Comprender la fundición de metales: Proceso, beneficios y aplicaciones

Fundición

La formación de metal líquido, o fundición, generalmente se refiere al método de mecanizado que vierte metal líquido en una cavidad de fundición adecuada para la forma y tamaño de la pieza, y luego se enfría y solidifica para obtener el bloque o pieza.

Proceso tecnológico

Metal líquido - llenado de molde - solidificación y contracción - piezas de fundición

Características tecnológicas:

• Se pueden fabricar piezas con forma compleja, especialmente piezas cuya cavidad interna es complicada.
• Alta adaptabilidad. Casi no hay limitación de tipo de aleación y tamaño de piezas.
• Amplia fuente de materia prima, reciclaje de desechos de fundición y baja inversión en equipos.
• Alta tasa de desecho, mala calidad superficial y malas condiciones de trabajo.

Clasificación de fundición

Fundición en arena

Se refiere al método de fundición en el que las piezas se fabrican a partir de molde de arena. Se usa ampliamente en acero, hierro y la mayoría de aleaciones no ferrosas.

Proceso tecnológico de fundición en arena

Características tecnológicas de fundición en arena

• Es adecuado para piezas en bruto que tienen forma compleja, especialmente cavidad interna compleja.
• Amplia adaptabilidad y bajo coste.
• Para algunos materiales de mala plasticidad (como hierro fundido), la fundición en arena es la única forma de hacer la pieza o pieza en bruto relacionada.

Aplicación de fundición en arena

Bloque de motor de automóvil, culata, cigüeñal y otras fundiciones.

Fundición por inversión

La fundición por inversión generalmente se refiere al método de fundición en el que la forma se hace de materiales fusibles, y la superficie de la forma se recubre con varias capas de material refractario para hacer una carcasa.

Luego la forma se derrite y se descarga de la carcasa, para obtener la fundición sin superficie de partición, y la arena puede llenarse después de tostado a alta temperatura.

Proceso tecnológico de fundición por inversión

Características tecnológicas de fundición por inversión

Ventajas

• Alta precisión dimensional y geométrica.
• Alta rugosidad superficial.
• Se pueden hacer fundiciones de forma compleja y la aleación de fundición de materia prima es ilimitada.

Desventajas

Procedimiento de trabajo complicado y alto coste.

Aplicación

La fundición a la cera perdida es adecuada para aquellas piezas que necesitan forma compleja, altos requisitos de precisión, u otras piezas pequeñas de fundición que solo pueden hacerse vía fundición por inversión, como álabes de motor de turbina, etc.

Fundición a presión

Características tecnológicas de fundición a presión

Ventajas

• El metal líquido soporta alta presión y la velocidad de flujo es rápida durante la fundición a presión.
• Buena calidad del producto, dimensión estable e intercambiabilidad buena.
• Alta eficiencia de producción y reciclaje de moldes de fundición a presión.
• Preferencia de producción en masa y buenos retornos económicos.

Desventajas

• Las piezas de fundición a presión fácilmente producen poros y porosidad.
• Las fundiciones a presión tienen baja plasticidad y no son adecuadas para trabajar bajo condiciones de carga y vibración.
• La vida del molde de fundición a presión de aleación de alto punto de fusión es baja, lo que afecta la expansión de la producción de fundición a presión.

Fundición a baja presión

Es un método de llenar el molde de fundición con metal líquido bajo baja presión (0.02 ~ 0.06 MPa) y cristalizar bajo presión para formar la fundición.

Proceso tecnológico de fundición a baja presión

Características tecnológicas de fundición a baja presión

• La presión y velocidad de fundición pueden ajustarse, por lo que puede aplicarse a todo tipo de diferentes moldes de fundición (como molde metálico, molde de arena, etc.), fundiendo todo tipo de aleaciones y fundiciones de todos los tamaños.
• La fundición cristaliza bajo presión. Estructura de fundición densa, contorno claro, superficie lisa y altas propiedades mecánicas son beneficiosas para las fundiciones, especialmente piezas grandes de pared delgada.
• Omite el cabezal de alimentación, y la tasa de utilización de metal puede aumentar a 90 ~ 98%.
• Baja intensidad laboral, buenas condiciones de trabajo, equipo simple, y fácil de realizar mecanización y automatización.

Aplicación

La fundición a baja presión generalmente se aplica en productos tradicionales, como culata, buje de rueda y bastidor de cilindro.

