COLADA CON ALUMINIO EN MOLDE DE YESO Y MOLDE DE ARENA DOS CARAS

1. INTRODUCCION

La realización del proceso de fundición empieza con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de

forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la

solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la

presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los

moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Los procesos de

fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

2. OBJETIVOS

Realizar el proceso de colado en mode de yeso y arena en dos caras de la figura del tornillo

sin fin designado

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1 ALUMINIO

Es el metal más abundante en la naturaleza y se encuentra en gran número de minerales (feldes-pato,

arcilla, corindón), siendo la bauxita y la criolita los empleados en su metalurgia. Se obtiene mediante

proceso electrolítico.

3.1.1 CARACTERISTICAS DEL ALUMINIO

•Color blanco azulado.

•Muy buena ductilidad y maleabilidad.

•Peso específico de 2,7 kg/dm3.

•Temperatura de fusión de 660 ºC.

•Buena conductibilidad eléctrica y térmica.

•Muy buena resistencia a la corrosión.

Según el proceso de elaboración, su pureza y aplicaciones, se distinguen las siguientes variedades:

a) Aluminio de primera fusión (93 a 99,7 %).

b) Aluminio de segunda fusión (98 a 99 %).

c) Aluminio para desoxidación del acero (86 a 92 %).

d) Aluminio de 99,5 % para forja.

e) Aluminio de 99 % para forja.

3.1.2 APLICACIONES DEL ALUMINIO

Por su bajo peso específico, se emplea en construcciones de estructura metálica, construccio-

nes aeronáuticas y vehículos de transporte (trenes, automóviles).

Por su buena conductibilidad eléctrica, se usa como conductor en líneas de alta tensión.

Por su resistencia a la corrosión, para utensilios de cocina, depósitos, chapas para cubiertas

de edificios, etc.

3.2 FUNDICIONES

Se denominan fundiciones todas las aleaciones hierro-carbono cuyo contenido en carbono es mayor

del 1,76%.

Desde el punto de vista práctico, la fundición es una aleación hierro-carbono-silicio con los límites

usuales de C — 2,4 a 3,8 %, Si — 0,5 a 3 %, y conteniendo además, como impurezas, cantida des

variables de manganeso, fósforo y azufre. Eventualmente, puede contener otros elementos, cromo,

níquel, molibdeno, etc.

3.3 DESCRIPCION DEL TANQUE DE GAS

El tanque de gas, denominado, bombona, cilindro, pipa, tambo, garrafa o Balón de gas según el país, es

el sistema habitual de distribución de gas licuado de petróleo, el cual está compuesto por butano y

propano. La proporción entre los gases varía según el petróleo de origen, y ronda alrededor de 40% de

butano 60% de propano.

Un tanque de 10 kg de butano suministra aproximadamente 4 m³ de gas. Dado que el potencial

calorífico es de 28.000 kcal/m³, (12,7 kWh/kg)1 un tanque contiene 112.000 kcal. Esto equivale

aproximadamente a:

12,5 m³ de metano (gas natural)

20 L de alcohol etílico

11 L de gasoil, o kerosén

11,5 L de gasolina ("nafta" o "bencina")

127 kWh de electricidad

28 horas funcionando un quemador de 4000 kcal

3.3.1 Características de la Garrafa de GLP

Dado que el GLP tiene más del triple del potencial calorífico que el gas natural, es necesario adaptar los

quemadores cambiando los picos para tener la tercera parte del flujo.

Una garrafa de LPG de 10 Kg. es una pieza construida en chapa fina de acero, rolada y soldada,

generalmente en acero de bajo contenido de carbono, para asegurar máximas condiciones de

soldabilidad y tenacidad. El material de construcción es típicamente un acero de bajo carbono, 0. 2% C

aproximadamente.

Capacidad GLP 10 [Kg]

Volumen de agua 24 [L]

Tara 11,3 [Kg]

Presión de trabajo 17 [ Kgcm2 ] Presión de prueba 34 [ Kgcm2 ]

4. MATERIALES Y HERRAMIENTAS

MATERIALES

Ladrillos refractarios

Crisol

Quemadores de G.L.P.

Recipiente de baño maría

Tenazas

Cucharón

Soporte de crisol

Equipo de seguridad industrial

Alicate

Alambre de amarre

Gas licuado

Escoriador

INSUMOS

Aluminio

Garrafas con gas licuado

Cloruro de sodio

Tierra arcillosa

Agua potable

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.1 PROCESOS PRELIMINARES

I. Verificación de la humedad del molde.- Cuando el molde no está totalmente seco , en el momento de la colada se produce un choque térmico que podría ocasionar un accidente y el mal acabado de la pieza del molde , entonces es muy importante que el molde este lo suficientemente seco para recibir el metal líquido.

II. Secado del molde (con quemador atmosférico).- Se procede a secar la arena del molde con la ayuda de un quemador atmosférico

III. Nivelación del terreno.- Para que las cajas en el momento de la colada se encuentren en la posición correcta

IV. Ubicación de las cajas.- Las cajas deben estar en una posición donde el bebedero se encuentre de un solo lado, ya sea este izquierdo o derecho, para el fácil manipuleo de la colada y del crisol

4.2 PREPARACIÓN PARA LA COLADA

I. Limpieza del crisol.- Eliminar los residuos que presente el crisol.

II. Colocar el crisol en la fosa.- El crisol deberá tener una posición concéntrica con respecto a la fosa y en la parte inferior se colocan ladrillos refractarios pequeños.

