Augusto Uriel Contreras Sanchez

8/18/2019 Augusto Uriel Contreras Sanchez

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Fundición con moldes metalicosModelos metálicos: cuando se quiere fabricar una gran cantidad de piezas detamaño pequeño o mediano se debe utilizar modelos metal. Para hacer losmodelos metálicos se utilizan un primer modelo de madera, llamándose a estamodelo de doble contracción.

Ventaas de los modelos metálicos:

!e tiene gran presión en la pieza terminada

"s rentable económicamente cuando la producción supera las #$%% unidades

&es'entaas de los modelos metálicos:

(ecesita un segundo modelo de madera

&if)cil de ser mecanizados.

Metales más usados en la confección de modelos:

a.* Fierro fundido: su costo es relati'amente bao, + es el más utilizado dentrode los metales, se, maquina con facilidad, es resistente a la abrasidad de laarena, pero tiene como des'entaas su peso ecesi'o de alrededor de -.# a -./gf 0dm1.

b.* 2atón: se utiliza cuando se quiere obtener gran precisión en eldimensionamiento ,se fabrican por soldadura los moldes metálicos , se utilizangeneralmente para pequeñas piezas + para el moldeo en racimo .c.* 3luminio +sus aleaciones: se utilizan para fabricar piezas de pequeño + mediano tamaño,como des'entaa su peso espec)4co es bao alrededor de 5 a 5.$ /gf 0dm1,tiene buena resistencia a la acción abrasi'a de la arena.

6tros materiales usados para hacer modelos:

a.* 7eso de par)s: para obetos pequeños + de gran eactitud, se emplean enestado pastoso, su contracción es despreciable alrededor de 5 por mil . !e lopuede utilizar en la fabricación de caas de machos de pequeñas dimensiones.

b.* 8esinas epóicas: se utilizan para fabricar modelos + moldes de pequeñasdimensiones. !on fácilmente trabaables, pueden ser corregidos en el mismomodelo, ahorro en mano de obra, su peso espec)4co es menor que el delaluminio. "l más com9n es el formaldehido de urea, + otros formaldehidos deltipo fenol.


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"2 Moldeo: consiste en obtener la forma 'ac)a en la arena, en el cual debellenarse el metal en estado l)quido que al solidi4carse adquirirá la forma queten)a el modelo. !eg9n los materiales empleados, + su consiguiente duración,los moldes formas 'ac)as; se di'iden en:

Moldes transitorios, perdidos, de arena

Moldes permanentes, de materiales cementosos o de coquilla

!eg9n el procedimiento para obtener el molde + las operaciones auiliaresetracción del modelo, retoque, etc.;, se distinguen:

a. Molde a mano: es el tipo de moldeo en cual todas las operaciones se realizanmanualmente o con la a+uda e'entual de medios de transporte +le'antamiento gr9as, carretillas, planos inclinados, etc.;, o de utensiliosmecánicos compactadores manuales, atacadores neumáticos o el


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Fig. #%. @bicación de los dispositi'os en el moldeo

c. Moldeo en caas: cuando la reproducción se efect9a en la arena contenida enuna caa compuesta de dos o más partes , de modo que pueda abrirse +

retocarse con facilidad es el sistema más usado , que se adapta a cualquierclase de pieza , pero requiere caas adecuadas .

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Fig. ##. &isposición de las caas de moldeo

d. Moldeo en bloque de arena: cuando la caa se emplea solo para hacer elmolde + despu


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e. Minimizar defectos, para esto el modelo debe ser lo más pulido posible +recubierto de un barniz

f. !e debe buscar un costo m)nimo en la confección del modelo , que está enfunción directa con el n9mero de piezas a fabricar

Fig. ##. &iseño del modelo + molde en arena

Formas de compactar la arena: en los moldes de arena transitorios, que solosir'en para confeccionar una pieza;, la arena puede compactarse o atacarsepor una de las siguientes formas:

a. 3 presión: cuando se dispone alrededor del modelo + en una caa una ciertacantidad de arena suelta para compactarla en la medida + direcciónadecuadas, esto puede efectuarse: directamente con la mano, usando

compactadores de manoneumáticos o el


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?orrección por mecanizado

a. ?orrección del modelo por contracción:

