Fundición atruchada

Hierro Fundido

Los hierros fundidos,  como los aceros,  son básicamente aleaciones de hierro – carbono.
En relación con el diagrama Hierro – carbono,  los hierros fundidos Contienen más cantidad de carbono que la necesaria para saturar austenita a la Temperatura eutéctica;  por tanto Contienen entre 2,1 y 6,67% de carbono.

La ductilidad del hierro fundido es muy Baja y éste no puede laminarse,  Estirarse o trabajarse a temperatura ambiente. 

La mayoría de los hierros fundidos no son Maleables a cualquier temperatura; sin embargo, a veces funden fácilmente o Pueden fundirse en formas complicadas que generalmente se maquinan a Dimensiones finales.

Aunque los hierros fundidos comunes son Frágiles y tienen más bajas propiedades de resistencia que la mayoría de los Aceros,  son baratos,  pueden fundirse más fácilmente que el acero y Tienen otras propiedades útiles. 

Además, mediante una aleación apropiada, Buen control de la fundición y un tratamiento térmico adecuado,  las propiedades de cualquier tipo de hierro Fundido pueden variar ampliamente.

CLASES DE HIERRO FUNDIDO

El mejor método para clasificar el hierro Fundido es de acuerdo con su estructura metalográfica.  Las variables a considerar que dan lugar a Los diferentes tipos de hierro fundido son:

El contenido de carbono.

El contenido de aleación y de impurezas.

La rapidez de enfriamiento durante o después del Congelamiento.

Y el tratamiento térmico después de fundirse.

Estas Variables controlan la condición del carbono y también su forma física

El Carbono puede estar combinado en forma decarburo de hierro en la cementita,  o Existir como carbono sin combinarse (o libre) en forma de grafito.

 La Forma y distribución de las partículas de carbono sin combinarse influirá Grandemente en las propiedades físicas del hierro fundido.

Las clases de hiero fundido se pueden clasificar De la siguiente manera:

Hierros Fundidos blancos se encuentra el Carbono en la forma combinada como cementita.

Hierros Fundidos maleables en los cuales la Mayoría o todo el carbono está sin combinar en la forma de partículas redondas Irregulares,  conocidas como carbono Revenido,  el cual se obtiene mediante Tratamiento térmico del hierro fundido blanco.

Hierros Fundidos grises  en los cuales la mayoría o todo el carbono Está sin combinar en la forma de escamas de grafito.

Hierros Fundidos enfriados rápidamente  en los cuales una capa superficial de hierro Fundido blanco está combinada con una inferior de hierro gris.

Hierros Fundidos nodulares  en los cuales,  mediante adiciones de aleaciones  especiales,  El carbono está grandemente sin combinar en la forma de esferoides Compactos.

FUNDICIÓN

Se denomina fundición al conjunto de Operaciones necesarias para dar forma a los metales y a sus aleaciones por Fusión y solidificación en moldes que reproducen las formas que se desean Lograr.

El hierro gris,  maleables,  Acero,  el cobre,  bronce,  Latón,  el aluminio y otras Aleaciones metálicas constituyen la preocupación de los fundidores como Posibles de formar por fundición.

Los varios tipos de fundición,  en base al tipo de metal fundido,  son las siguientes:

FUNDIDOS  DE HIERRO

Fundición gris,  Que produce una aleación ferrosa de  Carbono medio.

Fundición blanca,  Con un carbono alto.

Fundición dúctil,  Que produce una aleación ferrosa con el grafito en forma de esferas.

Fundición gris aleada,  con una variedad de aleaciones a las que se Les incorpora elementos de aleación con propósitos específicos.

FUNDICIONES MALEABLES

Hierro maleable  que es producto térmicamente tratado con base De fundición blanca en la que el grafito se presenta en nódulos.

FUNDIDOS DE ACERO

Acero al carbono con un contenido relativamente Bajo de este elemento.

Aceros aleados,  Que son aceros como el anterior con una apreciable cantidad de elementos Especiales de aleación.

FUNDICIONES NO FERROSAS

Bronces y latones que son aleaciones con base de Cobre y otros elementos no ferrosos.

