DEPARTAMENTO DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION

UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA

DEPARTAMENTO DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACION

LABORATORIO DE MATERIALES

Practica No.:                   2

Título de la Práctica:      Fundición en arena

Nombres y Apellidos:     Gilberto Javier Peña Peraza

Cedula de Identidad:      24.330.307

Grupo:                             Sección 01

Profesor:                          Zambrano C Jenny C

Preparador:                     Gianfranco Romero

Observaciones:                

16/05/2016

1. INTRODUCCIÓN

El proceso de fundición es el proceso más antiguo que se utiliza para dar forma a los metales y convertirlos en productos útiles. Se dice que el proceso de fundición se utilizó por primera vez alrededor de 4000 años a.C. para la manufactura de ornamentos, puntas de flechas de cobre y otros objetos. El proceso de fundición involucra el vaciado de metal fundido en la cavidad de un molde donde se solidifica, adquiere la forma de la cavidad. Los procesos de fundición son los que se seleccionan más a menudo, en comparación con otros métodos de manufactura, debido a las siguientes razones [1]:

• Se pueden fundir una amplia diversidad de productos, incluso aquellas que cuentan con cavidades internas.
• Pueden producirse piezas muy grandes
• Pueden utilizarse materiales para la pieza de trabajo que serían difíciles o no económicos de producir utilizando otros procesos.
•  La fundición es competitiva en comparación con otros métodos.
• Se pueden fundir mucho una gran diversidad de metales.

En todos los procesos de fundición, debe calentarse el metal hasta el estado fundido para poder vaciarlo en el molde. El calentamiento y la fusión se realizan en hornos; El tipo más sencillo de horno eléctrico es el horno de resistencia, en el que se genera calor haciendo pasar una corriente eléctrica por un elemento resistivo que rodea las paredes internas del horno. El elemento calefactor puede adoptar la forma de una bobina de alambre enrollada alrededor de un tubo de material refractario o puede consistir en un tubo de metal u otro material resistivo, como el carborundo. Los hornos de resistencia son especialmente útiles en aplicaciones en las que se necesita un horno pequeño cuya temperatura pueda controlarse de forma precisa.  [2] 

Los procesos de fundición se pueden clasificar según el tipo de molde que utilicen: moldes permanentes o moldes desechables. Los procesos de molde desechable implican que para sacar la pieza fundida se debe destruir el molde que la contiene, haciendo de este un proceso con velocidades de producción bajas. Gran parte del tiempo de fabricación se destina a realizar el molde y el tiempo de fundición es relativamente bajo en comparación con el de moldeo. [2] 

En los procesos de fundición en molde permanente, el molde está fabricado en un material duro como el metal o la cerámica que permite usarlo repetidas veces; el poder reutilizar el molde permite que el tiempo de producción sea más bajo que en los procesos de molde desechable. [2]

El proceso general de la fundición en arena comienza con la fabricación del modelo de la pieza a fundir, luego este modelo se coloca entre la arena para generar una cavidad negativa y se ubican los sistemas de alimentación que guiaran el metal fundido hacia las cavidades del molde. Una vez el metal se solidifica al interior de la cavidad, se destruye el molde y se extrae la pieza terminada; si se requiere se puede realizar el proceso de tratamiento térmico a la pieza fundida o realizar los procesos adicionales de acabados y controles necesarios. [3]

Durante el proceso de fundición se pueden presentar varios defectos que pueden ser originados por causas como un mal diseño de las piezas, la mala selección de los materiales o deficiencias de los procesos de fundición. Algunos de los más usuales son: Proyecciones metálicas: Formadas por aletas, rebabas o proyecciones masivas como ondulaciones o superficies ásperas. Cavidades: Cavidades redondeadas o ásperas internas o externas, incluyendo rechupes, sopladuras, porosidades y cavidades de contracción. Discontinuidades: Estas están formadas por todo tipo de grietas y puntos fríos. Las grietas se forman cuando durante el enfriamiento el metal no puede realizar una libre contracción. [3]

2. OBJETIVOS

Objetivos Generales

• Establecer las técnicas para el proceso de obtención de piezas metálicas por fundición en arena.
• Elaborar el molde siguiendo las instrucciones establecidas.  

Objetivos Específicos

• Identificar los distintos elementos necesarios para la elaboración del molde.
• Reconocer las diferentes características de las arenas para moldes y arenas para noyos o machos.
• Conocer el procedimiento y los pasos a seguir para la elaboración de los moldes.
• Elaborar a partir de los conocimientos adquiridos un molde.
• Obtener una pieza por fundición en arena y evaluar sus características de acabado en función a las propiedades del molde.

3. LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS

Materiales

• Tabla de Trabajo
• Modelo.
• Pala.
• Caja de moldeo con sus pasadores.
• 2 Apisonadores de madera puntiagudos.
• 2 Apisonadores de metal.
• Nivelador.
• Tamizador.
• Fuelle.
• Cucharilla de latón.
• Modelo de bebedero.
• Tobo.
• Arena negra.
• Licopodio.
• Escoba.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Actividad Nº1: Fundición

• Preparar mezcla de arena negra en el tobo, tratando de quedar una mezcla con cierto porcentaje de humedad.
• Limpiar la tabla de trabajo.
• Voltear la parte inferior de la caja del molde.
• Desglosar una parte del modelo y colocarlo en un lado de la caja inferior.
• Aplicar sobre el modelo polvo separador o licopodio.
• Aplicar solo sobre el modelo arena cernida.
• Rellenar la caja inferior completamente con suficiente arena negra.
• Compactar la arena con el apisonador de metal.
• Utilizar el nivelador para que la arena quede al nivel del tope de la caja.
• Voltear nuevamente la caja inferior.
• Colocar el modelo de bebedero a una distancia no tan lejana al modelo de pieza.
• Desplazar la arena restante que queda suelta durante la colocación del bebedero.
• Unir nuevamente el modelo, que estaba desglosado.
• Colocar la caja superior del molde y ajustar.
• Aplicar nuevamente el polvo separador sobre todo el interior de la caja
• Colocar arena cernida solo sobre el modelo.
• Rellenar nuevamente hasta el tope de la caja con suficiente arena negra, teniendo precaución de no mover o sacar el bebedero.
• Compactar nuevamente con los apisonadores, manteniendo el mismo cuidado con el bebedero.
• Con el nivelador, raspar la superficie para que quede al ras con la superficie de la caja.
• Retirar el modelo de bebedero.
• Quitar los pasadores y retirar con cuidado la parte superior de la caja.
• Hacer los vertederos o canales de alimentación con la cucharilla.
• Colocar nuevamente la caja superior y ajustar con los pasadores.
• Limpiar la mesa de trabajo.

Actividad Nº2: Análisis macroscópico de la pieza

Al estar dañado el horno, solo se hizo una demostración del procedimiento de la colada, y el desmolde, el cual consistía en los siguientes pasos:

• Antes de iniciar la elaboración del molde se enciende el horno.
• Fundir el metal en el horno.
• Retirar el crisol del horno, mediante las pinzas de colado.
• Verter el metal fundido en el bebedero.
• Visualizar pieza dada por la profesora.

5. RESULTADOS OBTENIDOS

Actividad Nº1: Fundición

En la elaboración del molde, se presentaron varios factores que ocasionaron desperfectos en el modelo, como fue los bultos formados de arena por la mala compactación o mala distribución del polvo separador y además por la mezcla de arena negra utilizada, se comprobó mediante los diferentes modelos realizados que a mayor humedad, mayor desprendimiento o bultos.

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