Procesamiento Secundario: Mecanizado Avanzado, Montaje y Sellado de Piezas Fundidas

Mecanizado, montaje y sellado de la fundición

Existen diferentes ramas del trabajo de metales. Una rama involucra el corte, conformado, unión o sellado de metales en su estado sólido. Las fundiciones son otra rama, en la que los objetos se hacen vertiendo metal líquido en moldes y permitiéndoles enfriar. Estas dos ramas del trabajo de metales pueden ser separadas, pero los artículos metálicos usualmente tienen tanto fundición como trabajo como parte de su historia.

Los metales trabajados por máquina a menudo comienzan su viaje como billetes, planchones o blumes de un colador continuo, o como tuberías o ruedas de uno centrífugo. Esta etapa de "fundición" en metal trabajado es limitada y simplificada, y usualmente se refiere como producción de metal, pero técnicamente es una fundición de las materias primas.

Por el otro lado, la mayoría de las fundiciones son trabajadas en sus etapas de acabado. Las fundiciones en arena generalmente tienen un acabado rugoso, y a menudo partes de la fundición serán mecanizadas para ser más suaves, o del tamaño correcto. Muchos hierros y aceros fundidos se oxidarán si no se sellan de alguna manera y proteger contra esta oxidación es otro paso de acabado casi universal. Los chefs caseros tienen la experiencia de completar este paso cuando traen a casa una sartén de hierro fundido y la "curran" con aceite. Esta es una forma de procesamiento secundario terminado por el consumidor, pero tratamientos similares pueden hacerse por la fundición.

Mecanizado

Muchas fundiciones metálicas necesitan cumplir tolerancias dimensionales precisas para funcionar como terminarán siendo partes de máquinas industriales más grandes. Las especificaciones de ingeniería pueden ser muy precisas para cumplir necesidades mecánicas y estructurales, pero la fundición no proporciona precisión dimensional a ese nivel. Por tanto, el mecanizado a menudo se hace para crear dimensiones superficiales precisas. La fundición también deja superficies rugosas. Las superficies rugosas también pueden aumentar la fricción en partes móviles o crear mediciones desiguales y por tanto ser muy indeseables.

El mecanizado también puede terminar la superficie de algunas aleaciones puliendo y bruñendo el metal hasta que brilla. Detalles finos o bordes agudos que no pueden producirse en un molde también pueden lograrse como parte de procesos secundarios.

Dependiendo de la fábrica, este trabajo puede hacerse por la fundición o por talleres especializados fuera del sitio. La mayoría de las fundiciones tienen algunas capacidades para el desbarbado o limpieza de sus fundiciones, pero eso no siempre es lo mismo que tener todas las habilidades de acabado necesarias. Qué mecanizado se hace internamente y qué se hace externamente depende de la especialización de la fundición y las necesidades y capacidades del cliente. Si la fundición está suministrando a otra fábrica, pueden solo enviar fundiciones limpias de rebaba y stock: si están proveyendo un producto finalizado, pueden hacer todo el procesamiento secundario internamente, o coordinar subcontratación, dependiendo del nicho de la fundición y base de clientes regulares.

En esta etapa no hay una sola forma en que operen las fundiciones. Todas las fundiciones ponen metal fundido en moldes como su actividad central, pero qué tan precisas son las dimensiones y acabados antes de la entrega es una cuestión de especialización.

Sellado de metales: aceite, óxidos, pintura, chapado o recubrimiento en polvo

La mayoría de las aleaciones que salen de fundiciones ferrosas se oxidarán en presencia de oxígeno y agua. Los óxidos de hierro se forman rápida y fácilmente, y se desprenden, permitiendo que la siguiente superficie se oxide a su vez. Lo que comienza como un problema superficial pronto puede volverse estructural a medida que la superficie oxidada comienza a picarse y desgastarse.

El acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión a menudo se protegen a través de un proceso llamado pasivación: pueden oxidarse, pero la capa de óxido no se desprende, en cambio se adhiere al metal creando un sello. El aluminio y el cromo funcionan de manera similar. Con estos metales, incluso cortar o marcar el objeto no iniciará un proceso de oxidación, porque el metal expuesto se oxida y sella rápidamente. Para aleaciones propensas a la corrosión que no tienen esta capacidad, deben usarse selladores para prevenir el óxido. Hay algunas formas de hacer esto.

Azulado

El azulado del acero es el proceso de proteger contra la corrosión creando una capa de óxido pasiva como sellador. El óxido de hierro formado en ambientes normales es el óxido rojo y escamoso que conocemos como óxido que se cae, exponiendo el metal debajo a más corrosión. La composición química de este óxido es Fe₂O₃.

