Fundición Centrífuga: Proceso, Materiales y Defectos en la Industria Metalúrgica

En fundición centrífuga, un molde permanente se hace girar alrededor de su eje a gran velocidad (300 a 3000 rpm) mientras el metal fundido se vierte.

El metal fundido es arrojado centrífugamente hacia el interior de la pared del molde, donde se solidifica después de la refrigeración. El colado por lo general es de grano fino con un fino diámetro exterior, que es resistente a la corrosión atmosférica, una situación típica con tuberías. El diámetro interior tiene más impurezas e inclusiones, que pueden ser maquinadas.

Sólo formas cilíndricas se pueden producir con este proceso, con límites de hasta 3 metros (10 pies) de diámetro y 15 m (50 pies) de longitud. El grosor de la pared puede ser de 2,5 mm a 125 mm (0,1 - 5,0 pulgadas). Las tolerancias que puede aceptar el diámetro exterior (OD) puede ser tan buena como la de 2,5 mm (0,1 pulgadas) y en el diámetro interior (ID) puede ser 3,8 mm (0,15 pulgadas). El acabado superficial oscila entre 2,5 mm a 12,5 mm (0,1 - 0,5 pulgadas) rms.

Materiales típicos que pueden ser emitidos con este proceso son hierro, acero, aceros inoxidables y aleaciones de aluminio, cobre y níquel. Dos materiales pueden ser emitidos por la introducción de un segundo material durante el proceso. Partes típicas realizadas por este proceso son las tuberías, calderas, recipientes a presión, volantes, camisas de cilindro y otras partes que son axi-simétricas.

Defectos en la Fundición Centrífuga

Presencia de aletas: Calentamiento del revestimiento en horno muy rápido. El revestimiento se agrieta y la aleación fluye hacia ellas, formando finas aletas en el colado.

Colado incompleto: Aleación fundida vertida de modo incorrecto o a temperatura de moldeado baja. La solidificación se produce antes del llenado del molde o expansión insuficiente. La aleación no fluye a todas partes.

Porosidad: Punteado superficial sobre el colado que puede revelarse con el metal colado al pulirlo. Restos de piezas fragmentadas del revestimiento o partículas de suciedad cayeron en el bebedero, produciendo punteado superficial. Gaseosa: gases quedan atrapados (Cu, Au, Pg, Pt, Palad disuelven el oxígeno en estado fundido, al enfriarlo las aleaciones liberan gases absorbidos, afectando todo el colado).

Tamaño inadecuado: La contracción de la aleación después del colado se debe compensar por la expansión del fraguado, térmica e inversión del revestimiento.

Maquinaria Utilizada

Permite que la aleación fundida rellene toda la cavidad del molde de revestimiento.

1. La aleación puede fundirse en la base del bebedero (crisol del molde) o en una parte aparte.
2. Puede fundirse por llamas de gas-aire, llama de oxiacetileno, fusión por resistencia eléctrica.
3. Llevarse al molde por gravedad, presión aérea, al vapor o fuerza centrífuga.

Metales No Preciosos

CrNi: puentes, coronas (700-900 °C). CrCo: armazón metálico prótesis parciales (1000 °C). Au: lento 400 °C, rápido 700 °C (aglutinate yeso). Oro: maleable, dúctil, fácil de trabajar en frío para restauración de piezas dentarias.

Se fabrica sobre muñones de cera (tallado). Se fabrica en cera y se coloca en el bebedero con la cámara de chupado y un conformador. Revestir con el revestimiento (ej. cuarzo). Introducir en horno de precalentamiento y subir a 950 °C lento 1 hora y otra para que se haga bien (metales semi o no preciosos). Colocar en el soporte (centrifugadora tiene soporte y contrapeso). Colocar cilindro con soporte y fundir hasta 1475 °C (CrCo/CrNi se activa para que entre metal fundido en el hueco). La cavidad del molde se forma dejando que el revestimiento frague alrededor del patrón de cera, bebedero y base. Retirar bebedero y base, quemar la cera.

Aleaciones Forjadas

Aleación de hierro y carbono (menos de 2%). Si es superior, produce una aleación débil y frágil. Superior a 723 °C forma disolución sólida (austenita) inestable por debajo, se rompe en 2 fases: solución sólida muy diluida de carbono y hierro (ferrita). Compuesto específico de hierro y carbono (cementita) suma perlita.

Eutéctico: Comportamiento de aleación de 2 metales insolubles en la cristalización.

Eutectoide: Aleación con menos de 0.8% de C.

Hipereutectoide: Aleación con mayor concentración de C. Ambas mezcla de ferrita y cementita. Se utiliza para fabricar instrumentos de corte (fresas), el otro no cortante (fórceps).

Cilindro de colado del metal, cavidad del molde, revestimiento del cilindro, revestimiento.

Alambres

Requisitos: relacionado con elasticidad, rigidez, capacidad de flexión sin fractura, resistencia a la corrosión y capacidad de unirse por soldadura. Capacidad de resorte, medida de capacidad para sufrir flexiones sin deformación permanente. Debe tener un valor de rigidez que permita aplicar fuerza para el movimiento durante el tratamiento. Suelen formarse por doblado y poseen ductilidad suficiente para que no se fracture, buena resistencia a la corrosión en boca.

Revestimiento: Objetivos

Permite expansión de fraguado casi ilimitada y expansión térmica del revestimiento. Propiedades termoaislantes aseguran que el molde no se enfríe ni se contraiga después de quitarlo del horno.