Fundición centrífuga

Es un método de fundición que el metal líquido se vierte en el molde de fundición rotativo y se llena con el molde de fundición y solidifica bajo la acción de la fuerza centrífuga.

Proceso tecnológico de fundición centrífuga

Características tecnológicas de fundición centrífuga

Ventajas

• Casi no hay consumo de metal del sistema de colada y sistema de riser. El rendimiento del proceso se aumenta grandemente.
• No es necesario usar el núcleo de molde en producción de fundiciones huecas. Como resultado, la capacidad de llenado de metal puede mejorar grandemente en la producción de fundiciones tubulares largas.
• La fundición tiene mayor densidad, menor porosidad, escoria y otros defectos, y mayores propiedades mecánicas.
• Fácil de fabricar fundiciones de metal compuesto como cilindro y manga.

Desventajas

• Hay límites en la producción de fundiciones perfiladas.
• El diámetro del agujero interno de la fundición no es preciso, la superficie es rugosa, la calidad es pobre, y el margen de mecanizado es grande.
• La fundición centrífuga es fácil de producir segregación de gravedad específica.

Aplicación de fundición centrífuga

La fundición centrífuga se usó primero en la producción de tubos de fundición. Se usa en metalurgia, minería, transporte, drenaje y maquinaria de riego, aviación, defensa nacional, automóvil y otras industrias para producir fundiciones de acero, hierro y aleaciones de carbono no ferrosas. Tubo de hierro fundido, camisa de cilindro de motor de combustión interna y producción de fundición de manga de eje es la más común.

Fundición a presión al vacío:

Proceso avanzado de fundición a presión que elimina o reduce significativamente los agujeros de aire y gases disueltos en fundiciones a presión al remover gases en cavidades de fundición a presión durante la fundición a presión, mejorando así las propiedades mecánicas y calidad superficial de las fundiciones a presión.

Características tecnológicas:

Ventajas de la fundición a presión al vacío:

• Eliminar o reducir los agujeros de aire en fundición a presión, mejorar las propiedades mecánicas y calidad superficial de la fundición a presión, y mejorar el rendimiento de recubrimiento.
• Para reducir la contrapresión de la cavidad, la aleación con presión específica más baja y mal rendimiento de fundición puede usarse. Es posible fundir a presión fundiciones más grandes con máquinas pequeñas.
• Las condiciones de llenado se mejoran y se pueden fundir a presión fundiciones más delgadas.

Desventajas de la fundición a presión al vacío:

• Estructura de molde compleja y difícil fabricación y configuración hace alto coste.
• Si la fundición a presión al vacío no se controla bien, el efecto será apenas satisfactorio.

Fundición de espuma perdida (fundición de cavidad):

Es un nuevo tipo de fundición que une el modelo de parafina o espuma, que tienen tamaño y forma similares a las fundiciones, en grupos. Cepillar recubrimiento ignífugo y secar, enterrar en arena de cuarzo seca y vibrar el modelo.

Bajo la fundición de presión negativa, el modelo se gasificará, el metal líquido toma el lugar del modelo, y finalmente la fundición se hará después de enfriamiento y solidificación.

Características tecnológicas:

• Alta precisión de fundición, sin núcleo de arena lo que reduce tiempo de producción.
• Sin superficie de partición, diseño flexible, alto grado de libertad.
• Producción limpia y sin contaminación.
• Inversión y coste de producción reducidos.

Aplicación de fundición de espuma perdida:

Adecuada para varios tamaños de fundiciones de precisión con estructura compleja, sin límite en tipo de aleación y lote de producción. Tales como caja de motor de hierro gris, y codo de acero de alto manganeso.

Fundición continua:

Es un método avanzado de fundición en el que el metal fundido se vierte continuamente en un molde metálico especial llamado molde. La fundición solidificada (costrada) se extrae continuamente desde el otro extremo del molde para obtener una fundición de cualquier longitud o una longitud especificada.

Características tecnológicas:

• Buenas propiedades mecánicas debido al enfriamiento rápido del metal, cristal compacto y estructura uniforme.
• Ahorro de metal, y rendimiento mejorado.
• Intensidad laboral reducida por proceso simplificado, modelado y otros procesos exentos.
• La fundición continua ayuda a la mecanización y automatización y aumenta la eficiencia de producción.

Aplicación de fundición continua:

La fundición continua puede usarse para fundiciones largas con forma invariable, en acero, hierro, aleación de cobre, aleación de aluminio, aleación de magnesio, como lingote, placa, palanquilla, tubo, etc.