Aluminio conteniendo como base a  este elemento al cual se le agregan otros Componentes.

Magnesio como base con otros componentes Agregados.

Clasificación de Acuerdo a los procesos de moldeo

Fundición en arena,  que utiliza a la arena como elemento Fundamental para fabricar los moldes,  Los que son de un solo uso.

Fundición en coquilla,  en la que los moldes son de acero o fundición Gris y son de usos múltiples,  hasta que Se deterioran.

Fundiciones revestidas que utilizan como Modelo un material evacuable,  el que Puede ser de cera,  plástico o Mercurio Solidificado,  revestidos de algún Material refractario.  El modelo se Evacua por diversos métodos,  Especialmente mediante calor.

Fundición en moldes cerámicos,  que utiliza una pasta para moldear,  la que endurece después que se ha extraído el Modelo.

Proceso de molde total,  que se usa modelo de espuma plástica de tipo Poli estireno,  colocado dentro de una Caja de moldear con sus sistemas de alimentación fabricados del mismo material, La cual se le rellena con arena,  Cemento, etc.El metal Líquido gasifica al modelo al momento de vaciarlo del molde.

Fundición a presión,  en la cual el metal es introducido a presión En moldes o matrices metálicas de acero o hierro fundido.

Fundición centrífuga que utiliza la fuerza Centrífuga del metal líquido para incorporarlo al interior del molde.El movimiento de rotación del molde Puede ser alrededor de un eje horizontal o vertical.  Los moldes pueden ser de un uso o de uso Múltiple.

OPERACIONES FUNDAMENTALES DE LA FUNDICIÓN

Las operaciones fundamentales de la fundición son:

Operaciones de Fusión

Operaciones de moldeo y desmoldeo

Operaciones de Acabado

A estas se agrega la función Inspección Completando así el esquema de la fundición.

Departamentos

El departamento de moldeo se ocupa de la Confección de los moldes,  y utilizan uno Cualquiera o una combinación de los siguientes métodos: arena (verde y seco) Banco, al piso, a máquina,  en Cáscara,  en fosa y otra forma.

La fabricación de los machos,  que son piezas de arena u otro material Destinados a obtener los vacíos interiores de las piezas,  se fabrican por apisonado manual,  o por sopladoras con aire o a presión.

El departamento de fusión contiene uno o Más de los siguientes tipos de hornos: Cubilotes, siemens-martín,  hornos de aire,  hornos eléctricos y de crisol. En ellos se Utilizan para la fusión gas,  Fuel-oíl,  coque,  carbón pulverizado y energía eléctrica.

El departamento de limpieza,  se preocupa de limpiar las piezas fundidas Con operaciones de corte,  rebabado,  esmerilado, suelda,  limpieza con chorro de arena o granallas Metálicas,  tamboreado,  decapando,  Etc. Para que las piezas presenten un acabado en bruto lo mejor posible.

El departamento de control tiene por misión Rechazar toda pieza que no cumpla con las especificaciones de calidad pre- Establecidas y aquellas que presentan defectos de superficie,  de estructura,  de dimensiones y otras.

FUNDICIÓN BLANCA

Cuando en una fundición el contenido de Silicio está debajo de 1,50% se produce fundición blanca,  la que puede obtenerse por dos vías:

Por enfriamiento violento de la pieza

Por una calibrada relación silicio – carbono.

A causa de la rápida pérdida de calor en Las piezas de escaso espesor o de poca sección existe la tendencia a que la Fundición se torne blanca.

FUNDICIONES GRISES

En la práctica no existen ni se desean Fundiciones grises con todo el carbono libre,  Porque serían muy blandas y su resistencia sería muy baja .  Por el contrario,  se desea que por lo menos el 80% de carbono Total esté formando cementita,  quedando un Máximo de 20% en forma de carbono libre o grafito.

Para lograr una buena repartición entre Cementita y carbono libre se emplea,  en Muchos casos,  acero estructural en la Preparación de las cargas destinadas a la producción de fundición gris.