III. Ubicar el quemador forzado en su lugar.- Para ubicación del quemador se debe tener muy en cuenta que la llama debe envolver al crisol en su totalidad entonces el quemador debe ocupar una posición tangencial al crisol.

IV. Limpieza del material (aluminio) .- El material que se va a fundir ( chatarra) puede ser que contenga otros materiales como ser aceites tierra u otras impurezas entonces es necesario limpiarlas antes de que estas sean fundidas en el crisol.

V. Verificación del peso el metal (aluminio) .- Luego de la limpieza del material este debe ser pesado para saber cuanto de este material se esta fundiendo y cuanto de este se este convirtiendo en escoria esto es muy importante para un estudio de costos.

VI. Precalentamiento del crisol .- Se debe precalentar el crisol para que la humedad en este sea eliminado

VII. Colocar el aluminio en el crisol .- El aluminio se debe colocar en el crisol con sumo cuidado para evitar choques con el crisol

VIII. Tapar la fosa herméticamente con barro.- Es muy importante que la fosa sea hermetizada con barro para así poder aprovechar todo el poder calorífico del sistema y así lograr el punto de fusión del aluminio en el menor tiempo posible.

IX. Encender la llama en el quemador.- Cuando ya se hermetizo la fosa en su totalidad se inicia el encendido del quemador y de esta manera iniciar la fusión del aluminio.

X. Dejar el aluminio al calentamiento .- Cuando la fosa este lo suficientemente caliente en la tapa del mismo se colocan los pedazos de material aluminio para que estos se estén precalentando para luego ingresar en el crisol

XI. Introducción del cloruro de sodio en el crisol.- Con un cuidado necesario se debe introducir la sal común para que este vaya acumulando la escoria que se ha formado.

XII. Sacar la escoria.- Se debe remover el líquido para extraer la escoria y el caldo se encuentre lo más limpio posible.

XIII. Comprobar el punto de fusión del aluminio fundido .- Con la ayuda de una varilla se puede comprobar si el líquido está listo para la colada

4.3 PROCESO DE LA COLADA DEL ALUMINIO

I. Ubicación del porta crisol .- El porta crisol debe estar ubicado en un lugar seco para el acoplamiento con el crisol

II. Extracción del líquido fundido.- Con ayuda de herramientas correctas

III. Sacar el crisol de la fosa.- Con la ayuda de las tenazas se procede a extraer el crisol de la fosa para luego acoplarlo con el porta crisol que ya está listo para dicha operación.

IV. Retorno del crisol a la fosa .- Ya concluido el proceso de colada se debe devolver el crisol a la fosa para que esto tenga un enfriado lento y así aumentar la vida útil del mismo

4.4 EXTRACCIÓN DE LAS PIESAS DEL MOLDE

I. Tiempo de enfriamiento.- Después de concluido el proceso de la colada se debe esperar como alrededor de 15 min. para que la pieza se solidifique en su totalidad.

II. Extracción de las piezas fundidas.- Con algunos golpes un poco fuertes a la arena se extraen las piezas terminadas.

4.5 LIMPIEZA GENERAL.-

Luego de terminado el trabajo se debe limpiar todo el área de trabajo devolviendo las herramientas a sus respectivos lugares

5. MONTAJE EXPERIMENTAL

6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL REALIZADO

NRO ACTIVIDAD REALIZADA OBSERVACIONES

1 Preparación de la actividad a realizar

Atavío de la indumentaria e seguridad

(botas, casco, overol, lentes y guantes).

Pesado del Aluminio, alistado del Crisol,

baño maría y otros,

2 Encendido del crisol

3 Colocado de la tapa de crisol

4 Sellado del crisol Se realizó previamente el sellado del crisol

con el barro preparado para su posterior

calentamiento.

Aprox. :2 Hrs

5 Secado de los moldes Con ayuda del quemador Aprox :45 seg/

molde

6 Limpieza de los moldes Con ayuda del trapos y brochas Aprox:2

min

7 Colocado de la Sal Aprox 7 min

8 Asegurado de los moldes Con ayuda de alicate y alambre de amarre

Aprox: 12 min

9 Cambio de garrafa Aprox: 3 min

10 Eliminación de la escoria Aprox: 10 min

11 Acomodo de los moldes previo al vaciado Con ayuda de un nivel, verificar que no

presente inclinaciones

Aprox 1 min

12 Proceso de colada 1 Aprox 5 min

13 Acomodo de los moldes posterior al

vaciado

Evitando que presente inclinaciones Aprox

2 min

14 Limpieza del crisol Con las herramientas e insumos adecuados

(verter al Aluminio sobrante)

Aprox 8 min

15 Limpieza de las herramientas utilizadas y

del área de trabajo

Aprox 12 min

16 Guardado de la indumentaria de seguridad

y retirada