Fundición

Tipos de fundición

Una fundición es un proceso de fabricación que consiste en verter metal líquido en un molde para crear piezas metálicas con una forma y un tamaño específicos. Según el método de vertido del metal, los métodos de fundición se pueden clasificar en cuatro categorías principales: fundición en arena, fundición a la cera perdida, fundición a presión y fundición a baja presión.

• La fundición en arena es un proceso que combina arena, agua y arcilla para crear un molde para la fundición. Primero, el modelo se presiona en la mezcla de arena para crear una cavidad, luego se vierte el metal fundido en la cavidad, y después de que se enfría y solidifica, el molde se rompe para revelar la pieza fundida.
• La fundición a la cera perdida es un proceso que utiliza un modelo de cera recubierto con una cáscara cerámica para crear un molde para la fundición. El metal fundido se vierte entonces en el molde para crear la forma deseada. El proceso es conocido por su capacidad para producir piezas precisas e intrincadas y se utiliza comúnmente en las industrias aeroespacial, automotriz y médica.
• La fundición a presión es un método en el que el metal fundido se fuerza en una cavidad de molde bajo alta presión para crear una gama de piezas. Se utiliza típicamente con metales no ferrosos como el aluminio, el zinc y el magnesio.
• La fundición a baja presión se refiere a un método de fundición en el que el metal fundido se presiona en un molde irreversible a baja presión. El molde utilizado en la fundición a baja presión suele estar hecho de metal, lo que lo hace duradero y capaz de producir formas precisas.

Especificación y mantenimiento de la fundición

Las siguientes especificaciones también resaltan por qué el cuidado y el mantenimiento de la maquinaria de fundición son esenciales. De lo contrario, la máquina puede no alcanzar tales estadísticas.

• Capacidad de fusión por hora: Los hornos de fundición de inducción más pequeños pueden fundir más de 1.000 kg de metal por hora. Los tamaños más grandes pueden llegar a los 6.000 kg por hora. Esto se debe a que los hornos de fundición de inducción tienen control sobre la capacidad de fusión. Cuanto más potente sea la energía eléctrica de un horno, más metal podrá fundir en una hora.
• Eficiencia del combustible: Máquinas como el transportador de enfriamiento de la fundición tienen una eficiencia del 90%. Los hornos de fundición de inducción pueden oscilar entre el 85% y el 95% debido al tipo de metal que utilizan para fundirlos. El uso de gases, como el gas natural o el propano, hace que la eficiencia del combustible sea muy alta durante el proceso de fusión de los metales en un horno de fundición.
• Automatización: Las máquinas a menudo se estiman y se descubre que son más eficientes en la fundición de al menos 5.000 piezas en un ciclo de 24 horas, dependiendo de cuán automatizadas estén. Las máquinas de fundición totalmente automatizadas no requieren mano de obra humana. Las máquinas de fundición parcialmente automatizadas ayudan a disminuir la dependencia de la mano de obra humana.
• Tiempo de enfriamiento: Los tiempos de enfriamiento en una fundición pueden ser tan rápidos como de 20 a 30 minutos para metales de bajo punto de fusión como el aluminio y el latón. Para metales de punto de fusión más alto como el acero, la fundición de hierro y el bronce, el enfriamiento puede durar hasta 12 horas. El enfriamiento natural o artificial ayuda a aumentar el rendimiento de fundición de las fundiciones.
• Defectos: Si no se cuidan adecuadamente, las máquinas pueden crear defectos en la fundición. Estos pueden incluir poros, que son poros en la fundición, cavidades internas, inclusiones no metálicas, cavidades de retracción y poros de gas, por nombrar algunos. Las máquinas de fundición con defectos pueden provocar un desperdicio de hasta el 30% o más de la materia prima.

Estas especificaciones de las máquinas de fundición pueden cambiar si las máquinas no se cuidan y se mantienen adecuadamente. La negligencia puede conducir a mayores tasas de refinación y rechazo del metal que se utilizó para la fundición. Si se quiere que las máquinas de fundición duren muchos años, es necesario un mantenimiento regular y exhaustivo.

