Comprender el proceso de fundición en arena

La fundición en arena es el proceso de fundición más antiguo que existe. Utiliza patrones hechos de metal, madera o cera para crear modelos de los artículos que se necesitan producir. El proceso de fundición en arena es muy tedioso y da una tasa de producción lenta debido a la destrucción del molde de arena cuando se retira la fundición en arena (artículo producido). Este proceso de fundición utiliza un patrón, un molde de arena, un horno y metal líquido. Este proceso consiste en crear una cavidad en un molde y verter metal fundido en su interior.

Hoy conocerá los diversos pasos involucrados en un proceso de fundición en arena. Aprenderá la creación de patrones, la fabricación y preparación de moldes, los tipos de arena de fundición, la sujeción de arrastre y la sujeción, la fabricación de núcleos, el vertido, el enfriamiento y la etapa de recorte en la fundición en arena. También aprenderá los diversos tipos de herramientas de fundición en arena, así como las ventajas y desventajas de los procesos de fundición en arena.

Confección de patrones

La primera etapa involucrada en los procesos de fundición en arena es la creación de patrones. El patronaje parece un trabajo tedioso e inteligente como lo es la réplica de un artículo a producir. Puede ser de diferentes materiales como madera, metal, sintéticos, etc. dependiendo del volumen y tolerancia de la fundición. La madera es la más común porque es menos costosa y fácil de moldear. Sin embargo, los patrones de madera se envuelven y deforman fácilmente. Puede desgastarse más rápido de la arena. Whist, los patrones hechos con metal duran más y se pueden reutilizar para crear el mismo tipo de cavidad, lo que ayuda a reducir los costos de herramientas. Pero es más caro. En la creación de patrones, se le agrega un margen para la contracción térmica o el encogimiento.

Tipos de patrones

Los patrones se hacen típicamente de cuatro maneras. A continuación se muestran los distintos tipos de patrones utilizados en los procesos de fundición en arena.

Patrón sólido:

Un patrón sólido es el tipo de patrón más fácil de hacer. Contiene una réplica completa de la pieza en una sola pieza. Se utiliza para producir piezas necesarias en pequeñas cantidades. Sin embargo, la línea de separación y el sistema de canales deben determinarse por separado, lo que puede dañar fácilmente el molde.

Dividir patrón:

Un patrón dividido son dos réplicas separadas de la pieza. Las dos partes se colocan en la cavidad, una en la capa y la otra en el arrastre (frasco). Los tipos de patrones divididos permiten separar fácilmente la mufla y determinar la línea de separación. Por lo general, se usa para piezas complejas que se necesitan en cantidades moderadas.

Patrón de placas coincidentes:

Un patrón de placas coincidentes es muy similar a los patrones divididos. Por lo general, está hecho de metal y madera y se emplea para garantizar la alineación adecuada de la cavidad del molde en el matraz. El sistema de guías se puede incluir en la placa de coincidencia. Estos tipos de patrones se usan para cantidades más grandes y, a menudo, se usan en un proceso automatizado. Finalmente,

Cope y patrón de arrastre:

Los tipos de patrones de frente y arrastre son similares a un patrón de placa de coincidencia, pero cada una de las mitades está montada en una placa separada. También asegura la correcta alineación de las cavidades del molde en la cofia y arrastre. El corredor está incluido en las placas. Estos tipos de patrones se usan para fundiciones más grandes y también para cantidades de producción más grandes. También se utiliza cuando el proceso está automatizado.

Fabricación de moldes

En esta etapa del proceso de fundición en arena, un material refractario (la arena es ampliamente aplicable) se carga o empaqueta en el matraz, se empaqueta alrededor del patrón aún completamente compactado. Luego se retira el patrón dejando la forma en la cavidad del molde. La arena que se usa para hacer el molde es lo suficientemente fuerte como para soportar el peso del metal fundido cuando se vierte y debe ser lo suficientemente quebradiza para romperse cuando la fundición se enfríe y se solidifique. Se utiliza arcilla y algún agente de enlace químico para fortalecer el molde a fin de resistir el vertido.

