Fundición de Metales: Procesos, Ventajas y Aplicaciones Industriales

De forma general, la fundición de metales ofrece una serie de ventajas y presenta ciertas desventajas que son importantes considerar en los procesos de fabricación.

Fundición de Metales: Conceptos Fundamentales y Procesos

Ventajas de la Fundición

• Creación de piezas con geometrías complejas, tanto externas como internas.
• Capacidad para producir piezas que no requieren operaciones subsiguientes.
• Puede realizarse con cualquier metal que pueda calentarse y pasar a estado líquido.
• Posibilidad de producir piezas muy grandes.
• Alta adaptabilidad a la producción en masa.

Desventajas de la Fundición

• Limitaciones en las propiedades mecánicas, como la porosidad.
• Baja precisión dimensional y acabado superficial deficiente.
• Riesgos para la seguridad de los trabajadores durante el procesamiento.
• Problemas ambientales asociados al proceso.

Procesos Post-Fundición

• Desbaste del metal excedente de la fundición.
• Limpieza de la superficie.
• Tratamiento térmico para mejorar sus propiedades.

Factores Clave en la Operación de Vaciado

• Temperatura de vaciado.
• Velocidad de vaciado.
• Turbulencia.

Factores que Influyen en la Fluidez del Metal

• Temperatura de vaciado.
• Composición del metal líquido.
• Calor transferido de los alrededores.

Conceptos Fundamentales en Metalurgia de Fundición

Teorema de Bernoulli

Establece que la suma de las energías en dos puntos cualesquiera de un líquido en flujo son iguales.

Maquinado Post-Fundición

Se realiza para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida y la microestructura metalúrgica.

Definición de Fluidez

Medida de la capacidad del metal para llenar el molde antes de enfriarse. Es inversamente proporcional a la viscosidad.

Aditivos en la Fundición

Mejoran las propiedades como la resistencia y permeabilidad del molde.

Técnicas de Empaquetado de Arena

• Compactación de la arena.
• Mediante presión neumática.
• Acción de sacudimiento.

Tipos Específicos de Procesos de Fundición

Fundición a la Cera Perdida (FCP)

Ventajas de la FCP

1. Capacidad para fundir piezas complejas e intrincadas.
2. Estrecho control dimensional, con posibles tolerancias de ±0,076 mm.
3. Buen acabado de la superficie.
4. Recuperación de la cera para reutilizarla.
5. Generalmente no se requiere maquinado adicional.
6. Pueden fundirse todos los tipos de metales.

Desventajas de la FCP

• Alto costo debido a la cantidad de pasos que involucra la operación.

Fundición en Coquilla: Proceso y Etapas

1. La coquilla se precalienta.
2. Se inserta el noyo.
3. Dosificar el metal.
4. Se llena la coquilla.
5. Se llena la mazarota.
6. Se abren las mitades de las coquillas.
7. Se observa la pieza terminada.

Fundición Hueca

Se forma un hueco al invertir el molde, después de que el metal ha solidificado parcialmente en la superficie del molde, drenando así el metal del centro.

• Se utiliza en metales de bajo punto de fusión (plomo, zinc, estaño).
• Aplicaciones comunes: estatuas, pedestales de lámparas y juguetes.

Fundición a Baja Presión

El metal fundido se ingresa al molde mediante una presión desde el centro del crisol, en comparación con el vaciado tradicional donde el metal fundido es expuesto al aire.

• Reduce la porosidad producida por el gas y los defectos generados por la oxidación.
• Mejora las propiedades mecánicas de la pieza.

Fundición en Dados o Matrices (Die Casting)

Se inyecta el metal fundido en la cavidad del molde a alta presión.

Fundición en Cámara Fría

El material que proviene de un recipiente externo se vacía en una cámara sin calentar y se emplea un pistón de alta presión.

• Es más lenta que la fundición en cámara caliente debido al tiempo que se requiere para vaciar el material del recipiente externo a la cámara.
• Se utiliza en metales de alto punto de fusión.