Una típica composición es la siguiente:

Carbono total........................ 3,50%

Silicio........................................ 2,00%

Manganeso................................ 0,60%

Azufre........................................ 0,05%

Fósforo....................................... 0,05%

Resistencia................................. 14 – 16 Kg/mm²

Dureza Brinell............................... 160 -180

FUNDICIONES ALEADAS

Son fundiciones aleadas aquellas que,  además de los elementos carbono, silicio y Manganeso,  contiene variadas Proporciones de otros elementos,  tales Como el níquel, el cromo, el molibdeno, etc.

•Los elementos de Aleación tienen sobre las fundiciones los siguientes efectos:

Níquel

Afina la estructura y previene la Segregación.  El níquel es soluble en el Hierro al estado líquido y al sólido y en el tratamiento térmico baja la Temperatura de transformación y retarda el crecimiento de los cristales a más Altas temperaturas.

CROMO

El cromo es esencialmente útil cuando se Desea obtener fundiciones resistentes a la corrosión y al calor.

MOLIBDENO

Evita el crecimiento de los cristales y ayuda a Obtener una estructura perlítica de grano muy fino.  Mejora la resistencia a la percusión alcanzándose Alta tenacidad con buena maquinabilidad.

FUNDICIONES ESPECIALES

Son fundiciones especiales las que se Obtienen por tratamiento especial de las fundiciones ordinarias. Y se Clasifican de la siguiente manera:

Fundiciones maleables

Fundiciones laminares

Fundiciones nodulares

Fundiciones aciculares.

FUNDICIÓN MALEABLE

La fundición maleable resulta de una Transformación de la fundición blanca mediante un tratamiento térmico,  una vez que las piezas ya están coladas y Limpias,  obteniéndose un producto que Posee cualidades aproximadas a las del hierro forjado.

Las fundiciones blancas de las cuales se Obtienen las fundiciones maleables contienen menores proporciones de carbono y Silicio que las fundiciones grises y el carbono se presenta en la forma Combinada.

FUNDICIÓN MALEABLE DE ALMA BLANCA

Se obtiene por descarburización de la Fundición blanca en un ambiente oxidante y a temperaturas que fluctúan entre 800 y 1.000ºC

El proceso se efectúa introduciendo las Piezas en retortas o cajas de fundición y recubríéndolas de algún material que Contenga oxígeno el que puede ser de batiduras de forja,  hematitas u otro material de hierro en Partículas pequeñas

FUNDICIÓN MALEABLE DE ALMA NEGRA

El tratamiento térmico provoca la Transformación del carbono,  de carburo De hierro a carbono de recocido,  a Temperaturas que fluctúan entre 800ªc y 900ºC.

El procedimiento consiste en colocar las Piezas en retortas similares a las del caso anterior recubriendo las cajas con Un material neutro como arena y dando una cerradura hermética,  que puede ser una capa de barro,  la que se endurece con el calor durante el Calentamiento.

FUNDICIÓN MALEABLE PERLITICA

Es una variante de la maleable de alma Negra,  que se fabrica igual que Esta,  con la diferencia  de que el enfriamiento es mucho más rápido.

Si se aumenta el manganeso sobre el 0,8% se Pueden obtener  también estructuras Maleables Perliticas con enfriamiento lento,  Debido a que el manganeso favorece la formación de perlita.

FUNDICIÓN PERLITICA LAMINAR

Es una fundición en la cual está controlada La proporción de carbono libre y de cementita.

Los factores necesarios para que se produzca la Fundición perlítica son:

Bajo carbono............ 2,80 a 3,20%

Bajo silicio ............... 1,20 a 2,00% Dependiendo del espesor

Cargas con un porcentaje de acero estructural.

Presencia de un dispersante.

Bajo azufre.

FUNDICIÓN PERLITICA NODULAR

•Conocida Simplemente por fundición nodular de grafito esferoidal o fundición dúctil, es Igual que la anterior una aleación en la cual se controla el porcentaje de Grafito y, a diferencia de aquella,  el Carbono libre se presenta en forma de nódulos o esferas, rodeadas de ojuelos de Ferrita.

FUNDICIÓN ACICULAR

•En la estructura Acicular la perlita es totalmente reemplazada por un producto de transformación Austenítica,  intermedio entre la perlita Y la martensita,  introduciendo por la Acción del molibdeno y del níquel que retarda la transformación permitiendo que El material enfríe hasta alcanzar el campo de la perlita sin que se produzca Transformación.