Si la arena se empaca en el frente y el arrastre mientras el patrón está en él, el frente y el arrastre se separan para que el patrón se pueda quitar fácilmente. Se agrega un revestimiento refractario (material resistente al calor) a la superficie de la cavidad para producir un mejor acabado superficial y permitir que el molde resista el metal vertido. El matraz se acopla de nuevo, dejando la forma en la cavidad.

Tipos de arena para fundición

Hay diferentes tipos de arena que se utilizan en la fabricación de moldes. Por lo general, la arena de sílice (sio2) se mezcla con un tipo de aglutinante para mantener la forma en la cavidad. La arena ofrece grandes beneficios a la fundición. Existen diferentes preparaciones de moho de arena que dan lugar a cuatro tipos. A continuación se muestran los cuatro tipos de arena utilizados en la fabricación de moldes.

Arena Verde – la arena verde es una mezcla de arena, agua y arcilla o aglomerante. La arena contiene 90%, 3% de agua y 7% de arcilla. Es el más barato y el más usado.

Arena seca sin piel – La arena seca sin piel es una composición de arena verde pero con materiales de unión adicionales agregados. La superficie de la cavidad se seca con calor para aumentar la resistencia del molde. Esto ayuda a mejorar la precisión de la fundición, cualquier acabado superficial será completo. Estos tipos de moldes de arena son más caros y requieren más tiempo de tratamiento.

Arena seca – La arena seca también se conoce como molde de caja fría. La arena se mezcla con un aglomerante orgánico. El molde creado con arena seca se fortalece cociéndolo en un horno. Los tipos de arena seca para arena de moldeo brindan una alta precisión dimensional, pero son costosos.

Sin arena cocida – El molde sin hornear es arena mezclada con resina y se endurece a temperatura ambiente.

La arena de fundición se utiliza en la fabricación de moldes para determinar la calidad de la fundición, que generalmente se describe de la siguiente manera:

• Resistencia en la arena para mantener su forma
• La permeabilidad (capacidad de atrapar gases para escapar a través de la arena) está determinada por la forma y el tamaño de los granos de arena.
• Estabilidad térmica para soportar el agrietamiento del metal fundido.
• Compatibilidad de la arena. Y
• Reutilización de la arena para otro moldeado de arena.

Cope y sujeción de arrastre

Después de la preparación del molde, que está diseñado para soportar el metal fundido cuando se vierte. La superficie de la cavidad se rocía con arena especial para evitar que el molde se pegue a la fundición. Un núcleo es una parte hueca en una fundición. Se prepara y se coloca antes de que la capa superior y el arrastre se sujeten fuertemente para evitar la pérdida de cualquier material.

Fabricación de núcleos

Permítanme aprovechar esta oportunidad para elaborar más sobre la fabricación de machos en la fundición. Los núcleos son orificios internos y pasajes en una fundición. por lo general, está hecho de arena, ya que cubre las partes en las que se encuentran los núcleos en el patrón. El núcleo se produce en el molde antes de verter el metal fundido. La impresión del núcleo es una inserción en un patrón que permite que el núcleo se mantenga en su lugar dentro del molde. Sin embargo, el núcleo puede perder su posición debido a la flotabilidad del metal fundido. Es por eso que el núcleo se puede sostener con guirnaldas que ayudan a mantener el núcleo junto con el molde. En esta situación, las coronas utilizadas deben tener un punto de fusión más alto que el metal fundido vertido. Las coronas se cortan al final del proceso de fundición.

Etapa de vertido

En esta etapa, el metal se funde en un horno a cierta temperatura mientras el molde ya está preparado. Es decir, se ha sujetado y se han cortado la contrahuella y la puerta de enlace. La puerta de enlace y el elevador están diseñados para permitir que el metal fundido fluya suave o libremente hacia la cavidad. También ayuda a eliminar turbulencias lo que previene óxidos y defectos de fundición.

El metal se ha fundido en un crisol (material altamente refractario) hasta cierto punto. Se retira del horno utilizando pinzas de crisol en el vástago de vertido, lo que garantiza un mejor vertido. Aunque el vertido se puede hacer manualmente o con una máquina automática. Debe fundirse suficiente metal para llenar toda la cavidad y todos los canales del molde; de ​​lo contrario, habrá una porción sin llenar en la fundición.

