Fundición

ALUMINIO:

El aluminio es el elemento metálico más abundante en la Tierra y en la Luna, pero nunca se encuentra en forma libre en la naturaleza. Se halla ampliamente distribuido en las plantas y en casi todas las rocas, sobre todo en las ígneas, que contienen aluminio en forma de minerales de alúmino silicato. Cuando estos minerales se disuelven, según las condiciones químicas, es posible precipitar el aluminio en forma de arcillas minerales, hidróxidos de aluminio o ambos. En esas condiciones se forman las bauxitas que sirven de materia prima fundamental en la producción de aluminio.

El aluminio es estable al aire y resistente a la corrosión por el agua de mar, a muchas soluciones acuosas y otros agentes químicos. Esto se debe a la protección del metal por una capa impenetrable de óxido. A una pureza superior al 99.95%, resiste el ataque de la mayor parte de los ácidos, pero se disuelve en agua regia. Su capa de óxido se disuelve en soluciones alcalinas y la corrosión es rápida.

Su aplicación en la construcción representa el mercado más grande de la industria del aluminio. Millares de casas emplean el aluminio en puertas, cerraduras, ventanas, pantallas, boquillas y canales de desagüe. El aluminio es también uno de los productos más importantes en la construcción industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado. Muchos aviones comerciales y militares están hechos casi en su totalidad de aluminio. En los automóviles, el aluminio aparece en interiores y exteriores como molduras, parrillas, llantas (rines), acondicionadores de aire, transmisiones automáticas y algunos radiadores, bloques de motor y paneles de carrocería. Se encuentra también en carrocerías, transporte rápido sobre rieles, ruedas formadas para camiones, vagones, contenedores de carga y señales de carretera, división de carriles y alumbrado. En la industria aeroespacial, el aluminio también se encuentra en motores de aeroplanos, estructuras, cubiertas y trenes de aterrizaje e interiores; a menudo cerca de 80% del peso del avión es de aluminio. La industria de empaques para alimentos es un mercado en crecimiento rápido.
En las aplicaciones eléctricas, los alambres y cables de aluminio son los productos principales. Se encuentra en el hogar en forma de utensilios de cocina, papel de aluminio, herramientas, aparatos portátiles, acondicionadores de aire, congeladores, refrigeradores, y en equipo deportivo como esquíes y raquetas de tenis.
Existen cientos de aplicaciones químicas del aluminio y sus compuestos. El aluminio en polvo se usa en pinturas, combustible para cohetes y explosivos y como reductor químico.

Proceso de producción de piezas metalicas a través de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por métodos como el fundido a presión, la forja, la extrusión, el mecanizado y el laminado.

PROCESO GENERAL DE FUNDICIÓN:
La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen: arena, yeso, cerámica y metal. Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamenbte al estado liquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto el metal liquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición.

Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario para disipar una considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cavidad de molde y se establecen muchas de las propiedades y características de la fundición. Al enfriarse la fundición se remueve del molde; para ello pueden necesitarse procedimientos posteriores dependiendo del método de fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:
-El desbaste del metal excedente de la fundición.
-La limpieza de la superficie..
-Tratamiento térmico para mejorar sus propiedades.
-Pueden requerir maquinado para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida la microestrucura metalúrgica asociada.

VENTAJAS:

1. Amplia variedad de tamaños.


2. Geometrías de complejidad media y alta.


3. Válida para cualquier aleación media.


4. Piezas sin tensiones residuales.


5. Rápido, económico y flexible para series cortas o prototipos.

DESVENTAJAS:

1. Tolerancias dimensionales amplias.


2. Aspecto y calidad superficial pobre.


3. Piezas con resistencia mecánica reducida.


4. Cierta probabilidad de defectos.


5. Mano de obra cualificada y especializada.


6. Cadenas de producción bajas (artesanales).

MOLDES:

• Arena verde: Arena, arcilla y agua es el método mas económico para partes chicas. En este metodo tambien conocido como de capa seca, las superficies se secan con soplete, lo cual le da más resistencia al molde y son usadas para piezas mas grandes.


• Capa Fría:La arena se mezcla con aglutinantes orgánicos para dar mayor resistencia. Son dimensionalmente más precisos.

MODELOS:

Los modelos se usan para moldear la mezcla de arena a la forma de la fundición.

• Removibles: La arena comprimida alrededor del modelo el cual se extrae más tarde de la arena y deja una cavidad que se alimenta con metal fundido para crear la fundición.


• Desechables: Son hechos de poliestireno y en vez de extraer el modelo de la arena, se vaporiza cuando el metal fundido es vaciado en el molde.

Si los modelos se destruyen al elaborar la pieza, se dice que estos son disponibles o desechables; y si los modelos sirven para varias funciones se dice que son removibles.

VENTAJAS MODELOS DESECHABLES:

1. Para la fabricación de moldes sin maquina de moldeo se requiere menos tiempo.
2. No requieren de tolerancias especiales.
3. El acabado es uniforme y liso.
4. No requiere de pieza sueltas y complejas.
5. No requiere de corazones.
6. El modelo se simplifica notoriamente.

DESVENTAJAS DE MODELOS DESECHABLES:

1. El modelo es destruido en el proceso de fundición.
2. Los modelos son más delicados en su manejo.
3. No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico.
4. No se puede revisar el acabado del molde.