procesio de fundicion del hierro

1. Procesos deProcesos de
FundiciónFundición

2. Procesos de FundiciónProcesos de Fundición
 El proceso para producir piezas uEl proceso para producir piezas u
objetos útiles con metal fundido se leobjetos útiles con metal fundido se le
conoce como proceso de fundición.conoce como proceso de fundición.
Este proceso se ha practicado desdeEste proceso se ha practicado desde
el año 2000 ac. Consiste en vaciarel año 2000 ac. Consiste en vaciar
metal fundido en un recipiente con lametal fundido en un recipiente con la
forma de la pieza u objeto que seforma de la pieza u objeto que se
desea fabricar y esperar a que sedesea fabricar y esperar a que se
endurezca al enfriarse.endurezca al enfriarse.

3. Procesos de FundiciónProcesos de Fundición
 Para lograr la producción de una pieza fundida esPara lograr la producción de una pieza fundida es
necesario hacer las siguientes actividades:necesario hacer las siguientes actividades:
 Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internasDiseño de los modelos de la pieza y sus partes internas
 Diseño del moldeDiseño del molde
 Preparación de los materiales para los modelos y losPreparación de los materiales para los modelos y los
moldesmoldes
 Fabricación de los modelos y los moldesFabricación de los modelos y los moldes
 Colado de metal fundidoColado de metal fundido
 Enfriamiento de los moldesEnfriamiento de los moldes
 Extracción de las piezas fundidasExtracción de las piezas fundidas
 Limpieza de las piezas fundidasLimpieza de las piezas fundidas
 Terminado de las piezas fundidasTerminado de las piezas fundidas
 Recuperación de los materiales de los moldesRecuperación de los materiales de los moldes

4. Procesos de FundiciónProcesos de Fundición
El producto de laEl producto de la
fundición es unafundición es una piezapieza
coladacolada..
Puede ser des de 1 KgPuede ser des de 1 Kg
hasta varias Toneladas.hasta varias Toneladas.
Su composición químicaSu composición química
puede variar segúnpuede variar según
necesidades.necesidades.

5. Tipos de fundición a laTipos de fundición a la
arenaarena
 Modelo removibleModelo removible
 Modelo disponible o desechableModelo disponible o desechable
 Los moldes se fabrican por medio de modelos losLos moldes se fabrican por medio de modelos los
que pueden ser deque pueden ser de madera, plástico, cera, yeso,madera, plástico, cera, yeso,
arena, poliuretano, metal, etcarena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se. Si los modelos se
destruyen al elaborar la pieza, se dice que éstosdestruyen al elaborar la pieza, se dice que éstos
sonson disponibles o desechablesdisponibles o desechables y si losy si los
modelos sirven para varias fundiciones se lesmodelos sirven para varias fundiciones se les
llamallama removiblesremovibles..

6. Factores para una buenaFactores para una buena
fundiciónfundición
1.1. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
2.2. ModeloModelo
3.3. ArenaArena
4.4. CorazonesCorazones
5.5. Equipo MecanicoEquipo Mecanico
6.6. MetalMetal
7.7. Vaciado y LimpiezaVaciado y Limpieza

7. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
Los Moles se clasifican según losLos Moles se clasifican según los
materiales usadosmateriales usados
•Moldes de arena verdeMoldes de arena verde
•Moldes con capa secaMoldes con capa seca
•Moldes con arena secaMoldes con arena seca
•Moldes de arcillaMoldes de arcilla
•Moldes FuranicosMoldes Furanicos
•Moldes de CO2Moldes de CO2
•Moldes de MetalMoldes de Metal
•Moldes EspecialesMoldes Especiales

8. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes de arenaFundición en moldes de arena
 Uno de los materiales más utilizados para laUno de los materiales más utilizados para la
fabricación de moldes temporales es la arenafabricación de moldes temporales es la arena
sílica o arena verde (por el color cuando estásílica o arena verde (por el color cuando está
húmeda). El procedimiento consiste en elhúmeda). El procedimiento consiste en el
recubrimiento de un modelo con arena húmeda yrecubrimiento de un modelo con arena húmeda y
dejar que seque hasta que adquiera dureza.dejar que seque hasta que adquiera dureza.