Etapa de enfriamiento

Después de que el metal fundido se vierte en la cavidad, comienza a enfriarse y se solidifica después de un tiempo. El metal fundido toma la forma de la cavidad y solidifica obteniendo tal forma. El molde se rompe después de transcurrido el enfriamiento que se puede estimar en función del espesor de la fundición y la temperatura del metal. En esta etapa es probable que ocurra un defecto. Si alguna parte del metal fundido se enfría demasiado rápido, puede presentar grietas, encogimiento o sección incompleta, por lo que se debe tener cuidado al hacer el molde y al verter el metal fundido.

Eliminar etapa (romper)

La fundición se enfría y se solidifica en un tiempo predeterminado. Simplemente se puede romper el molde y se obtiene la fundición. Este proceso también se llama pago. La rotura generalmente se realiza mediante una máquina vibratoria que sacude la arena y la expulsa del matraz. Es probable que la fundición contenga algunas capas de arena y óxido adheridas. La arena se puede eliminar mediante granallado, principalmente de la superficie interna y reduciendo la rugosidad de la superficie.

Recortar

Recuerde que el metal fundido se vierte a través de un canal (puerta de entrada y elevador) a la cavidad que llena toda la porción del molde así como el canal. El metal de los canales debe recortarse y la fundición debe recortarse a la dimensión requerida. La fundición se puede recortar manualmente mediante corte o aserrado o mediante una prensa de recorte. El tiempo de recorte puede determinarse por el tamaño de la envolvente de fundición. Un casting grande puede requerir un tiempo de recorte más largo.

Mire el video a continuación para aprender cómo se realiza la fundición en arena:

Ventajas y desventajas de un proceso de fundición en arena

Ventajas:

La fundición en arena tiene ventajas sobre otros procesos de fundición, aunque pueden ocurrir defectos. Pero todavía ofrece grandes ventajas. La fundición en arena le da una gran fuerza a la fundición cuando se agrega la arcilla al molde, lo que ayuda a que la arena se adhiera más fuertemente.

La fundición en arena está diseñada para reducir el potencial de agrietamiento, desgarro y contracción durante la etapa de enfriamiento de la fundición. Los procesos de fundición en arena se utilizan principalmente en la producción de productos automotrices, como bloques de motor, carcasa o carcasa de un artículo, etc. Algunas otras ventajas del proceso de fundición en arena incluyen:

• Tanto los metales ferrosos como los no ferrosos se utilizan para la fundición.
• Bajo costo de producción.
• Bajo costo para herramientas posteriores a la fundición.
• Se pueden producir formas complejas.

Desventajas

A pesar de los excelentes beneficios de la fundición en arena, todavía se presentan algunos inconvenientes. A continuación se presentan las desventajas de un proceso de fundición en arena en sus diversas aplicaciones.

• Un menor grado de precisión
• Es un proceso tedioso
• Acabado superficial rugoso
• El molde solo se puede usar una vez
• Tasa de producción lenta
• Intenso en mano de obra

Herramientas de fundición en arena y sus usos

A continuación se muestran los distintos tipos de herramientas de fundición en arena y sus usos:

Acertijo de mano – Los acertijos manuales generalmente se usan para separar la arena y algunas partículas no deseadas en la arena.

Pala :estas herramientas de fundición en arena se utilizan para transferir la arena a la caja de moldeo o al matraz.

Episosionador :el apisonador se utiliza para empacar o compactar la arena uniformemente alrededor del patrón y la mufla.

Pasador de bebedero – estas herramientas de fundición en arena se utilizan para crear agujeros verticales en el molde.

Barra de huelga – la barra de impacto se usa para quitar o eliminar el exceso de arena de la parte superior del matraz.

Mazo – El mazo se usa para clavar la punta de tracción en el patrón y golpear para separar fácilmente el molde y el patrón.

Eso es todo por este artículo, proceso de fundición en arena. Tal como se prometió, se explican la fabricación de patrones, la fabricación de moldes y la preparación, los tipos de fundición en arena, la sujeción de la superficie y el arrastre, la fabricación de machos, el vertido, el enfriamiento y la etapa de recorte en la fundición en arena. Se mencionan las herramientas utilizadas en la fundición en arena y también se discutieron las ventajas y desventajas de la fundición en arena.

Espero que haya obtenido suficiente de la lectura, si es así, por favor comparta con otros estudiantes. Gracias por leer, hasta la próxima.