"s la corrección lineal que se debe hacer al modelo para compensar lacontracción producción durante el enfriamiento del metal fundido en la ca'idad

del molde. "sta corrección es la más importante que ha+ que hacer al modelo,independientemente de que el modelo sea de madera o de metal. 2acorrección del modelo por contracción se debe efectuar en la zona solida

Fig. #5. Proceso de solidi4cación del metal en fundición

a. =emperatura de fusión o colada.

b. Anicio de la solidi4cación.

c. Final de la solidi4cación.

d. =emperatura ambiente.

Breas:

3#ab5 C Dona liquida.

35cd1 C Dona de liquida. Mezcla liquida E solida;

31ef C Dona sólida.

Problema #

?alcular la corrección lineal por contracción que ha+ que hacer al modelo queser'irá para fundir una pieza de un metal cu+o 'olumen especi4co al 4nal de lasolidi4cación es de %.#$ cm10grf, + a la temperatura ambiente el 'olumenespeci4co es de %.# cm10grf.

!olución:

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b. ?orrección del modelo por el ángulo de salida

"sta corrección del modelo se efect9a con la 4nalidad de facilitar la etraccióndel modelo de la ca'idad del molde, + consiste en dar la inclinación del moldeo,


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a las super4cies perpendiculares, al plano o super4cie de partición, estainclinación depende de la altura de la pieza sobre el plano de partición

3nálisis de las arenas en fundición de metales.

@na arena de fundición debe cumplir una serie de requisitos para que seautilizada óptimamente en fundición, eisten muchos tipos de análisis de arenaspero dentro de los más importantes tenemos:

&eterminación del porcentae de humedad

&eterminación del porcentae de arcilla

&eterminación de la dureza

&eterminación de la permeabilidad

3nálisis granulom


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temperatura de #%.$ a ##G?. "ste m


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Pre'enir el sangrado de escorias, arena + otras inclusiones no metálicas desdela entrada al molde.

Pre'enir la destrucción de las paredes del molde debido al torrente del metall)quido.

@n sistema de alimentación estándar para metales ferrosos consta de lassiguientes partes:

2a balsa, cubeta o embudo: generalmente es un recipiente en forma de unataza ubicada en la parte superior del molde, donde se 'ierte el metal l)quidofundido para formar la pieza en el interior del modelo.

"l bebedero: es un ducto de sección redonda o cuadrada, de ma+or diámetroen la parte inferior es decir tiene la forma de un tronco cónico, une la balsa conel pozo o embalse.

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Fig. #H. &iseño del sistema de alimentación en fundición

=ipo de sistemás de alimentacionL$

a. !istema de alimentacion a presión: cuando se mantiene una contra presiónen el sistema de alimentación por medio de una restriccion del Noo en lasentradas , esto requiere usualmente que el area total de las entradas no seamas grande que el area de la sección trans'ersal del bebedero , por eemplo

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Ventaas :

*2a longitud de los canales de ataque no necesita prolongarse.

*2os canales de ataque estan completamente llenos de metal liquido durante lacolada.

&"!V"(=3O3! :

*!e produce una turbulencia considerable en los ataques o portadas.

b.*!A!="M3 &" 32AM"(=3?A6( !A( P8"!A6(.* ?uando se cumple con lassiguientes relaciones de escalonamiento de areas :

V"(=3O3!:

*!e elimina la turbulencia en las entradas.


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&"!V"(=3O3!:

*2as longitudes de los canales de ataque seran ma+ores que en los sistemás apresion.

* "l sistema no se encuentra completamente lleno de metal liquido durante la

colada.