Importancia del mantenimiento de la maquinaria

Máquinas como la mezcladora de arena y la máquina de fundición de hierro deberán funcionar de forma óptima y producir fundiciones de buena calidad. La fundición de hierro ofrece resistencia al desgaste y alta durabilidad. Se puede utilizar en las industrias de la construcción, la minería, las tuberías, la automoción y la agricultura. El mantenimiento regular puede reducir el tiempo de inactividad de las máquinas hasta en un 90% y prolongar el ciclo de vida de estas máquinas en un 50% o más. Aquí tienes algunos consejos para el mantenimiento de la fundición:

• Lubricación: Esto es especialmente esencial para las piezas móviles. Sin engrasar y lubricar las piezas móviles y de rozamiento, las máquinas de fundición pueden hacer fundiciones que no se revisen correctamente.
• Agua: Las máquinas de enfriamiento a menudo requieren agua para ayudarlas durante el proceso de enfriamiento. El agua es esencial para mejorar el flujo adecuado del metal en las máquinas y evitar defectos de fundición como el fallo en el llenado del molde.
• Limpieza: Los hornos de fundición de inducción y otras máquinas de fundición pueden bloquearse con polvo, suciedad y residuos. Por lo tanto, deben limpiarse regularmente. Se utiliza maquinaria de limpieza especializada de fundición o productos químicos para limpiar la fundición.
• Ajuste de piezas: Con el tiempo, las piezas móviles en una fundición se desgastarán. Deberán reemplazarse, ajustarse o afinarse para que la fundición siga siendo precisa y suave.
• Inspección: La capacitación y la concienciación sobre la importancia del mantenimiento de la maquinaria de fundición pueden destacar e identificar las áreas que pueden utilizarse y que se necesitan para operar de forma eficiente.

Escenarios de maquinaria que utiliza fundiciones

Como componente fundamental de las máquinas de corte y conformado, las piezas mecánicas y mucho más, las fundiciones de metal y resina constituyen una base sólida para los equipos de alto rendimiento utilizados en diversas industrias.

• Minería: El servicio de equipos de bombeo, corte y trituración de servicio pesado en operaciones subterráneas y a cielo abierto está garantizado por el uso de fundiciones de hierro, acero y aleaciones. El apoyo para superficies todoterreno de alta tensión lo proporcionan las fundiciones sólidas en las ruedas y los ejes de los vehículos de carga, transporte y descarga.
• Agricultura: Para fortalecer las opciones automatizadas para tractores y labrado, se utiliza libre y eficientemente una mezcla de hierro y resina, incluyendo tres elementos. El diseño fiable pero sencillo de un tractor puede resistir el uso rígido y repetido de la maquinaria agrícola, lo que ayuda a garantizar la eficiencia de la triple fundición.
• Aeroespacial: Las fundiciones de aleación de alto rendimiento que pueden soportar condiciones de funcionamiento extremas se utilizan en metal y resina para crear piezas de avión, como los marcos resistentes y los fuselajes ligeros pero robustos. El grado de precisión que se requiere para estos instrumentos exige materiales de aleación y aleaciones no específicas para la industria aeroespacial, que se utilizan en el armazón y la fundición de dispositivos de medición y ensayo.
• Energía: La generación de energía a partir de fuentes renovables como la eólica, la hidroeléctrica y la biomasa, así como la nuclear, el carbón y el gas natural, depende de las fundiciones de aleación de hierro y acero para bombas, válvulas y turbinas, que deben tener resistencia a la corrosión y al desgaste para funcionar de forma duradera y fiable en entornos de alta temperatura y alta presión.
• Construcción: Los equipos de construcción pesados, como las excavadoras, las cargadoras y las trituradoras, dependen de las fundiciones metálicas para las piezas estructurales (por ejemplo, carcasas, marcos, soportes) y las piezas funcionales (por ejemplo, válvulas, bombas, engranajes) que deben soportar cargas pesadas y ciclos frecuentes.
• Automoción: Todo tipo de vehículos, incluidos los automóviles de pasajeros, los autobuses, los camiones y los vehículos especiales, dependen de las fundiciones de metal y aleación para los bloques de motor, las culatas, los cigüeñales, las carcasas de la caja de cambios, los cubos de las ruedas, los discos de freno, los componentes de la suspensión, etc., que ayudan a garantizar la seguridad, la fiabilidad y el rendimiento.
• En el escenario de casa inteligente, las fundiciones son importantes en muchos dispositivos de casa inteligente, como las cerraduras inteligentes, los termostatos inteligentes, los altavoces inteligentes, etc. Las soluciones de fundición ayudan a lograr la durabilidad estructural, la disipación de calor y la compatibilidad electromagnética.
• En el campo médico, las fundiciones se pueden aplicar en diversos dispositivos y equipos médicos, como instrumentos quirúrgicos, equipos de diagnóstico, ayudas para la rehabilitación, etc. La composición de la aleación puede cumplir los requisitos de biocompatibilidad, esterilización y precisión.

