, plomo, zinc, aluminio, cobre y aleaciones ferrosas cuando se usan moldes refractarios.
Se pueden utilizar corazones metlicos (reutilizables) o de arena (desechables). En este caso se denomina al proceso fundicin en molde semi-permanente.
Durante el proceso, las caras interiores de los moldes se recubren con lubricantes o barros refractarios con el fin de controlar la temperatura de la superficie del molde y facilitar el retiro de la pieza.
Se obtiene buen acabado superficial y control dimensional estrecho y buenas propiedades mecnicas debido a que el enfriamiento rpido produce una estructura de grano fino.
No se pueden realizar formas tan complejas como las posibles con molde desechable debido a la necesidad de abrir el molde.
El costo inicial del molde se justifica en series de produccin grandes con el menor costo por pieza.
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Molde permanente, colada por gravedad
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Diseo del molde
La fundicin solidificada debe poderse retirar fcilmente de la cavidad de la matriz. Para ello se requiere que las superficies de la cavidad tengan ngulos de salida en la direccin de apertura del molde. Tambin se recurre a diseos de molde de partes mltiples.
Los moldes generalmente se construyen en acero o fundicin. La cavidad y el sistema de vaciado se conforman utilizando maquinados de precisin, a fin de obtener buen ajuste y acabado superficial.
Los moldes suelen refrigerarse por medio de conductos a travs de los cuales circula un refrigerante o mediante aletas disipadoras.
Se utilizan en muchos casos pernos expulsores para retirar la fundicin solidificada
Las caras del molde deben tener respiraderos que dejen escapar el aire y gases desplazados por el metal fundido entrante
El material del molde debe resistir el choque trmico y la abrasin que se produce durante la colada.
Dependiendo del material del molde y material de la fundicin, un molde bien mantenido puede durar decenas de miles o cientos de miles de ciclos sin tener un desgaste apreciable.
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Fundicin en molde permanente a baja presin
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Fundicin en matrices a alta presin
Caractersticas:
Un mbolo fuerza el material dentro de la cavidad del molde
Presiones moderadas a elevadas
Buena precisin dimensional y definicin de detalles superficiales (formas intrincadas y paredes delgadas)
Piezas de hasta 25 kg
Velocidad de produccin elevada
Aplicaciones tpicas: componentes de motores, electrodomsticos, herramientas de mano, juguetes.
Dos procesos bsicos: Cmara caliente
Cmara fra
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Proceso de cmara caliente
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Proceso de cmara caliente
Caractersticas:
El metal se funde en un recipiente adherido a la mquina
Sistema de inyeccin sumergido en el metal fundido
Proceso limitado a metales de bajo punto de fusin. Incluyen al zinc, aleaciones Al-Zn, estao, plomo y a veces magnesio
Velocidades de produccin comparativamente altas (hasta 500 ciclos por hora)
Presiones de inyeccin de 7 a 35 MPa
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Proceso de cmara fra
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Proceso de cmara fra
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Proceso de cmara fra
Caractersticas:
El metal se funde en un recipiente externo separado de la mquina
Sistema de inyeccin entra en contacto brevemente con el metal fundido
Se pueden procesar aleaciones con temperaturas de fusin ms altas. Los materiales de trabajo tpicos incluyen al magnesio, aluminio y latn. Tambin se pueden fundir cobre y acero, este ltimo usando matrices de aleacin TZM (molibdeno endurecible por precipitacin)
Velocidades de produccin de hasta 150 ciclos por hora)
Presiones de inyeccin de 20 a 150 MPa
Las matrices se lubrican en cada colada. Los mismos se componen de grafito o MoS2 en base aceitosa, dispersados en agua.
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Mquina de inyeccin de cmara fra
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Mquina de fundicin a presin con cmara fra
Vista detallada
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Tipos de matrices
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Molde de fundicin a alta presin tpico
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Molde de cavidades mltiples
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Anlisis de la fundicin a presin
Fuerza de cierre (Fc)
Fc = p . Sc
donde:
p = Presin de inyeccin
Sc = rea de la cavidad del molde (incluyendo sistema de alimentacin)
proyectada sobre el plano de cierre
Fuerza de inyeccin (Fi)
F inyeccin = /4 . Dc2 . p
donde:
p = Presin de inyeccin
Dc = Dimetro del mbolo
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Anlisis de la fundicin a presin
Variables importantes:
Temperatura del metal fundido
Temperatura del molde
Presin de inyeccin
Velocidad del mbolo
Porcentaje de llenado de la cmara
Contenido disuelto de gas
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