METALES NO FERROSOS Y SUS ALEACIONES

COBRE

•Metal de consumo Antiguo,  y junto con el aluminio es un Metal no férreo importante.  Resulta Inestimable en la electrónica y construcción de maquinaría

PROPIEDADES

Las propiedades del cobre más importantes Son:

Alta conductividad  eléctrica y térmica, 

Buena resistencia a la corrosión, 

maquinabilidad, 

resistencia y facilidad de Fabricación. 

Además,  El cobre es no magnético,  tiene Un color atractivo, puede ser soldado,  Soldado con latón, soldado con estaño,   Y fácilmente se termina por revestimiento metálico (galvanizado) o Barnizado. 

El cobre es:

Tenaz

Fácilmente aleable.

Fácilmente conformable sin arranque de viruta, Sobre todo en frío

Fácilmente soldable (con material de aporte).

De fácil soldadura autógena en atmósfera de gas Protector.

Difícil de colar

Difícil de mecanizar por arranque de virutas Porque “unta”.

Resistente a la corrosión.

APLICACIONES

La combinación de todas estas propiedades Hace al cobre muy versátil.  Aproximadamente la mitad de la producción mundial se emplea en Electrotecnia con fines conductores.

ALEACIONES DE COBRE

Las aleaciones de cobre comerciales más Importantes se puede clasificar de la siguiente manera:

1. Latones – aleaciones de cobre y zinc

A
. Latones alfa-aleaciones que contienen hasta 36% De zinc

•Latones amarillos Alfa-20 a 36% de zinc

•Latones rojos-5 a 20% de zinc

B

Latones alfa más beta-54 a 62% de cobre.

2. Bronces  hasta 12% de elemento de Aleación

Bronces al estaño

Bronces al silicio

Bronces al aluminio

Bronces al berilio

3. Cuproníqueles- aleaciones de cobre y níquel

4. Platas  Níquel-aleaciones de cobre, níquel y zinc

Latón = cobre+zinc

El latón es una aleación de cobre y zinc. Según la norma DIN 17660 deberá denominarse pues,  aleación de cobre y zinc aunque el nombre Latón también es usado.

El latón es:

Fácil de soldar ( con material de aporte)

Más fácil de soldar autógenamente que el Cobre

Difícil de colar

Fácil de mecanizar sin arranque de virutas.

BRONCE

El término bronce Se aplicó originalmente a las aleaciones cobre-estaño;  sin embargo,  Ahora el término se emplea para designar cualquier aleación de Cobre,  con excepción de las de Cobre-zinc,  que contienen hasta Aproximadamente 12% de elemento principal de aleación. 

Los bronces Comerciales son sobre todo aleaciones de cobre y estaño,  aluminio,  Silicio o berilio;  además pueden Contener fósforo,  plomo,  zinc o níquel.

ALUMINIO

La carácterística Más conocida del aluminio es su peso ligero,  Y su densidad es como una tercera parte de la del acero o de las Aleaciones al cobre.

Ciertas  aleaciones de aluminio tienen mejor Proporción resistencia a peso que la de los aceros de alta resistencia.  El aluminio posee maleabilidad y Formabilidad,  aluminio ultrapuro se Utiliza para reflectores fotográficos con el fin de aprovechar sus Carácterísticas de alta reflectividad a la luz y de no decoloración Superficial. El aluminio no es toxico,  Ni magnético y no produce chispa.

El aluminio es:

Blando

Fácilmente aleable

Fácil de conformar sin arranque de Virutas,  especialmente en frío

Fácil de mecanizar con arranque de virutas

Fácil de soldar (autógenamente)

Limitadamente soldable (con material de Aporte)

Limitadamente colable (por ello: fundición A presión)

Resistente al agua y a los ácidos

Corrosible con agua de mar y con lejías.

El aluminio expuesto al aire queda Recubierto por una capa de óxido de aluminio,  Que es muy dura y densa,  por lo Que la oxidación no puede continuar su penetración.  La capa de óxido es muy delgada.  Cuando esta capa resulta dañada ella misma se “auto regenera”,  o sea que el aluminio Que queda descubierto se vuelve a revestir rápidamente con una nueva capa de óxido.

