Elección entre acero aleado y acero al carbono para fundición a la cera perdida: Guía de inversión inteligente

Los expertos en fundición le dirán que los aceros aleados son más difíciles de fundir que los aceros al carbono, pero esto no debería influir en su elección de metal. De hecho, la fundición a la cera perdida de acero aleado produce mayores beneficios que usar el mismo proceso para acero al carbono. Si esto parece una contradicción, la explicación radica en entender los beneficios de la fundición a la cera perdida.

La diferencia entre acero aleado y acero al carbono

El acero es hierro que contiene entre 0,0002 y 2,1% de carbono. Tales aceros al carbono llevan la designación 10XX bajo el sistema de clasificación SAE, donde XX representa el porcentaje de carbono. Estos aceros tienen buena resistencia y ductilidad, haciéndolos adecuados para una gama de aplicaciones. Además, el acero con un contenido de carbono de alrededor del 0,2% tiene buena mecanizabilidad también.

Los aceros aleados son aquellos donde se incorporan elementos adicionales. Manganeso, níquel, silicio y cromo son algunos de los más comunes. Cuando la proporción de elementos de aleación está entre el 5 y el 20% del total, el acero de alta aleación resultante se considera un acero para herramientas.

A diferencia de los aceros al carbono, los aceros aleados se endurecen y/o templan fácilmente mediante tratamiento térmico. Sin embargo, son más difíciles de mecanizar y fundir, con detalles dependiendo de la composición real de la aleación.

Beneficios de la fundición a la cera perdida

La fundición a la cera perdida funciona bien para piezas de acero. Esto es porque los moldes cerámicos manejan las altas temperaturas involucradas, y el proceso produce geometrías de forma casi neta (near-net shape) que necesitan poco mecanizado final.

Los moldes se hacen recubriendo un modelo de cera con una lechada cerámica. Esto se construye en capas, y el espesor de capa se usa como forma de controlar la velocidad de solidificación. Una vez seca la lechada, la cera se funde para dejar la cavidad. La cubierta cerámica que permanece puede calentarse para reducir su efecto de enfriamiento sobre el metal fundido al verterse.

La fundición a la cera perdida es capaz de producir detalle fino y secciones delgadas. El acabado superficial es un reflejo del modelo de cera original con la adición de granulosidad de la lechada. Usar una lechada muy fina para la primera capa ayuda a crear un acabado liso en la pieza fundida.

La precisión geométrica es muy buena. La fundición a la cera perdida puede mantener típicamente tolerancias mejores que 0,005" por pulgada lineal.

Minimizar el mecanizado con fundición a la cera perdida

La alta precisión, inclusión de detalle fino y excelente acabado superficial, significan que las piezas pueden fundirse muy cerca de las dimensiones finales. Además, los ángulos de desmoldeo no son necesarios, a diferencia de la fundición en arena. Juntos, estos minimizan la cantidad de mecanizado necesaria para crear superficies de montaje, agujeros y taladros.

¿Acero aleado o acero al carbono para fundición a la cera perdida?

Los expertos en fundición reportan que los aceros aleados son usualmente un poco más difíciles de fundir que los aceros al carbono. Esto se debe a las propiedades de los elementos de aleación y cómo se comportan cuando están fundidos. Sin embargo, el impacto es pequeño y no debería ser razón para comprometer el rendimiento de la pieza fundida. Si un diseño requiere acero aleado (generalmente por razones de resistencia o capacidad de aumentar dureza por tratamiento térmico), ese es el metal a usar.

El tema mayor es la capacidad de minimizar el mecanizado a través de la fundición a la cera perdida. Reducir la cantidad de mecanizado necesario puede ahorrar mucho tiempo, gasto en herramientas y desperdicio.

Dependiendo de la composición, los aceros aleados pueden presentar desafíos significativos de mecanizado. Algunos aceros de alta aleación solo pueden mecanizarse mediante procesos lentos y costosos como EDM y rectificado. Un proceso de forma casi neta como la fundición a la cera perdida reduce la necesidad de mecanizado, y así puede ahorrar tiempo y dinero.

Pregunte a Impro sobre ahorro de tiempo y dinero con fundición a la cera perdida

El proceso de fundición a la cera perdida es una buena opción para producir piezas complejas en metales ferrosos y no ferrosos. Es particularmente beneficioso con metales ferrosos ya que los moldes cerámicos pueden tolerar temperaturas muy altas. Además, al ser capaz de producir formas de forma casi neta, es una forma de minimizar el mecanizado secundario.

Tanto aceros al carbono como aleados son buenos candidatos para fundición a la cera perdida. Los grados de acero al carbono típicamente tienen fundibilidad ligeramente mejor, pero los aceros aleados obtienen mayores beneficios ya que presentan mayores desafíos de mecanizado. Para clientes que necesitan las propiedades de material de aceros aleados, la fundición a la cera perdida reduce la cantidad de mecanizado necesario. Para más información, contáctenos para concertar una discusión con un especialista en fundición.