Para dimensionar tanto el canal de colada 3??;, como los canales deataque 3ca ;, se puede considerar la altura del canal de colada como el triplede la altura del canal de ataque, de la siguiente forma :

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Fig. #-. Forma del canal de colada + ataque

Principales formás de las secciones en los canales

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"emplo.* Para fundir una determinada pieza se tienen los siguientes datos delsistema de alimentacion :

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!e pide determinar:

a.* 2a relacion del escalonamiento de áreas.

b.*Que tipo de sistema de alimentacion se esta utilizandoR

!62@?A6(

a.* 8elacion de escalonamiento de areas :

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b.* &e acuerdo a la relacion de escalonamiento de áreas, se esta utilizando unsistema a presion.

#.$.5 &iseño de un sistema de alimentacion.

2as dimensiones de un sistema de alimentacion estan determinados en base alárea de la seccion trans'ersal de los canales de ataque. 2as dimensiones de losotros ductos depende sobre todo de la seccion de estos canales de ataque.

2a siguiente formula se utiliza para calcular la seccion trans'ersal de loscanales de ataque, + esta basada sobre las condiciones del Nuo de Nuidos encanales cerrados Nuo en tuberias ;:


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2a carga hidrostatica efecti'a puede determinarse por la siguiente formula :

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2a seccion trans'ersal del bebedero + del canal de colada dependen de lasuma total de la secion trans'ersal de los canales de ataque, + puedendeterminarse en una primera aproimacion por la siguiente relacion :

#. S #.5 S # 8elacion de la seccion del bebedero del canal de colada + a laseccion trans'ersal de todos los canales de ataque;

Fig. #T. &istribución de la colada para una pieza en fundición

Problema 5

&isenar el sistema de alimentacion para fundir una pieza de 4erro fundido griscon una relacion de escalonamiento de áreas de:

#.1$ S #.5$ S #, la pieza sola pesara $/g, el tiempo de colada sera de >%segundos, el sistema completo de alimentacion constara de: @n bebedero deseccion circular, un canal de colada rectangular + dos canales de ataque deseccion cuadrada. 2os demas datos del sistema son:

Kma C1%%mm

Kg C #T%mm

Ke C 5%%mm

3b S 3cc S 3ca #.1$ S #.5$ S #

Peso g; C $/g

= C >%s

@n bebedero de sección.

@n canal de colada de sección.

&os canales de ataque de sección.

!olución:

?arga hidrostática efecti'a Ke;

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Factor de colada u;:

Para fundición ferrosa: u C %.5- a %.$$U

!ección trans'ersal de los canales de ataque portados:

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&imensiones de cada uno de los canales de ataque.

!ecciones trans'ersales de los canales de colada + el bebedero:

?omo la relación del escalonamiento de áreas es: #.1$ S#.5$ S #

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&imensiones del bebedero:

Monogra4as.com#.$.1 Presión metalostática

&urante la colada o sea cuando se 'ac)a el metal fundido l)quido en la ca'idaddel molde, se suceden una serie de fenómenos que con'iene analizar + tomarlas precauciones necesarias:

"l metal liquido mu+ caliente + pesado discurre por los canales del sistema dealimentación, penetra en la ca'idad del molde, choca contra las paredes +a'anza con mo'imientos arremolinados, durante esta fase tienden a producirselas erosiones que tratan de dañar el molde.

@na 'ez llenada la ca'idad del molde + mientras el metal está en estadol)quido, eerce sobre todas las paredes del molde + sobre los cuerpos incluidosen el machos;, una presión metalostática perpendicular a la super4cie delmolde.

3nálisis + cálculo del empue metalostático

Problema 1

!e desea fundir una pieza de una aleación ligera en la forma del paralelep)pedomostrada, el metal tiene una gra'edad espec)4ca de 5.-$ /gf0dm1, + la arenadel macho tiene una gra'edad espec)4ca de #.H /gf0dm1, la altura de lasuper4cie de partición hasta el ni'el del metal libre es de 5$% mm.

!e pide determinar:

a. "2 empue metalostática sobre la ca'idad superior del molde.


