¿Qué es el Fundición en arena

La fundición en arena es la técnica más utilizada en todo el mundo. especialmente Fundición en arena China será muy buen precio y alta calidad, Un flujo de proceso típico de la fundición en arena se muestra en el siguiente diagrama:

La arena se utiliza como material refractario en los sistemas de moldeo en arena. En el proceso de moldeo en arena, un aglutinante mantiene la forma del molde mientras se vierte el metal fundido. Hay una amplia gama de sistemas de arena/aglutinante que se utilizan en el sistema de moldeo en arena. La arcilla bentonita se utiliza hasta 4-10% de la mezcla de arena en los sistemas de arena verde, que es el sistema de fundición en arena más común. El agua, que representa alrededor de 2-4% de la mezcla de arena, activa el aglutinante. También se añade a la mezcla material carbonoso como el carbón vegetal (2-10% del volumen total) para proporcionar un entorno reductor. Ayuda a evitar que el metal se oxide durante el vertido. El 85-95% restante de la mezcla total contiene arena.

Otros procesos de moldeo en arena utilizan una serie de aglutinantes químicos: Los aglutinantes oleosos son mezclas de aceites animales, petroquímicos y vegetales. Algunos de los aglutinantes de resina sintética más populares son: ureaformaldehído, fenólicos, fenolformaldehído, urea-formaldehído/alcohol furfurílico, isocianato de alquilo e isocianato fenólico. Los aglutinantes de resina química se utilizan con frecuencia para los machos de fundición y, en menor medida, para los moldes de fundición.

Fundición en arena China

Cómo se hacen los patrones

La primera etapa para desarrollar una nueva pieza de fundición es el patronaje. El patrón no es más que una réplica del producto acabado. Generalmente, Proceso de fundición en arena es de madera, pero también puede utilizarse metal, plástico o yeso. Estos patrones son permanentes, por lo que pueden utilizarse para formar varios moldes. El patronaje es un proceso altamente cualificado y preciso que es fundamental para la calidad del producto final. Muchos talleres de patronaje modernos utilizan el diseño asistido por ordenador (CAD) para diseñar los patrones. Estos sistemas también pueden integrarse con herramientas de corte automatizadas que se controlan con herramientas de fabricación asistida por ordenador (CAM). Los machos se fabrican junto con el modelo para formar las superficies interiores de la pieza fundida. Estos se producen en una caja de machos, que es esencialmente un molde permanente que se desarrolla.

Cómo se fabrican los moldes

El molde se forma en una caja de molde con dos mitades que ayuda a extraer el patrón. Como los moldes de arena son de naturaleza temporal, cada vez hay que formar un molde nuevo para cada colada. La siguiente figura describe un molde de arena de dos partes típico:

Cuando el núcleo se introduce en la parte superior del horno, su quemador inicia inmediatamente el proceso de fusión.

El arrastre, la mitad inferior del molde, se realiza sobre una tabla de moldeo. Los machos necesitan más fuerza para mantener su forma durante el vertido. La precisión dimensional también debe ser mayor porque las superficies interiores son más difíciles de mecanizar, lo que hace que los errores sean costosos de corregir. Para formar los machos se utiliza uno de los sistemas de aglutinación química. Una vez insertado el núcleo, se coloca encima la mitad superior del molde o la coquilla. La interfaz entre las dos mitades del molde se denomina línea de separación. A veces se colocan pesos en la cofia, que ayudan a fijar las dos mitades.

El diseño de los moldes incluye un sistema de inyección diseñado para transportar el metal fundido sin problemas a todas las partes del molde. Este sistema suele constar de un bebedero, compuertas, correderas y elevadores. En el bebedero se vierte el metal. Las compuertas permiten que el metal entre en el sistema de canales. Las correderas transportan el metal fundido hacia la cavidad de colada. Las canalizaciones verticales pueden tener varias funciones, como respiraderos para permitir la salida de gases, depósitos antes de la cavidad de colada para ayudar a la solidificación progresiva y cavidades de desecho para permitir que el metal salga de la cavidad de colada a fin de garantizar su llenado y eliminar el primer metal vertido de la cavidad de colada, evitando así problemas de solidificación.

Fundir y verter

Muchas fundiciones ferrosas utilizan una elevada proporción de chatarra para componer la carga. Por ello, las fundiciones desempeñan un papel importante en la industria del reciclado de metales. También se recicla la chatarra generada internamente a partir de los patines y las bandas, así como el producto rechazado. La carga se pesa y se introduce en el horno. Las aleaciones y otros materiales se añaden a la carga para producir la fusión deseada. En algunas operaciones, la carga puede precalentarse, a menudo utilizando calor residual. A continuación se describen los hornos utilizados habitualmente en la industria. En los procesos tradicionales, el metal se sobrecalienta en el horno. El metal fundido se transfiere del horno a una cuchara y se mantiene hasta que alcanza la temperatura de vertido deseada. El metal fundido se vierte en el molde y se deja solidificar.

