Proceso de fundición y forja.
En el trabajo con metales, la fundición es un proceso en el que un metal líquido se introduce en un molde (normalmente mediante un crisol) que contiene una impresión negativa (es decir, una imagen negativa tridimensional) de la forma deseada.El metal se vierte en el molde a través de un canal hueco llamado bebedero.Luego se enfrían el metal y el molde y se extrae la pieza metálica (la fundición).La fundición se utiliza con mayor frecuencia para crear formas complejas que serían difíciles o antieconómicas de realizar con otros métodos.
Los procesos de fundición se conocen desde hace miles de años y se han utilizado ampliamente para escultura (especialmente en bronce), joyería en metales preciosos y armas y herramientas.Las piezas fundidas de alta ingeniería se encuentran en el 90 por ciento de los bienes duraderos, incluidos automóviles, camiones, equipos aeroespaciales, trenes, equipos de minería y construcción, pozos petroleros, electrodomésticos, tuberías, hidrantes, turbinas eólicas, plantas nucleares, dispositivos médicos, productos de defensa, juguetes y más.
Las técnicas tradicionales incluyen la fundición a la cera perdida (que puede dividirse a su vez en fundición centrífuga y fundición de vertido directo asistida por vacío), fundición en moldes de yeso y fundición en arena.
El proceso de fundición moderno se subdivide en dos categorías principales: fundición fungible y no fungible.Se descompone aún más mediante el material del molde, como arena o metal, y el método de vertido, como gravedad, vacío o baja presión.
La forja es un proceso de fabricación que implica la conformación de metal utilizando fuerzas de compresión localizadas.Los golpes se dan con un martillo (a menudo un martillo mecánico) o un dado.La forja a menudo se clasifica según la temperatura a la que se realiza: forja en frío (un tipo de trabajo en frío), forja en caliente o forja en caliente (un tipo de trabajo en caliente).Para los dos últimos, el metal se calienta, normalmente en una fragua.Las piezas forjadas pueden variar en peso desde menos de un kilogramo hasta cientos de toneladas métricas. La forja ha sido realizada por herreros durante milenios;los productos tradicionales eran utensilios de cocina, ferretería, herramientas manuales, armas blancas, címbalos y joyas.Desde la Revolución Industrial, las piezas forjadas se utilizan ampliamente en mecanismos y máquinas dondequiera que un componente requiera alta resistencia;Estas piezas forjadas suelen requerir un procesamiento adicional (como mecanizado) para lograr una pieza casi terminada.Hoy en día, la forja es una industria importante a nivel mundial.
La fundición con moldes desechables es una clasificación genérica que incluye molduras de arena, plástico, concha, yeso y revestimiento (técnica de cera perdida).Este método de fundición en molde implica el uso de moldes temporales y no reutilizables.
Moldeo en arena
La fundición en arena es uno de los tipos de fundición más populares y simples y se ha utilizado durante siglos.La fundición en arena permite realizar lotes más pequeños que la fundición en molde permanente y a un costo muy razonable.Este método no solo permite a los fabricantes crear productos a bajo costo, sino que la fundición en arena tiene otros beneficios, como operaciones de tamaño muy pequeño.El proceso permite piezas fundidas lo suficientemente pequeñas que caben en la palma de la mano hasta aquellas lo suficientemente grandes solo para plataformas de tren (una pieza fundida puede crear la plataforma completa para un vagón).La fundición en arena también permite fundir la mayoría de los metales dependiendo del tipo de arena utilizada para los moldes.
La fundición en arena requiere un tiempo de entrega de días, o incluso semanas a veces, para la producción a altas tasas de producción (1 a 20 piezas/hora de molde) y es insuperable para la producción de piezas grandes.La arena verde (húmeda), que es de color negro, casi no tiene límite de peso parcial, mientras que la arena seca tiene un límite práctico de masa parcial de 2300 a 2700 kg (5100 a 6000 lb).El peso mínimo de la pieza oscila entre 0,075 y 0,1 kg (0,17 y 0,22 lb).La arena se une mediante arcillas, aglutinantes químicos o aceites polimerizados (como el aceite de motor).La arena se puede reciclar muchas veces en la mayoría de las operaciones y requiere poco mantenimiento.
Moldura de marga
El moldeado de marga se ha utilizado para producir grandes objetos simétricos, como cañones y campanas de iglesia.La marga es una mezcla de arcilla y arena con paja o estiércol.Un modelo del producto se forma en un material friable (la camisa).El molde se forma alrededor de esta camisola cubriéndola con marga.Luego se hornea (se cuece) y se retira la camisola.Luego, el molde se coloca en posición vertical en un foso frente al horno para verter el metal.Después se rompe el molde.Por tanto, los moldes sólo se pueden utilizar una vez, por lo que se prefieren otros métodos para la mayoría de los fines.
