Guía completa de fundición de metales: Definiciones, tipos y procesos

Definición

La fundición es un método donde un material sólido se disuelve, se calienta a temperatura adecuada (generalmente tratado para cambiar su estructura química), y luego se añade a un molde o cavidad, que lo mantiene en forma adecuada durante la solidificación. Como resultado, en un solo paso, diseños complejos o simples pueden crearse de cualquier material que pueda disolverse. El producto final puede tener casi cualquier configuración que el diseñador necesite.

• Para cualquier procedimiento de fundición, la elección de aleación correcta, dimensionado, forma, espesor, tolerancia, estructura y peso, es realmente importante.
• Necesidades especiales como magnetismo, deterioro, distribución de tensiones también impactan en la selección del proceso de fundición de metal.
• Opiniones del fabricante de utillaje; requisitos de fundición / casa de máquinas, necesidades exactas del producto del cliente, y procedimientos secundarios como pintura, deben abordarse antes de elegir el proceso correcto de fundición de metal.

Procesos de Fundición de Metales

Hay numerosos procesos de fundición de metales implementados en la fabricación de partes. Dos divisiones principales pueden identificarse por la naturaleza fundamental del molde que usan. Está la fundición con molde desechable y la fundición con molde duradero. Los moldes desechables se utilizan para una sola fundición de metal mientras los moldes duraderos se utilizan para varias. Al considerar procedimientos de fabricación, hay pros y contras en ambos procesos.

Molde Desechable (Expendable Mold)

• Solo puede hacer una fundición de metal
• Hecho de arena, u otros materiales similares
• Agentes aglutinantes usados para soportar el material y mantener su forma
• El molde en que el metal se endurece debe ser destruido para extraer la fundición
• Geometrías más complejas son factibles para fundición

Molde Duradero (Long-lasting Mold)

• Puede crear muchas fundiciones de metal
• Generalmente hecho de metales o a menudo un cerámico refractario
• Tiene partes que pueden cerrarse o abrirse, permitiendo la extracción de la fundición
• Tiene limitaciones de apertura de molde en diseños de partes

Tipos de Fundición de Metales

Fundición Centrífuga (Centrifugal Casting)

En este rango de procesos, el material fundido requiere dispersarse en la cavidad del molde debido a la velocidad centrífuga. Los procedimientos de fundición centrífuga pueden categorizarse como procesos de fundición verdaderos, donde el material fundido añadido a la cavidad lo empuja contra las paredes de la cavidad donde se solidifica en un contenedor hueco; fundición semi-centrífuga, varía de la fundición centrífuga real. En este proceso, la cavidad del molde se llena 100% con material fundido para que el centro, que luego se extrae, esté expuesto a bajo estrés y es donde inclusiones y aire se atrapan; y el enfoque de centrifugado en que el material fundido se vierte en varias cavidades de molde que se mueven alrededor del eje central y se desplazan del eje central causando que las cavidades se llenen bajo presión excesiva.

Fundición Continua (Continuous Casting)

En este proceso, un flujo de material fundido equivale a un orificio refrigerado por agua y crea una barra o tira continua que luego se corta por una sierra circular. Una técnica nueva, generalmente conocida como fundición continua circular, implica el orificio refrigerado por agua (molde) oscilando así como rotando a aproximadamente 120 RPM durante el procedimiento de fundición. La fundición continua tiene un rendimiento de metal extremadamente alto, alrededor del 98% en comparación con el 87% en métodos estándar de lingote-molde, calidad excepcional de fundición, tamaños de grano manipulados y la capacidad de fundir diseños transversales únicos.

Fundición a Presión (Die Casting)

Los procesos de fundición a presión fuerzan el material fundido en el orificio de una cavidad de acero, denominada matriz, a presión extremadamente alta, aproximadamente 1000 – 30,000 psi. La categorización de la fundición a presión implica los tipos de máquinas usadas, los tipos principales siendo cámara caliente (hot-chamber) y cámara fría (cold-chamber).