Enfriamiento y sacudida

El molde se transporta a una zona de enfriamiento inmediatamente después de verter el metal fundido. La pieza fundida debe enfriarse durante mucho tiempo, a menudo toda la noche, antes de poder desmoldarla. Las piezas pueden desmoldearse manualmente o mediante mesas vibratorias que sacuden el material refractario para separarlo de la pieza fundida. Para enfriar rápidamente las piezas fundidas, muchas fundiciones utilizan también baños de enfriamiento. Esto acelera el proceso y también ayuda a conseguir determinadas propiedades metalúrgicas. Para evitar la oxidación, el baño de enfriamiento puede contener aditivos químicos.

Recuperación de arena

Las fundiciones recuperan una parte importante de los residuos de arena para su reutilización interna. Esto reduce considerablemente la cantidad de arena que hay que comprar y eliminar. Por lo general, la arena de fundición se recupera mecánicamente. Los machos y los grandes trozos de metal se retiran mediante cribas vibratorias y los aglutinantes se eliminan por atrición en la que las partículas de arena se frotan entre sí.

Fundición en arena fina y los aglutinantes se eliminan mediante extracción y se recogen en un depósito de bolsas. En algunos sistemas, los metales se eliminan mediante imanes u otras técnicas de separación. En las operaciones que utilizan la recuperación mecánica, la tasa de reciclado suele limitarse a unos 70%.

Esto se debe a la necesidad de mantener una calidad mínima de la arena de fundición. Para las grandes fundiciones de hierro, en las que los requisitos de calidad de la arena de colada son menos estrictos, puede conseguirse una recuperación superior a 90% por medios mecánicos . En muchos procesos, la arena recuperada mecánicamente no tiene la calidad suficiente para utilizarse en la producción de machos. La recuperación térmica se está extendiendo en Queensland. El proceso de fundición de arena calienta la arena hasta el punto en que los materiales orgánicos, incluidos los aglutinantes, son expulsados. El proceso de fundición de arena puede devolver la arena a un estado "como nueva", lo que permite utilizarla para la fabricación de machos. La recuperación térmica es más cara que los sistemas mecánicos.

El proceso de fundición de arena también puede recuperarse mediante técnicas de lavado y fregado en húmedo. Estos métodos producen arena de gran calidad, pero no se utilizan habitualmente porque generan un importante flujo de residuos líquidos y requieren un aporte energético adicional para el secado de la arena. La cantidad de reutilización interna depende del tipo de tecnología utilizada y de los requisitos de calidad del proceso de fundición. Los procesos de regeneración, sobre todo los mecánicos, descomponen las partículas de arena, lo que puede afectar a la calidad de algunos metales. Además, en el caso de las técnicas de regeneración mecánica, las impurezas pueden acumularse en la arena con el tiempo, lo que obliga a desperdiciar una parte del material. Las grandes fundiciones de hierro no requieren una gran calidad de arena, por lo que suelen alcanzar el mayor índice de reutilización del sector. A menudo, la arena circula por la operación hasta que se reduce a polvo fino y se elimina mediante filtros de mangas.

Fettling, limpieza y acabado

Una vez enfriada la pieza de fundición, el sistema de inyección se retira con discos de corte abrasivos, sierras de cinta o dispositivos de corte eléctricos. Suele formarse un "destello de línea de partición" en la pieza fundida, que debe eliminarse mediante esmerilado o con martillos picadores. También puede ser necesario reparar las piezas fundidas mediante soldadura, soldadura fuerte o soldadura blanda para eliminar los defectos.

La pieza fundida puede someterse a operaciones adicionales de esmerilado y pulido para conseguir la calidad superficial deseada. A continuación, la pieza puede recubrirse con pintura o con una operación de acabado metálico como el galvanizado, el recubrimiento en polvo o la galvanoplastia.

Ventajas de la fundición en arena

Bajo coste de peaje.
El mayor tamaño de colada posible.
Mucho menos costoso que otras técnicas.
Capaces de mantener los detalles y resistir la deformación cuando se calientan.
El proceso es adecuado tanto para fundiciones de metales férreos como no férreos.
Maneja una gama de productos más diversa que cualquier otro método de fundición.
Produce tanto pequeñas piezas de fundición de precisión como grandes piezas de fundición de hasta 1 tonelada.
Puede lograr tolerancias muy estrechas si se consigue una compactación uniforme.
El tiempo de preparación del molde es relativamente corto en comparación con muchos otros procesos.
La relativa sencillez del proceso lo hace idóneo para la mecanización.
Se pueden alcanzar altos niveles de reutilización de la arena.
Produce menos residuos que otras técnicas.