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b. 2os empues metalostática laterales.

c. "l empue metalostática sobre la ca'idad superior del molde.

d. "l empue total sobre la ca'idad superior del molde.

e. "l empue total sobre la ca'idad inferior del molde luego que el metal seha+a solidi4cado.

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!olución:

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#.$. ?alculo del tiempo de solidi4cación de las piezas fundidas

8egla de ?h'orino':

"l in'estigador checoslo'aco, despu


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"l criterio de ?aine se basa en que la disipación del calor es una función delárea super4cial de la pieza + la cantidad de calor que es una función del'olumen. "l m


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*Brea de disipación del calor de la pieza a fundir 3f;:

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!eg9n la ecuacion de ch'orino':

Materiales + m


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Presenta todas las modi4caciones + consideraciones necesarias realizadassobre el plano de ingenier)a, +a que la pieza dentro del molde sufrecontracciones por la parte interna, de all) que las dimensiones eterioresaumenten + las interiores se reduzcan un determinado porcentae de acuerdoal material. !e indica además, la l)nea de unta, que es aquella donde se hace

la di'isión de la pieza con sus respecti'os moldes + la salida o conicidad.

"stá constituido por 2as 2)neas de untas que nos permiten saber dónde sedi'ide el modelo + tambi


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Podemos obtener:

!d C 1.!e por lo tanto !d C .#mm5,

3s) mismo !d C \.h + \C5h

6bteniendo:

Problemas 5

!e debe diseñarse una mazarota cil)ndrica para un molde de fundición enarena, usando la regla de ?h'orino'. 2a fundición es una placa rectangular deacero con dimensiones %.%-H5 m %.#5- %.%5$ m. "n las obser'acionespre'ias se ha indicado que el tiempo de solidi4cación total =!=; para estafundición es de #.H min. 2a mazarota cil)ndrica tendrá una relación de diámetroa altura de #.% + del mismo modo se deberá determinar para una mazarota quedeberá tener el tiempo de solidi4cación de 5.% minutos

!e pide determinar:

#. "l 'olumen de la placa + la super4cie de la mazarota para el tiempo de#.Hmin.

5. 2a constante del molde.

1. 2a relación V03 para la placa requerida para 5 min.

. 2a dimensión que la mazarota para el tiempo de 5.%min.

$. "l diámetro + la altura de la mazarota

!olución:

#. "l 'olumen de la placa + la super4cie de la mazarota para el tiempo de#.Hmin.

!u 'olumen

V C %.%-H5 %.#5- %.%5$ C %.%%%5$T m1,

2a super4cie:

3 C 5%.%-H5 %.#5-; E %.%-H5 %.%5$ E %.#5- %.%5$; C %.%155$T m5.

5. 2a constante del molde.

&ado que =!= C #.H min podemos

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1. 2a relación V03 para la placa requerida para 5 min.

Brea de la super4cie:

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. 2a dimensión que la mazarota para el tiempo de 5.%min.

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$. 2a dimensión que la mazarota para el tiempo de 5.%min.

8eferenciales

8. (onnast. I"l Pro+ectista de "structuras MetálicasI. "ditorial Paraninfo."spaña. 5%%%.

Miano. ?ostos + Presupuestos de obras en edi4caciones. "ditorial 3sesores +?onstructores. 2ima. 5%%5.

"doardo ?apello. I=ecnolog)a de la fundiciónI. "ditorial Justa'o Jile !.3.]arcelona, "spaña. #>T>.

Vidondo =omas. I=ecnolog)a Mecánica. Matricer)a + MoldesI. "ditorial ]ruño."spaña. #>>>.

@(A. I8eglamento de metrados para obras de edi4caciónI. "ditorial @(A. 2ima.#>>T.

Font, Maimo. I8endimiento + Valorización en obraI. "ditorial &ossat. "spaña.5%%%.

/alpaian !erope. IManufactura, Angenier)a + =ecnolog)aI. "ditorial Pearson.M


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K, /3D3(3!. IProcesos ]ásicos de ManufacturaI "ditorial Mc Jra\*Kill. M>1.