Cómo elegir una fundición

La selección de la fundición adecuada requiere una evaluación completa de las necesidades de la aplicación y las características de los diferentes materiales.

• Rendimiento:

  Evalúe los requisitos de rendimiento mecánico, térmico, eléctrico y magnético de la aplicación. Seleccione materiales que cumplan las necesidades específicas de rendimiento, como la resistencia, la resistencia a la corrosión o la resistencia al calor.

• Compatibilidad:

  Asegúrese de que el material de la fundición sea compatible con el entorno de uso previsto, incluyendo factores como la temperatura, la presión, la humedad y la exposición a productos químicos o sustancias corrosivas.

  确保铸造材料与预期使用环境相容，诸如诸如化学物质或腐蚀性物质的抵御力。

• Fabricabilidad:

  Considere la fabricabilidad de la fundición, incluyendo factores como la complejidad del diseño, los requisitos de tolerancia y el volumen de producción. Elija materiales que puedan producirse y fabricarse de forma eficiente para satisfacer las necesidades específicas del proyecto.

• Coste:

  Equilibre el rendimiento, la compatibilidad, la fabricabilidad y otros factores con los presupuestos del proyecto y las limitaciones de costes. Elija materiales que ofrezcan la mejor relación coste-eficacia sin comprometer la calidad y el rendimiento.

• Cadena de suministro:

  Considere la disponibilidad de los materiales de fundición y la fiabilidad de los proveedores. Asegúrese de que el material elegido se pueda obtener de forma oportuna y que los proveedores puedan proporcionar una calidad y un servicio constantes.

• Impacto ambiental:

  Evalúe el impacto ambiental del material de la fundición, incluyendo factores como la huella de carbono, la sostenibilidad de los recursos y la reciclabilidad. Elija materiales que se alineen con los objetivos de sostenibilidad ambiental y los compromisos de responsabilidad social corporativa.

• Gestión de riesgos:

  Identifique los riesgos potenciales asociados con el material de la fundición, como las interrupciones de la cadena de suministro, los cambios en la normativa o las incertidumbres de rendimiento. Desarrolle estrategias de mitigación de riesgos y planes de contingencia para garantizar el éxito del proyecto y minimizar los riesgos.

Preguntas frecuentes sobre la fundición

P1: ¿Qué significa la palabra fundir?

R1: Fundir significa verter o lanzar. En la fundición o la fabricación de moldes, materiales como el metal se calientan hasta que se vuelven fluidos y luego se vierten en un molde para que adquieran su forma.

P2: ¿Qué material se utiliza principalmente en la fundición?

R2: El material de fundición más común sigue siendo el hierro debido a su bajo coste, su abundante disponibilidad y su excelente fundibilidad. Otros materiales ferrosos utilizados son el acero al carbono, el acero de aleación, el acero para herramientas y el acero inoxidable.

P3: ¿Qué productos se pueden fabricar mediante fundición?

R3: El proceso de fundición se utiliza para fabricar miles de productos que se utilizan en la vida cotidiana, como fregaderos, bañeras, tuberías, herramientas de mano, bloques de motor, culatas, llantas de automóviles, cajas fuertes de metal, armas de fuego, juguetes y muchos más.

P4: ¿Es la fundición más resistente que la forja?

R4: En general, la forja es más resistente que la fundición porque la estructura interna de los artículos forjados tiene granos más finos debido a la deformación del metal calentado. Esto hace que los artículos forjados sean más resistentes al impacto y a la tensión. Sin embargo, algunas fundiciones a presión de alta presión pueden igualar la resistencia de las forjas.