En el azulado, el trabajador del metal fuerza la producción de magnetita, un óxido negro de hierro, de la química Fe₂O₄. Esta magnetita permanecerá unida a la superficie debajo. Hay algunas formas de lograr esta capa de magnetita, pero una de las más comunes es crear óxidos rojos en un baño de ácido o gas y luego hervir el hierro en agua para convertir el óxido en magnetita. El acero azulado a menudo se aceita para mayor protección.

Tratamiento con aceite

El aceite de linaza hervido y el aceite de tung son acabados tradicionales para hierro forjado. Ambos son aceites "secantes" que curan y crean una capa polimérica cuando se calientan. Típicamente estos aceites proporcionan una pátina marrón-negra que protegerá un objeto metálico interior por décadas, y exteriores por unos años antes de que el agua comience a penetrar. Para proporcionar otra capa de sellado, a menudo los hierros o aceros tratados con aceite también se enceran.

Las sartenes de hierro fundido gris también se tratan con aceite en casa, a través del proceso conocido como curado. El curado de una sartén con aceite puede hacerse con aceite de linaza, que es aceite de linaza de grado alimenticio. Sin embargo, otras grasas de grado alimenticio funcionan para curar la sartén, y solo necesitan ser tratadas bien para mantenerse con el tiempo, ya que no polimerizan en seco como el aceite de linaza. De nuevo, una grasa se cepilla sobre la sartén y luego se calienta.

Pintura

Pintar, barnizar, laquear, o ennegrecer hierro y acero son otros métodos tradicionales de sellado. En cada uno, un recubrimiento de un material se pone en la superficie y luego se deja secar. Pintura y barniz son más comunes hoy, pero el ennegrecimiento era la receta tradicional para armamentos de hierro y objetos exteriores, siendo una mezcla de laca y óxidos de hierro magnetita.

Estos métodos de sellado aplicados son baratos y pueden rehacerse fácilmente, y por tanto son pasos de acabado muy populares. Los inconvenientes son que la mayoría de selladores pueden astillarse o rayarse, permitiendo que el óxido tome hold. Los selladores de este tipo también pueden tener poros muy pequeños donde la superficie del metal está expuesta y la oxidación puede comenzar.

Electrodeposición y recubrimiento en polvo

Tanto en electrodeposición como en recubrimiento en polvo, una capa delgada de material se une al nivel superior de la fundición usando electricidad para lograr distribución uniforme en cada superficie expuesta. Cuando los volúmenes de chapado o polvo son suficientes por volumen, se garantiza que cubran cada molécula expuesta de metal.

En electrodeposición, el objeto a chapar se le da una carga y luego se sumerge en un baño conteniendo partículas de metal con la carga opuesta. Cuanto más tiempo el metal permanece en el baño, más gruesa la capa. Cuando se levanta de nuevo, el objeto ha sido cubierto en una capa ininterrumpida con las partículas de metal en el baño.

El recubrimiento en polvo funciona de manera casi idéntica, pero en lugar de un baño con partículas de metal, un aerosol de partículas de resina coloreada cargadas se dirige al objeto. Cuando el objeto ha logrado el espesor correcto de recubrimiento, se envía a un horno para curar.

Montaje

En fundiciones que hacen trabajo de fundición para otras fábricas dentro de sistemas de manufactura complejos, todo el montaje puede hacerse fuera del sitio, por los clientes. Muchas piezas fundidas terminan en otras fábricas como insumos a una línea de montaje.

Sin embargo, algunas fundiciones hacen montaje en sitio, especialmente si ofrecen líneas de productos de stock a una base de clientes más grande. En este caso, la fundición necesita ser meticulosa con los espacios de trabajo, ya que el carbono, calor y gama de aleaciones trabajadas en el piso de fundición pueden llevar a contaminación cruzada. Asegurarse de que el acero esté bien limpio y en buena forma, y asegurar que aceros al carbono e inoxidables se mantengan separados, puede asegurar buenos resultados en piezas soldadas.

Procesamiento secundario dentro y fuera de la fundición

El procesamiento secundario puede involucrar muchos otros especialistas y expertos. Casi todas las fundiciones verán alguna forma de procesamiento secundario, incluso si es solo un pulido final en acero inoxidable, pero el nivel de ese acabado y experiencia es muy dependiente del proyecto. Las fundiciones usualmente tienen una red de otros trabajadores de metales en quienes confían para hacer estos pasos de trabajo y acabado, si no pueden.

Las fundiciones ferrosas usualmente saben cómo el metal será sellado contra la oxidación del hierro, ya que el metal oxidado no inspira confianza a nadie. Otro procesamiento secundario será determinado en conversación entre el cliente y la fundición. ¿Qué servicios se ofrecen? ¿Cuáles son las necesidades del proyecto? La fundición puede completar la fundición internamente, enviar al cliente tal cual, o coordinar pasos adicionales a otros expertos en la industria.

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