Procesos De Fundicion

Capitulo II 2.2.2 FUNDICIÓN CENTRÍFUGA

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La fundición centrífuga se refiere a varios métodos de fundición caracterizados por utilizar un, molde que gira a alta velocidad para que la fuerza centrífuga distribuya el metal fundido en las regiones exteriores de la cavidad del dado. El grupo incluye: 1) fundición centrífuga real, 2) fundición semicentrífuga y 3) fundición centrifugada ocentrifugado. Fundición centrífuga real En la fundición centrífuga real, el metal fundido se vacía en un molde que está girando para producir una parte tubular. Ejemplos de partes hechas por este proceso incluyen tubos, caños, manguitos y anillos. Este método se ilustra en la figura 2.13. El metal fundido se vacía en el extremo de un molde rotatorio horizontal. La rotación del molde empieza en algunoscasos después del vaciado. La alta velocidad genera fuerzas centrífugas que impulsan al metal a tomar la forma de la cavidad del molde. Por tanto, la forma exterior de la fundición puede ser redonda, octagonal, hexagonal o cualquier otra. Sin embargo, la forma interior de la fundición es perfectamente redonda (al menos teóricamente), debido a la simetría radial de las fuerzas en juego.

FIGURA2.13 Disposición de la centrífuga real

La orientación del eje de rotación del molde puede ser horizontal o vertical, pero esta última es la más común. Para que el proceso trabaje satisfactoriamente se calcula la velocidad de rotación del molde en la fundición centrifuga horizontal. La fuerza centrífuga está definida por la ecuación:

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F=

mv 2 R

2.8

F mv 2 v2 GF = = = W Rmg Rg
Donde: F = fuerza (N) m = masa (Kg) v = velocidad (m/s) R = radio interior del molde (m) W = mg es su peso (N) g = aceleración de la gravedad (m/s ) El factor-G GF es la relación de fuerza centrífuga dividida por el peso La velocidad v puede expresarse como 2 RN / 60 =
2

2.9

RN / 30, donde Nvelocidad rotacional

rev/min. Al sustituir esta expresión en la ecuación (2.9) obtenemos

GF =

R(πN ) 30 g

2

2.10

Con un arreglo matemático para despejar la velocidad rotacional N y usando el diámetro D en lugar del radio, tenemos

N=
Donde: D = diámetro interior del molde (m) N= velocidad de rotación (rev/min)

30 2 gGF π D

2.11

Si el factor-G es demasiado bajo en lafundición centrífuga, el metal líquido no quedará pegado a la pared del molde durante la mitad superior de la ruta circular sino que “lloverá” dentro de la cavidad. Ocurren deslizamientos entre el metal fundido y la pared del molde, lo cual significa que la velocidad rotacional del metal es menor que la del molde. Empíricamente, los valores de GF = 60 a 80 son apropiados para la fundición centrífugahorizontal, aunque esto depende hasta cierto punto del metal que se funde Ejemplo 2.4 Velocidad de rotación en la fundición centrífuga real Se realizará una operación de fundición centrífuga real horizontal para hacer secciones de tubo de cobre de 0.3 m de longitud con un diámetro externo = 0.25 m y diámetro interno = 0.22 m ¿Qué velocidad de rotación se requiere, si se usa un factor-G de 65 parafundir la tubería? UMSS – Facultad de Ciencias y Tecnología Ing. Mecánica – Tecnología Mecánica II

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Solución: El diámetro interno del molde D = diámetro externo de la fundición = 0.25 m. Podemos calcular la velocidad rotacional requerida por medio de la ecuación (2.11) como sigue:

N=

30 2 ⋅ 9.81⋅ 65 = 681.69[rev / min ] π 0.25

En la fundición centrifuga vertical elefecto de la gravedad que actúa en el metal líquido causa que la pared de la fundición sea más gruesa en la base que en la parte superior. El perfil interior de la fundición tomará una forma parabólica. La diferencia entre el radio de la parte superior y del fondo se relaciona con la velocidad de rotación como sigue:

N=
Donde: L = longitud vertical de la fundición (m)

30

π

2 gl Ri2...