Procesos de Fabricación Industrial: Fundición, Metalurgia de Polvos y Conformado de Metales

Fundición en Arena

La fundición en arena es un proceso básico de bajo coste que se presta a la producción económica de grandes series, prácticamente sin límite de tamaño, forma o geometría. La fundición se realiza vaciando el metal fundido en moldes de arena. Se puede utilizar con acero, hierro gris, latón, bronce y aluminio.

Reglas para el Diseño de Fundición en Arena

1. Todas las secciones deben tener un espesor uniforme.
2. La fundición debe diseñarse para producir un cambio gradual de sección a sección donde sea necesario.
3. Las secciones adyacentes deben diseñarse con radios amplios.
4. Las piezas complicadas se fabrican como dos o más simples, que se ensamblarán mediante sujetadores o por soldadura.

Moldeo en Cascarón

En el moldeo en cascarón, se emplea un patrón de metal calentado de hierro fundido, aluminio o latón. Se coloca en una máquina de moldeo en cascarón con una mezcla de arena seca y resina termofraguada. El patrón caliente funde el plástico que, con la arena, forma un cascarón de 5 a 10 mm de espesor, que se separa del patrón y se almacena para su uso posterior. En la fabricación de las piezas, se ensamblan los cascarones y se vierte el metal fundido. Se obtiene una fundición de grano fino y libre de tensiones residuales.

Fundición de Revestimiento (Microfusión)

En la fundición de revestimiento, también conocida como microfusión, se utiliza un patrón de cera, plástico u otro material. Después de hacer el molde, el patrón se funde. El material del molde depende del punto de fusión del metal de fundición. El metal se vierte en el molde y se deja enfriar.

Proceso de Metalurgia de Polvos (Pulvimetalurgia)

La metalurgia de polvos, o pulvimetalurgia, es un proceso de producción en masa donde se emplean polvos de un solo metal, varios metales o una mezcla de metales y no metales. Consiste en la mezcla mecánica de polvos, que se compactan en matrices de alta presión que se calientan a una temperatura menor que el punto de fusión del ingrediente principal.

Ventajas y Desventajas de la Pulvimetalurgia

Ventajas

1. Eliminación de chatarra o material de desperdicio.
2. Eliminación de las operaciones de mecanizado.
3. Bajo coste cuando se produce en masa.
4. Control exacto de la composición.

Desventajas

1. Alto coste de las matrices.
2. Las propiedades físicas son, generalmente, inferiores a las obtenidas por otros procesos.
3. Mayor coste de los materiales.
4. Limitaciones en el diseño.
5. Bajo número de materiales disponibles para este proceso.

Procesos de Trabajo en Caliente

Los procesos de trabajo en caliente son aquellos en los que el material se calienta por encima de su temperatura de recristalización.

1. Laminado en caliente: Se fabrica una barra de material (acero, aluminio, magnesio, cobre, etc.).
2. Extrusión: Se aplica una gran presión a un tocho de material calentado y se le obliga a fluir a través de un orificio reducido. Se utiliza en materiales de bajo punto de fusión (aluminio, cobre, magnesio, plomo, estaño o zinc).
3. Forjado: Es el trabajo en caliente de un material mediante martillos, prensas o máquinas de forjado. Este método produce una estructura de grano refinado con mayor resistencia y ductilidad.

Procesos de Trabajo en Frío

El trabajo en frío es el conformado de metales mientras se encuentra a baja temperatura (normalmente, la temperatura ambiente). El laminado y estirado en frío tienen el mismo efecto sobre las propiedades mecánicas: el trabajo en frío no cambia el tamaño del grano, sino que lo deforma. Se incrementa apreciablemente la resistencia a la fluencia, se aumenta la resistencia última y la dureza, pero se disminuye la ductilidad.

• Recalcado: Es un proceso de trabajo en frío en el que el metal se acumula (recalca). Se utiliza para fabricar las cabezas de tornillos y de remaches.
• Laminado de roscas: Es el proceso de laminar roscas a través de la presión y el laminado de una pieza base entre dos matrices con forma de dientes de sierra.
• Girado: Es la operación de trabajo de material en chapa, alrededor de una forma rotatoria.
• Estampado: Se denomina así a las operaciones en prensa de troquelado (silueteado, acuñado, conformado, etc.).