ALEACIONES DE ALUMINIO

Para mejorar sus propiedades mecánicas el aluminio se alea con magnesio,  silicio,  Cobre,  zinc,  manganeso,  Níquel y cromo.

Algunas de las Aleaciones de aluminio pueden templarse,  Con lo cual las deformaciones difíciles se realizan cuando el material Aún es blando,  y a continuación se Templa el objeto ya conformado.

 Las formas comerciales son: chapas,  láminas,  Barras,  tubos,  perfiles y cables.

MAGNESIO Y ALEACIONES DE MAGNESIO

Las principales Ventajas del magnesio son su peso ligero,  la facilidad de maquinabilidad y la alta razón resistencia-a-peso que se puede Obtener con sus aleaciones.

Con base en VolúMenes iguales,  el aluminio pesa una Y media veces más,  el hierro y el acero Cuatro veces más,  y las aleaciones al Cobre y al níquel cinco veces más que el magnesio.

El magnesio tiene Estructura cristalina c.P.H. (hexagonal compacta) y la deformación plástica Tiene lugar a temperatura ambiente por deslizamiento a lo largo de los planos Basales.

El magnesio  comercialmente puro o magnesio primario tiene Un mínimo de pureza del 99,8% y suele contener pequeñas cantidades de Aluminio,  hierro,  manganeso,  Silicio y cobre.

Aproximadamente la Mitad del magnesio producido se emplea en forma de aleaciones para propósitos Estructurales,  sobre todo en las Industrias de aviones y proyectiles.

Níquel Y ALEACIONES AL Níquel

Este metal se Caracteriza por tener buena resistencia a la corrosión y a la oxidación;  es de color blanco y tiene gran capacidad de Trabajado y buenas propiedades con muchos de los metales comunes.

Debido a su alta Resistencia a la corrosión y dureza,  el Níquel es un recubrimiento ideal para piezas sometidas a corrosión y desgaste.

 El níquel fundido se utiliza para piezas Fundidas resistentes a la corrosión,  Sobre todo donde se debe evitar la contaminación con cobre o hierro. Pequeñas cantidades de silicio y manganeso se añaden para facilitar la Producción de piezas fundidas,  sanas y Dúctiles.

Las más importantes Clases de níquel en el mercado son níquel A,  Níquel D,  níquel E,  permaníquel y dura níquel.

PLOMO

Entre las Principales  propiedades del plomo se Encuentran peso elevado,  alta Densidad,  suavidad,  maleabilidad,  Bajo punto de fusión y baja resistencia mecánica;  además,  Tiene propiedades de lubricación,  Baja conductividad eléctrica,  alto Coeficiente de expansión y alta resistencia a la corrosión.

La mayor parte de La producción de plomo se utiliza en la manufactura de acumuladores Eléctricos,  seguido por el uso de Plomotetraetilo como el ingrediente antidetonante en la gasolina de alto Rendimiento.

El plomo es:

Muy blando

Muy Fácilmente conformable sin arranque de Virutas

Fácil de soldar (autógenamente)

Fácil de soldar con soldadura de aporte

Fácil de colar

Fácil de alear

Muy venenoso (respetar las normas de Prevención de accidentes)

Mecanizable por arranque de virutas.

Impermeable a las radiaciones de onda Corta.

Efectos en el Organismo

El plomo puede causar varios efectos no deseados, Como son:

Perturbación de la biosíntesis de Hemoglobina y subsecuentemente anemia

Incremento de la presión sanguínea

Daño a los riñones

Aborto espontáneo

Perturbación del sistema nervioso. Daño al Cerebro

Disminución de la fertilidad del hombre a Través del daño en el esperma

ESTAÑO Y ALEACIONES DE ESTAÑO

Es un metal blanco Y suave que tiene resistencia a la corrosión y buenas propiedades de Lubricación.  Sufre una transformación Polimorfa desde la estructura normal tetragonal (estaño blanco) hasta un forma Cúbica (estaño gris) a una temperatura de 55.8ºF .

 aquí!