9. Figura 5.2
Moldes de arena verde

10. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes de capa secaFundición en moldes de capa seca
 Es un procedimiento muy parecido al de losEs un procedimiento muy parecido al de los
moldes de arena verde, con excepción de quemoldes de arena verde, con excepción de que
alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm)alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm)
se coloca arena con un compuesto que al secarse coloca arena con un compuesto que al secar
hace más dura a la arena, este compuesto puedehace más dura a la arena, este compuesto puede
ser almidón, linaza, agua de melaza, etc. Elser almidón, linaza, agua de melaza, etc. El
material que sirve para endurecer puede sermaterial que sirve para endurecer puede ser
aplicado por medio de un rociador yaplicado por medio de un rociador y
posteriormente secado con una antorcha.posteriormente secado con una antorcha.

11. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes con arena secaFundición en moldes con arena seca
 Estos moldes son hechos en su totalidad conEstos moldes son hechos en su totalidad con
arena verde común, pero se mezcla un aditivoarena verde común, pero se mezcla un aditivo
como el que se utiliza en el moldeo anterior, elcomo el que se utiliza en el moldeo anterior, el
que endurece a la arena cuando se seca. Losque endurece a la arena cuando se seca. Los
moldes deben ser cocidos en un horno paramoldes deben ser cocidos en un horno para
eliminar toda la humedad y por lo regular seeliminar toda la humedad y por lo regular se
utilizan cajas de fundición, como las que seutilizan cajas de fundición, como las que se
muestran más adelante. Estos moldes tienenmuestran más adelante. Estos moldes tienen
mayor resistencia a los golpes y soportan bienmayor resistencia a los golpes y soportan bien
las turbulencias del metal al colarse en el molde.las turbulencias del metal al colarse en el molde.

12. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes de arcillaFundición en moldes de arcilla
 Los moldes de arcilla se construyen al nivel deLos moldes de arcilla se construyen al nivel de
piso con ladrillos o con materiales cerámicos,piso con ladrillos o con materiales cerámicos,
son utilizados para la fundición de piezasson utilizados para la fundición de piezas
grandes y algunas veces son reforzados congrandes y algunas veces son reforzados con
cajas de hierro. Estos moldes requieren muchocajas de hierro. Estos moldes requieren mucho
tiempo para su fabricación y no son muytiempo para su fabricación y no son muy
utilizados.utilizados.

13. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes furánicosFundición en moldes furánicos
 Este proceso es bueno para la fabricación deEste proceso es bueno para la fabricación de
moldes o corazones de arena. Están fabricadosmoldes o corazones de arena. Están fabricados
con arena seca de grano agudo mezclado concon arena seca de grano agudo mezclado con
ácido fosfórico, el cual actúa como aceleradorácido fosfórico, el cual actúa como acelerador
en el endurecimiento, al agregarse a la mezclaen el endurecimiento, al agregarse a la mezcla
una resina llamada furánica. Con esta mezcla deuna resina llamada furánica. Con esta mezcla de
ácido, arcilla y resina en dos horas el molde seácido, arcilla y resina en dos horas el molde se
endurece lo suficiente para recibir el metalendurece lo suficiente para recibir el metal
fundido.fundido.

14. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición con moldes de CO2Fundición con moldes de CO2
 En este tipo de moldes la arena verde se mezclaEn este tipo de moldes la arena verde se mezcla
con silicato de sodio para posteriormente sercon silicato de sodio para posteriormente ser
apisonada alrededor del modelo. Una vezapisonada alrededor del modelo. Una vez
armado el molde se inyecta bióxido de carbono aarmado el molde se inyecta bióxido de carbono a
presión con lo que reacciona el silicato de sodiopresión con lo que reacciona el silicato de sodio
aumentando la dureza del molde. Con la durezaaumentando la dureza del molde. Con la dureza
adecuada de la arena del molde se extrae eladecuada de la arena del molde se extrae el
modelo, si este fuera removible, paramodelo, si este fuera removible, para
posteriormente ser cerrado y utilizado.posteriormente ser cerrado y utilizado.

15. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes de metalFundición en moldes de metal
 Se usan principalmente en fundición en matriz deSe usan principalmente en fundición en matriz de
aleaciones de bajo punto de fusión. Las piezasaleaciones de bajo punto de fusión. Las piezas
de fundición se obtienen de formas exactas conde fundición se obtienen de formas exactas con
una superficie fina, esto elimina mucho trabajouna superficie fina, esto elimina mucho trabajo
de maquinado.de maquinado.

16. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
 Fundición en moldes especialesFundición en moldes especiales
 Plástico, cemento, yeso, papel, madera y hule,Plástico, cemento, yeso, papel, madera y hule,
todos estos materiales son usados en moldestodos estos materiales son usados en moldes
para aplicaciones particulares .para aplicaciones particulares .

17. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo
También los procesos de moldeo pueden serTambién los procesos de moldeo pueden ser
clasificados por el lugar en el que se fabrican.clasificados por el lugar en el que se fabrican.
 Moldeo en banco.Moldeo en banco. Este tipo de moldeo es para trabajosEste tipo de moldeo es para trabajos
pequeños y se fabrican en un banco que se encuentre a lapequeños y se fabrican en un banco que se encuentre a la
mano del trabajador.mano del trabajador.
 Moldeo de piso.Moldeo de piso. Para piezas grandes en las que su manejoPara piezas grandes en las que su manejo
es difícil y no pueden ser transportadas de un sitio a otro.es difícil y no pueden ser transportadas de un sitio a otro.
 Moldeo en fosa.Moldeo en fosa. Cuando las piezas son extremadamenteCuando las piezas son extremadamente
grandes y para su alimentación es necesario hacer una fosagrandes y para su alimentación es necesario hacer una fosa
bajo el nivel medio del piso.bajo el nivel medio del piso.
 Moldeo en maquina.Moldeo en maquina. Las maquinas hacen un numero deLas maquinas hacen un numero de
operaciones que el moldeador hace a mano.operaciones que el moldeador hace a mano.

18. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo

19. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo

20. Procedimiento de MoldeoProcedimiento de Moldeo

21. Creación de la formaCreación de la forma
 El proceso de fundición puede serEl proceso de fundición puede ser
usado para formar casi con cualquierusado para formar casi con cualquier
metal, existen diferentes métodos parametal, existen diferentes métodos para
acomodar metales diferentes yacomodar metales diferentes y
satisfacer requisitos diferentes.satisfacer requisitos diferentes.

22. Creación de la formaCreación de la forma
Proceso de
Fundición
Moldes con liga
de arcilla
Moldes de metal
Moldes con liga
química
Arena verde
Arenas secas
Permanente
Dado
Fundición hueca
Cáscara
Inversión
Yeso
Centrifuga

23. Creación de la formaCreación de la forma
 Cada método tiene ventajas yCada método tiene ventajas y
desventajas sobre otros o puedendesventajas sobre otros o pueden
estar restringidas a una aplicación enestar restringidas a una aplicación en
especial.especial.

24. Creación de la formaCreación de la forma
 La durabilidad y precisión del moldeLa durabilidad y precisión del molde
afectan los costos del producto.afectan los costos del producto.

25. Creación de la formaCreación de la forma
 Costos directos en la fabricación deCostos directos en la fabricación de
moldesmoldes
 TiempoTiempo
 CuidadosCuidados
 Habilidad necesaria para producir (manoHabilidad necesaria para producir (mano
de obrade obra
 El equipoEl equipo

26. Creación de la formaCreación de la forma
 Costos indirectosCostos indirectos
 Capacidad el material para soportar las temperaturas delCapacidad el material para soportar las temperaturas del
colado (colado (capacidad refractaria del materialcapacidad refractaria del material ))
 Capacidad de transferir con exactitud las dimensiones yCapacidad de transferir con exactitud las dimensiones y
detalles del moldedetalles del molde
 Permeabilidad: permitir que el aire y gases escapenPermeabilidad: permitir que el aire y gases escapen
 Resistencia:Resistencia: soportar la presión estática y dinámica delsoportar la presión estática y dinámica del
metal liquidometal liquido
 Facilidad de colapso:Facilidad de colapso: permitir la contracción de lapermitir la contracción de la
fundición.fundición.
 Facilidad de Fluir.-Facilidad de Fluir.- La arena deberá compactarse aLa arena deberá compactarse a
profundidad y fluir alrededor del modelo, también influye elprofundidad y fluir alrededor del modelo, también influye el
tamaño de grano de arena, humedad y arcilla añadidatamaño de grano de arena, humedad y arcilla añadida

28. Creación de la formaCreación de la forma
Clasificación
arena de
cuarzo
desintegrado
SiO2
Anguloso: Resiste la compactación y requiere
más humedad.
Subángulo: Tiene buena resistencia, aristas
redondeadas, es la mejor.
Redondo: Buena permeabilidad, baja resistencia
y Fluye bien.
Compuesto: Tiende a romperse.

