Sintesis fundicion de metales

FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DEL NORTE
DIVISIÓN DE INGENIERÍAS
DEPARTAMENTO DE ING. MECÁNICA
PROCESOS DE FABRICACIÓN

BARRANQUILLA, FEBRERO DEL 2011

SINTESIS DE FUNDICIÓN
Un sistema de fundición normal se basa básicamente en los siguientes pasos:
El metal fundido es vaciado a través de un sistema de copa
Después fluye a través del sistema de alimentación (bebedero, mazarotas y canales dealimentación) en la cavidad del molde. El bebedero es una cavidad a través del cual el metal fundido fluye hacia abajo en el molde.
Los canales de alimentación son los canales del molde que conectan el bebedero con los ataques, los cuales corresponden a la porción del canal de alimentación a través de los cuales el metal fundido entra en la cavidad del molde.
Las mazarotas como depósito adicionalpara suministrar el metal fundido necesario para evitar la contracción durante la solidificación.
Una fundición con éxito requiere del diseño y control apropiado del proceso de solidificación para asegurar un flujo del fluido adecuado del sistema. Un sistema de alimentación bien diseñado evita o minimiza los problemas, tales como, un enfriamiento prematuro, turbulencia y trampas de gas.
En eldiseño de los canales de alimentación, son de interés 2 principios básicos de la mecánica de fluidos:
1. Teorema de Bernoulli.
Este teorema se basa en el principio de la conservación de la energía y relaciona la presión, la velocidad y la elevación del fluido en cualquier sitio en el sistema, si como las pérdidas por fricción en el mismo cuando está lleno de líquido.
h1+P1ρg+v122g=h2+P2ρg+v222g+fDonde los subíndices 1 y 2 representan 2 elevaciones diferentes, respectivamente, y f representa la perdida por fricción en el liquido al moverse este hacia abajo a través del sistema.
2. Continuidad.
La ley de la continuidad de masa dice que para líquidos no compresibles y en un sistema con paredes impermeables, la velocidad de flujo es constante, esto es:
Q=A1v1=A2v2
Donde Q es la velocidadde flujo, A es el área transversal de la corriente de liquido, y v es la velocidad promedio del liquido en dicho sitio.

Fluidez del metal fundido
La capacidad del metal fundido para llenar las cavidades del molde, se conoce como fluidez, la cual depende de las características del metal fundido y los parámetros del vaciado.
1. Características del metal fundido:
a. Viscosidad: la viscosidaddisminuye la fluidez
b. Tensión superficial: una elevada tensión superficial disminuye la fluidez. Las películas de oxido sobre la superficie del metal fundido tienen un efecto adverso sobre la fluidez, una película de oxido sobre la superficie del aluminio puro fundido triplica la tensión superficial.
c. Inclusiones: las inclusiones como partículas insolubles aumentan la fluidez.
d. Patrón desolidificación de la aleación: la fluidez es inversamente proporcional al rango de solidificación. Mientras el rango sea más corto (como es el caso de los metales puros y en los eutécticos) la fluidez será más elevada. Los metales con largos rangos de solidificación tienen menor fluidez.
2. parámetros de vaciado:
a. Diseño del molde: el diseño y las dimensiones de todas las partes que conforman elmolde tienen influencia sobre la fluidez.
b. Material del molde y sus características superficiales: mientras más elevada sea la conductividad térmica del molde y mas ásperas sean las superficies, menor será la fluidez del metal fundido, aunque el calentamiento del molde mejora la fluidez, alarga el tiempo de solidificación del metal y la fundición desarrolla granos grandes y por lo tanto unamenor resistencia.
c. Grado de supercalentamiento: El supercalentamiento mejora la fluidez al retrasar la solidificación.
d. Velocidad de vaciado: Mientras más lenta sea la rapidez del vaciado del metal fundido en el molde, menor será la fluidez debido a una velocidad de enfriamiento más alta.
Colabilidad: define la facilidad con la cual se puede vaciar un metal para obtener una pieza de buena...