Fundiciones de hierro a medida explicadas: Proceso, tipos y aplicaciones

Fundiciones de hierro maleable a medida

Durante el proceso de fundición de hierro, el fabricante deposita hierro fundido y aleaciones de hierro en un molde. Este material se solidifica a medida que se enfría, endureciéndose finalmente hasta la forma definida por la cavidad del molde. El proceso de fundición promueve importantes cambios microestructurales en las fundiciones.

Fundiciones de hierro

La fundición actual crea muchos productos de gran importancia comercial. Tres fundiciones diferentes populares a menudo contribuyen a la producción y ensamblaje de piezas metálicas. Estas incluyen hierro gris, dúctil y maleable.

• Hierro gris: Las fundiciones de hierro gris, conocidas por su color gris distintivo, han encontrado uso generalizado en muchas aplicaciones industriales modernas.
• Hierro dúctil: Los fabricantes hacen hierro dúctil depositando magnesio sobre metales de hierro usados en la producción de hierro fundido gris. Las fundiciones de hierro dúctil muestran inclusiones de carbono en hierro dúctil a nivel granular, lo que contribuye a una mayor ductilidad.
• Hierro fundido maleable: Este producto de hierro fundido contiene menos carbono que el hierro fundido gris convencional. Proporciona plasticidad y resistencia, pero a veces se contrae al enfriarse.

Sobre el hierro fundido maleable

Los fabricantes producen hierro fundido maleable fundiendo primero un producto frágil conocido como "hierro blanco". El hierro fundido blanco contiene inclusiones de carbono y proporciona dureza superficial. El uso de un tratamiento térmico de recocido especial hace que el metal pierda su fragilidad, mientras cambia la microestructura interna para hacerlo más flexible.

Los fabricantes deben tener cuidado durante el proceso de recocido para evitar la reformación de hierro frágil de las fundiciones de hierro dúctil.

Este paso a veces implica recalentar secciones delgadas de material fundido para asegurar que las inclusiones de carbono formen estructuras de forma irregular denominadas "nódulos de grafito de temple" o "nódulos de carbono de temple" a nivel microestructural. Las altas temperaturas se acercan supuestamente a 1700 grados Fahrenheit durante operaciones de recalentamiento prolongadas.

En algunos casos, los fabricantes recalentarán hierro blanco durante períodos más largos (hasta 100 horas) durante la producción de hierro maleable. En esta etapa, pueden agregar mineral de hierro extra al metal fundido.

Dado que empresas con fundiciones tanto de "baja tecnología" como de "alta tecnología" producen hierro fundido maleable, claramente hay diferencias en los métodos de producción en el mercado comercial actual.

Propiedades del hierro fundido maleable

El hierro fundido maleable es más dúctil que el hierro fundido gris y, aunque es duro, carece de la fragilidad del hierro blanco. Aunque no se funde tan fácilmente como el hierro gris o dúctil, se fundirá mejor que algunos otros materiales, incluido el hierro blanco.

Además, el hierro fundido maleable proporciona un excelente endurecimiento superficial. Es resistente a arañazos y abrasiones. Tiene mejor resistencia a la tracción comparado con el hierro gris, aunque mucho menos que el hierro dúctil.

Su ductilidad significa que el hierro fundido maleable permite una variedad de operaciones de "trabajo en frío" durante el proceso de acabado. Su mayor ductilidad hace que el hierro fundido maleable sea adecuado para el mecanizado. Podemos doblar, enderezar o estampar este metal para crear artículos vendibles. El hierro fundido maleable tolerará estas operaciones.

Una propiedad del hierro maleable es una desventaja de su uso en algunas aplicaciones comerciales. A veces se contrae al enfriarse. La pérdida de estabilidad dimensional lo hace inadecuado para la fabricación de productos que requieren rangos de tolerancia altos.

Sin embargo, muchos fabricantes usan hierro fundido maleable para hacer fundiciones pequeñas y placas delgadas.

Aplicaciones del hierro maleable

El hierro fundido maleable existe desde hace siglos. Algunos de los productos que usan este metal fundido se remontan a la antigüedad.

Por ejemplo, una excavación arqueológica ha descubierto supuestamente artefactos de hierro fundido maleable que datan de la dinastía Tang. Sin embargo, su uso se generalizó solo después de la Revolución Industrial.

Hoy, los fabricantes aún pueden usar hierro fundido maleable en una variedad de productos donde la producción de grandes cantidades de piezas uniformes dentro de tolerancias estrechas no es un problema primordial.

A menudo crea piezas pequeñas para operaciones extensas de mecanizado y acabado posteriores.

Las aplicaciones de hierro maleable hoy existen en muchos sectores industriales, incluyendo agricultura, electrónica, bienes de consumo y construcción.

Los productos de hierro maleable incluyen:

• equipos de cercado
• accesorios de tubería
• equipos agrícolas
• artículos para el hogar
• pequeñas piezas de máquina
• joyería de disfraz
• equipos eléctricos
• etiquetas industriales estampadas
• obras de arte, etc.