J"6FF8"7 ]66=K867&. IFundamentos de ?orte de Metales + de las MáquinasKerramientasI "ditorial Mc Jra\*Kill. 2atinoamericana. !.3. ]ogotá, ?olombia.#>TT.

8. (onnast. I"l Pro+ectista de "ngranaes + MecanismosI. "ditorial Paraninfo."spaña. 5%%#.

IManual del Angeniero MecánicoI. "ditorial "magister. Anglaterra. 5%#%.

Anternet:

http:00\\\.elmingme.com0gas0desalinizadora.htm

http:00\\\.elmingme.1a5.com

\\\.elistas.net0lista0elmingme

3p


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"ste tipo de con4guración es el adecuado para piezas compleas + paracantidades moderadas de producción.

=ipo de molde

&espu


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"l eceso de arena se quita con la regla rasera + se alisa la super4cie.

!e in'ierte la caa inferior.

!e alisa la super4cie usando la espátula plana, a4rmando la arena por losalrededores del modelo.

!e coloca el tubo del bebedero + los canales de distribución.

Finalmente se coloca arena cernida en la super4cie para e'itar que las dossuper4cies se unan.

!e coloca luego la caa superior.

!e cubre la parte superior con arena 4na, con la a+uda del tamiz.

!e 'ol'erá a colocar arena gruesa + se apisonó 4rmemente.

!e alisa la super4cie.

!e etraen los tubos de bebedero + los canales de entrada + distribución.

!e humedecen los bordes del bebedero + se alisan.

!e etrae el modelo cuidadosamente + se utiliza el soplador para limpiar losgranos de arena sueltos.

!e coloca el macho en la portada de macho.

!e unen las dos caas sua'emente, para e'itar que se desmorone el molde + se

caiga la arena.

2uego se procede a realizar la colada.

23 ?623&3

3ntes de realizarse la colada propiamente referida, debe cerciorarse de que elmolde est< repasado + cerrado sólidamente, de manera que resista la presiónmetalostática. "n el momento de uso del molde para el proceso de colada sedeben seguir los siguientes pasos:

a. ?onducir el metal l)quido al molde para lo cual se utilizan un conunto de

canales denominados bebederos. "stos bebederos se pueden di'idir en cincopartes las cuales son: la cubeta, el cuello, el colector, la entrada a la pieza oboca + el 4ltro.

b. !acar los gases al eterior^ Para lograr esto se utilizan conductosdenominados respiraderos los cuales pueden ser grandes + numerososmientras que en otras ocasiones pueden realizarse con la agua pararespiraderos.


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c. ?rear sobre el metal fundido cierta presión metalostática que facilite elllenado del molde + la solidi4cación del mismo material.

d. &ear en los bebederos o cargadores que permita alimentar a la pieza dematerial durante el proceso de solidi4cación +a que como se estudióanteriormente el metal durante el proceso de solidi4cación se contrae + por elhecho de que la pieza se enfr)a de afuera hacia adentro a tra'


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Fundición de colado continuo2a tecnolog)a de colada continua por solidi4cación, es un proceso mediante

una coquilla de gra4to

que hace las 'eces de molde. "l proceso de colada continua mediantesolidi4cación rápida tiene diferentes etapas^ alimentación del sistema + colada,proceso de solidi4cación, meorando la micro estructura, tetura, calidadsuper4cial + propiedades mecánicas de los materiales, con especial menciónque por medio de la coquilla se acelera el proceso de solidi4cación. 2afabricación de los bronces por medio de este proceso puede alcanzarse conin'ersiones espec)4cas de capital, consumo energ


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Mecanismo de corte.

"n nuestra empresa producimos ]arras sólidas + bues con un diámetroeterior de # hasta -_ pulgadas + una gran 'ariedad de diámetros interioresmediante este proceso + el largo en nuestras barras sólidas puede ser de hasta1.H% Mts. + los bues de hasta 5T_ ?on tolerancia de E ` #0#H.

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