29. Creación de la formaCreación de la forma
 Determinación del tamaño deDeterminación del tamaño de
arenaarena
 Sistema ingles mallas hasta 600Sistema ingles mallas hasta 600
 Sistema métricoSistema métrico (mm, micras)(mm, micras)
 malla 6malla 6 0.131”0.131” 3.32mm3.32mm
 malla 270 0.0021”malla 270 0.0021” 0.033mm0.033mm

30. Creación de la formaCreación de la forma
Microsoft Excel
Worksheet

31. Creación de la formaCreación de la forma
 Contenido de arcilla:Contenido de arcilla:
 El contenido de arcilla varia el 2% ó 3%El contenido de arcilla varia el 2% ó 3%
hasta un 15% de arcilla.hasta un 15% de arcilla.
 La arcilla debe resistir todos los granosLa arcilla debe resistir todos los granos
de arena silica.de arena silica.
 Principales tipos de arcillas: caolinita,Principales tipos de arcillas: caolinita,
ilita y bentonita.ilita y bentonita.
 La principal arcilla a usar es la bentonitaLa principal arcilla a usar es la bentonita
de origen mineral, proviene de cenizasde origen mineral, proviene de cenizas
volcanicasvolcanicas
 Arcilla refractaria caolinita para usoArcilla refractaria caolinita para uso
refractario y baja concentración.refractario y baja concentración.

32. Creación de la formaCreación de la forma
 Aditivos Especiales:Aditivos Especiales:
 Harina de Maíz.- Para proporcionarHarina de Maíz.- Para proporcionar
facilidad de colapso.facilidad de colapso.
 Carbón (polvo).- Para mejorara elCarbón (polvo).- Para mejorara el
acabado de la superficie se pinta elacabado de la superficie se pinta el
molde.molde.
 Agua -2 a 8%.- Varia del 2 al 8% porAgua -2 a 8%.- Varia del 2 al 8% por
peso. Depende de la cantidad depeso. Depende de la cantidad de
arcilla, agua en exceso mejora laarcilla, agua en exceso mejora la
fluidez pero puede dañara lafluidez pero puede dañara la
resistencia del molde.resistencia del molde.

33. Creación de la formaCreación de la forma
 Moldeo de Corazón:Moldeo de Corazón:
 Tipos:Tipos:
 Corazones de Arena verdeCorazones de Arena verde
 Corazones de Arena secaCorazones de Arena seca

34. Creación de la formaCreación de la forma
 Aglutinantes y Mezclas paraAglutinantes y Mezclas para
corazones:corazones:
Aglutinantes de aceite, linazaAglutinantes de aceite, linaza
Endurece cuando se oxida por acción delEndurece cuando se oxida por acción del
calorcalor
Tales corazones deben hornearse por 2Tales corazones deben hornearse por 2
horas a una temperatura entre 180 y 220horas a una temperatura entre 180 y 220
°C°C

35. Creación de la formaCreación de la forma
 Aglutinantes y Mezclas paraAglutinantes y Mezclas para
corazones:corazones:
Aglutinantes solubles en agua, harina deAglutinantes solubles en agua, harina de
trigo, dextrina, almidón, también tiene quetrigo, dextrina, almidón, también tiene que
se horneadose horneado
Aglutinantes con resina de alcohol furfural,Aglutinantes con resina de alcohol furfural,
secados con aire caliente, 220 °C, 10 a 20secados con aire caliente, 220 °C, 10 a 20
seg.seg.

36. Creación de la formaCreación de la forma
 Aglutinantes y Mezclas paraAglutinantes y Mezclas para
AgentesAgentes orgánicosorgánicos dede ligaliga
ResinasResinas termofragantestermofragantes
FuranFuran se catalizacataliza concon acido fosforico
Alquidisocianato
Fenosiliciosianato.
Estos fraguan a temperatura ambiente con la ayuda de un catalizador, el más
común es el furan y cataliza con acido fosforico.
Uso. Corazones chicos y grandes, incluso en moldes.
Tiene muchas ventajas sobre los demás (furan) pero es costoso por el equipo
a usar y no es recuperable.

37. Creación de la formaCreación de la forma
 Moldeo de Corazón:Moldeo de Corazón:
 Proceso de silicato de sodio.-Proceso de silicato de sodio.- El material seEl material se
endurece al exponerlo al aire pero es lento paraendurece al exponerlo al aire pero es lento para
usarlo en alta producción se pasa bióxido deusarlo en alta producción se pasa bióxido de
carbono (gaseoso) o se mezcla un agentecarbono (gaseoso) o se mezcla un agente
catalítico como lo es el ferrosilicio. Tiempo decatalítico como lo es el ferrosilicio. Tiempo de
fregado 20 minutos.fregado 20 minutos.
 Proceso cemento Pórtland:Proceso cemento Pórtland: Es deEs de
proporción de 1 a 10 para moldes de altaproporción de 1 a 10 para moldes de alta
resistencia y buena permeabilidad. Este es unresistencia y buena permeabilidad. Este es un
proceso antiguo que proporciona resistencia a laproceso antiguo que proporciona resistencia a la
erosión, pandeo, uso fundiciones grandes yerosión, pandeo, uso fundiciones grandes y
pesadas.pesadas.