Este material funciona bien para crear fundiciones muy delgadas y placas.

El hierro fundido maleable tiene varias ventajas.

Proporciona mayor ductilidad que muchos materiales de fundición alternativos, lo que lo convierte en una excelente opción para productos que se someterán a un tratamiento extenso durante el acabado. Aunque carece de la flexibilidad, resistencia a la tracción y resistencia al impacto del hierro dúctil, permite una manipulación extensa durante el procesamiento sin agrietarse.

El hierro fundido maleable permitirá a los fabricantes aplanarlos y martillarlos durante el acabado. En tal situación, algunas formas competidoras de hierro fundido se agrietarían. Este metal proporciona una excelente superficie para operaciones de estampado y desbarbado.

La resistencia del hierro fundido maleable le permite competir con tanto el hierro gris como el nodular para algunos propósitos. Ha ganado amplia aplicación en la industria de fabricación de piezas metálicas.

Algunos grados de hierro fundido maleable han ganado utilidad debido a buena resistencia al impacto a temperaturas muy bajas. Las etiquetas hechas de este metal pueden soportar condiciones árticas severas, por ejemplo.

Algunos procesos de fundición de metal y materiales usados en la antigüedad todavía se usan hoy. Hay muchos materiales de fundición confiables y efectivos que se usan para propósitos industriales. Los recursos más comúnmente usados son:

• hierro gris
• Metal duro
• Aluminio
• Acero
• Cobre
• Zinc

Hierro fundido gris

El hierro fundido gris es uno de los materiales de fundición más utilizados en la producción industrial. Con una alta proporción de mercados de suministro de fundición a presión, es un todoterreno poderoso. El hierro fundido gris es fácil de mecanizar, probado en calidad sin métodos destructivos, formulado para cumplir requisitos de aplicación específicos y es rentable para grandes volúmenes. Es adecuado para una variedad de aplicaciones incluyendo aquellas que requieren:

• Amortiguación o control de vibraciones
• Alta relación resistencia-peso
• Estabilidad dimensional
• Fundición de hierro en una fundición
• Fundición de hierro dúctil

Para procesos que requieren mayor resistencia que la proporcionada por la fundición de hierro gris, la fundición de hierro dúctil puede ser una alternativa útil. El hierro dúctil tiene características similares al hierro fundido gris y, por lo tanto, tiene muchas de las mismas ventajas. Sin embargo, el hierro dúctil difiere de la fundición de hierro gris en lo siguiente:

• Mayor resistencia
• Mejor resistencia al desgaste
• Mayor resistencia
• Plasticidad perfecta
• Peso reducido
• Contracción reducida
• Menor costo
• Fundición a presión de aluminio

El aluminio también es un metal de fundición ampliamente utilizado, en gran parte debido a su versatilidad excepcional. Como uno de los pocos materiales que pueden someterse a la mayoría de los procesos de fundición de metal, el aluminio es una sustancia relativamente adaptable para trabajar. La resistencia a la corrosión del aluminio, alta conductividad térmica/eléctrica, buenas propiedades mecánicas y alta resistencia a la temperatura lo hacen una opción efectiva para:

• Fundición a presión
• Fundición en molde permanente
• Fundición por inversión
• Fundición en arena
• Fundición de espuma perdida
• Fundición por compresión
• Prensado isotérmico en caliente
• Fundición de acero

El acero es un material de fundición resistente que se adapta bien a la producción de piezas que estarán expuestas a desgaste extremo, impacto o cargas pesadas. Es útil para la resistencia a la corrosión en ambiente acuoso y en aplicaciones que involucran temperaturas elevadas. El acero a menudo se mezcla con cromo, hierro y níquel para mejorar aún más su resistencia a la corrosión o al calor.

Fundición de cobre

La principal ventaja del cobre como material de fundición es que proporciona una excelente conductividad eléctrica. Como resultado, la industria de la construcción a menudo usa cobre para producir componentes eléctricos. Otros beneficios del cobre incluyen:

• Buena plasticidad
• Plasticidad perfecta
• Buena conducción de calor

Sin embargo, el cobre y las fundiciones pueden estar sujetos a grietas superficiales, porosidad y formación de cavidades internas. En consecuencia, a menudo se mezcla con otros metales (silicio, níquel, zinc, cromo, estaño y plata) para aliviar estos problemas.

Fundición de zinc

El bajo punto de fusión del zinc (425 grados Celsius) lo hace un material adecuado para aplicaciones de fundición a presión. Es relativamente fácil de fundir aleación debido a su rápido llenado y enfriamiento rápido. En términos de costo, el zinc puede ser una opción económica para fundir piezas pequeñas con gran volumen.

Aplicaciones industriales de fundición

La fundición se usa en muchos procesos de fabricación y juega un papel importante en la construcción. La creación de productos uniformes en muchas industrias depende en gran medida de las fundiciones.