Catolica

CALENTAMIENTO


Para desarrollar la operación de fundición, el metal se calienta hasta una temperatura ligeramente mayor a su punto de fusión y después se vacía en la cavidad del molde para quese solidifique. En esta sección consideramos varios aspectos de estos dos pasos en la fundición.


Calentamiento del metal


Se usan varias clases de hornos, para calentar el metal a latemperatura necesaria. La energía calorífica requerida es la suma de 1) calor para elevar la temperatura hasta el punto de fusión, 2) calor de fusión para convertir el metal sólido a líquido y 3)calor para elevar al metal fundido a la temperatura de vaciado. Esto se puede expresar como:



H = rV {CS (Tm - To ) + H f + Ct (T p - Tm )}

2.1


Donde:


H =
r =

Cs =

Tm =T0 =


Calor requerido para elevar la temperatura del metal a la temperatura de fusión, (J)
Densidad, (Kg/m3)

Calor específico del material sólido, (J/Kg ºC)

Temperatura de fusión delmetal, (ºC)

Temperatura inicial, generalmente la ambiente, (ºC);


H f = Calor de fusión, (J/Kg)


Ct =

T p =

V =

Calor específico en peso del metal líquido, (J/KgºC)Temperatura de vaciado, (ºC)

Volumen del metal que se calienta, (m3).





Ejemplo 2.1: Calentamiento del metal para fundición.
Un volumen de 0.03 m3 de una cierta aleación eutéctica se vaa calentar en un crisol desde la temperatura ambiente hasta 100 ºC por encima de su punto de fusión. Las propiedades de la aleación son densidad = 4160 kg/m3, punto de fusión = 700 ºC, calorespecífico del metal = 343.32 J/kgoC en el estado sólido y 297.26 J/kgoC en el estado líquido; y el calor de fusión = 167120.85 J/kg. ¿Cuánta energía calorífica se debe añadir paraalcanzar el calentamiento, asumiendo que no hay pérdidas?

Solución: Si aceptamos que la temperatura ambiente en la fundición = 26 ºC y que las densidades en los estados líquido y sólido del...