38. ModelosModelos
 El modelo.-El modelo.- Es una copia de la pieza a fundir.Es una copia de la pieza a fundir.
 Deberá ser sobredimensionadaDeberá ser sobredimensionada ya que se debeya que se debe
tener en cuenta la contracción de la misma una veztener en cuenta la contracción de la misma una vez
se haya enfriado a temperatura ambiente.se haya enfriado a temperatura ambiente.
 Se debe dar una sobremedida en los casos en elSe debe dar una sobremedida en los casos en el
que se dé un proceso adicional de maquinado oque se dé un proceso adicional de maquinado o
acabado por arranque de viruta.acabado por arranque de viruta.

39. ModelosModelos
 El uso del modelo determina el material a usarEl uso del modelo determina el material a usar ..
 Para la construcción del modelo, se puede emplearPara la construcción del modelo, se puede emplear
desde madera, yeso o plásticos como el uretano y eldesde madera, yeso o plásticos como el uretano y el
poliestireno expandido (EPS) hasta metales como elpoliestireno expandido (EPS) hasta metales como el
aluminio o el hierro fundido u otro materialaluminio o el hierro fundido u otro material
suficientemente fuerte para retener su forma ysuficientemente fuerte para retener su forma y
resistir el desgasteresistir el desgaste

40. ModelosModelos
 Debe tener ángulos de salida,Debe tener ángulos de salida, ángulos mínimos con laángulos mínimos con la
dirección de desmoldeo (la dirección en la que se extraerá eldirección de desmoldeo (la dirección en la que se extraerá el
modelo), con objeto de no dañar el molde de arena durante sumodelo), con objeto de no dañar el molde de arena durante su
extracción. Se recomiendan ángulos entre 0,5º y 2º.extracción. Se recomiendan ángulos entre 0,5º y 2º.
 ensayo y error.ensayo y error.

41. ModelosModelos
 Estas características del molde oEstas características del molde o
modelo generalmete se obtienen pormodelo generalmete se obtienen por
ensayo y error.ensayo y error.

42. ModelosModelos
 Uso Único.-Uso Único.- Misma pieza pero preparada,Misma pieza pero preparada,
cartoncillo (empaque de asbesto), hule rojocartoncillo (empaque de asbesto), hule rojo
(neopreno), papel cascaron, pegamento(neopreno), papel cascaron, pegamento
5000, pasta automotriz para el acabado.5000, pasta automotriz para el acabado.

43. ModelosModelos
 Poco Uso.-Poco Uso.- Usar materiales fácilesUsar materiales fáciles
de trabajar (madera), clavo, tornillo,de trabajar (madera), clavo, tornillo,
pasta para resanar.pasta para resanar.

44. ModelosModelos
 Mucho uso (metálico).-Mucho uso (metálico).- AluminioAluminio
ideal, acero.ideal, acero.

45. ModelosModelos
 Caja de moldeo.-Caja de moldeo.- Son cajas de caras abiertas en las cuales la laSon cajas de caras abiertas en las cuales la la
arena se compacta redondeando el modelo.arena se compacta redondeando el modelo.
 Contiene y soporta la arena durante el moldeo y permite la aperturaContiene y soporta la arena durante el moldeo y permite la apertura
del molde para la extracción del molde.del molde para la extracción del molde.
 Se alinean con pasadores y guías, cuando se requieren más de unaSe alinean con pasadores y guías, cuando se requieren más de una
línea de partición se usan los “cohetes” que no son más que otra cajalínea de partición se usan los “cohetes” que no son más que otra caja
externa, normalmente son de madera, si la pieza es grande se deja laexterna, normalmente son de madera, si la pieza es grande se deja la
caja puesta pero esta deberá ser de metal.caja puesta pero esta deberá ser de metal.

46. ModelosModelos
 Dibujo de las etapas con el modelo yDibujo de las etapas con el modelo y
sin el modelo…sin el modelo…
 NO ENCONTRE NINGUNA ASÍ QUE SENO ENCONTRE NINGUNA ASÍ QUE SE
LAS VOY A DEJAR DE TAREA.LAS VOY A DEJAR DE TAREA.