Fundición de moldes de yeso
La fundición en yeso es similar a la fundición en arena, excepto que se utiliza yeso de París en lugar de arena como material de molde.Generalmente, el formulario tarda menos de una semana en prepararse, después de lo cual se logra una tasa de producción de 1 a 10 unidades/hora de molde, con artículos tan grandes como 45 kg (99 lb) y tan pequeños como 30 g (1 oz). con muy buen acabado superficial y tolerancias estrechas.[5]La fundición de yeso es una alternativa económica a otros procesos de moldeo para piezas complejas debido al bajo costo del yeso y su capacidad para producir piezas fundidas de forma casi neta.La mayor desventaja es que sólo se puede utilizar con materiales no ferrosos de bajo punto de fusión, como aluminio, cobre, magnesio y zinc.
moldura de concha
El moldeado en cáscara es similar a la fundición en arena, pero la cavidad de moldeo está formada por una "cáscara" de arena endurecida en lugar de un matraz lleno de arena.La arena utilizada es más fina que la arena para fundición y se mezcla con una resina para que el patrón pueda calentarla y endurecerla formando una capa alrededor del patrón.Debido a la resina y la arena más fina, proporciona un acabado superficial mucho más fino.El proceso se automatiza fácilmente y es más preciso que la fundición en arena.Los metales comunes que se funden incluyen aleaciones de hierro fundido, aluminio, magnesio y cobre.Este proceso es ideal para artículos complejos de tamaño pequeño a mediano.
Fundición a la cera perdida
La fundición a la cera perdida (conocida en el arte como fundición a la cera perdida) es un proceso que se ha practicado durante miles de años, siendo el proceso de cera perdida una de las técnicas de conformado de metales más antiguas que se conocen.Desde hace 5000 años, cuando la cera de abejas formaba el patrón, hasta las ceras de alta tecnología, los materiales refractarios y las aleaciones especializadas de hoy en día, las piezas fundidas garantizan que se produzcan componentes de alta calidad con los beneficios clave de precisión, repetibilidad, versatilidad e integridad.
La fundición a la cera perdida deriva su nombre del hecho de que el patrón está revestido o rodeado con un material refractario.Los patrones de cera requieren extremo cuidado porque no son lo suficientemente fuertes para soportar las fuerzas encontradas durante la fabricación del molde.Una ventaja de la fundición a la cera perdida es que la cera se puede reutilizar.
El proceso es adecuado para la producción repetible de componentes con forma neta a partir de una variedad de metales diferentes y aleaciones de alto rendimiento.Aunque generalmente se utiliza para piezas fundidas pequeñas, este proceso se ha utilizado para producir marcos completos de puertas de aviones, con piezas fundidas de acero de hasta 300 kg y piezas fundidas de aluminio de hasta 30 kg.En comparación con otros procesos de fundición, como la fundición a presión o la fundición en arena, puede resultar un proceso caro.Sin embargo, los componentes que se pueden producir mediante fundición a la cera perdida pueden incorporar contornos intrincados y, en la mayoría de los casos, los componentes se funden cerca de su forma neta, por lo que requieren poco o ningún retrabajo una vez fundidos.
La forja puede producir una pieza que es más resistente que una pieza fundida o mecanizada equivalente.A medida que se le da forma al metal durante el proceso de forjado, su textura de grano interno se deforma para seguir la forma general de la pieza.Como resultado, la variación de textura es continua en toda la pieza, dando lugar a una pieza con características de resistencia mejoradas. Además, las piezas forjadas pueden lograr un costo total menor que la fundición o la fabricación.Si se consideran todos los costos en los que se incurre durante el ciclo de vida de un producto, desde la adquisición hasta el tiempo de reelaboración, y si se tienen en cuenta los costos de la chatarra, el tiempo de inactividad y otras consideraciones de calidad, los beneficios a largo plazo de las piezas forjadas pueden superar los ahorros de costos a corto plazo. que las fundiciones o fabricaciones puedan ofrecer.
Algunos metales pueden forjarse en frío, pero el hierro y el acero casi siempre se forjan en caliente.La forja en caliente evita el endurecimiento por trabajo que resultaría del conformado en frío, lo que aumentaría la dificultad de realizar operaciones de mecanizado secundario de la pieza.Además, aunque en algunas circunstancias puede ser deseable el endurecimiento por trabajo, otros métodos de endurecimiento de la pieza, como el tratamiento térmico, son generalmente más económicos y más controlables.Las aleaciones que son susceptibles de endurecimiento por precipitación, como la mayoría de las aleaciones de aluminio y titanio, pueden forjarse en caliente y luego endurecerse.
La producción de forja implica importantes gastos de capital en maquinaria, herramientas, instalaciones y personal.En el caso de la forja en caliente, se requiere un horno de alta temperatura (a veces denominado forja) para calentar lingotes o palanquillas.Debido al tamaño de los enormes martillos y prensas de forjado y a las piezas que pueden producir, así como a los peligros inherentes al trabajo con metal caliente, con frecuencia se requiere un edificio especial para albergar la operación.En el caso de operaciones de forjado por estampación, se deben tomar medidas para absorber los golpes y vibraciones generados por el martillo.La mayoría de las operaciones de forjado utilizan matrices de formación de metales, que deben mecanizarse con precisión y tratarse térmicamente cuidadosamente para dar forma correcta a la pieza de trabajo, así como para resistir las tremendas fuerzas involucradas.
Piezas de fundición con
Proceso de mecanizado CNC
Hierro fundido GGG40
Piezas de mecanizado CNC
Acero de fundición GS52
mecanizado de piezas
Mecanizado 35CrMo
piezas de forja de aleación
