Tecnología de MoldeoDISEÑO DE MOLDES Y MODELOS DE FUNDICIÓN

Introducción

Para realizar el moldeo con calidad es necesario conocer sus fundamentos.

Los factores más importantes a tener en cuenta son: Comportamiento de los metales

durante la solidificación Tipo de molde

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Solidificación de los Metales: Metales puros

Temperatura de fusión definida y concreta y se mantiene constante.

Cristalización comienza desde periferia hacia interior.

Capa pequeña exterior de granos pequeños.

Granos en forma columnar perpendicular a la superficie del molde.

Una sola fase.

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Solidificación de los Metales: Metales puros

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Solidificación de los Metales: Aleaciones de composición eutéctica

Temperatura de fusión definida y concreta.

Cristalización comienza desde periferia hacia interior.

Capa exterior pequeña de granos pequeños.

Granos en forma columnar pero de tamaño inferior a los metales puros

Velocidad enfriamiento mayor que en metales puros, formación de muchos bordes de grano

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Solidificación de los Metales: Aleaciones de composición eutéctica

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Solidificación de los Metales: Aleaciones con intervalo de

solidificaciónTemperatura de fusión NO definida coexisten sólido y líquido.

Cristalización comienza con una pequeña capa exterior de granos pequeños.

Luego granos en forma columnar desde exterior hacia el centro.

En el líquido se forman granos sólidos en todas las direcciones.

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Solidificación de los Metales: Aleaciones con intervalo de

solidificación

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Solidificación de los Metales: Aleaciones con intervalo de solidificación en aleaciones

eutécticasTemperatura de fusión NO definida coexisten sólido y líquido.

Cristalización pequeña capa exterior de granos muy pequeños.

Luego granos en forma columnar de composición eutéctica.

En el líquido se forman granos sólidos en todas las direcciones de composición proeutéctica.

Se crean planos de debilidad. Se deben redondear las esquinas de moldes.

Para conseguir granos equiaxiales se añaden agentes nucleantes.

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Solidificación de los Metales: Aleaciones con intervalo de solidificación en aleaciones

eutécticas

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Solidificación de los Metales: Según molde

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Velocidad de Solidificación

Ésta depende de la capacidad que tiene el molde a evacuar el calor (Conductividad calorífica)

Bajas velocidades forman granos grandes, altas velocidades forman granos más pequeños.

Si es extremadamente grande puede conseguir una estructura amorfa que generan propiedades anisotrópicas

Si el grano se reduce, la resistencia mecánica y ductilidad aumentan, así como la reducción de microporosidades. Pero tiende a agrietarse durante la solidificación.

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Tiempo de Solidificación

1.- Lo suficiente rápido para que el molde esté lleno de metal líquido, antes de que haya comenzado la solidificación en cualquiera de sus partes.

Depende de:• Fluidez del metal• Gradientes térmicos• Peso y forma de la

piezaPara que no se originen defectos debe ser:

También la solución por simulación por elementos finitos.

Según su forma el primero en solidificar es cubo, seguido de cilindro y por último la esfera.

2.- Lo suficiente rápido para que el calor radiante del metal líquido no origine defectos superficiales debidos a la dilatación de la arena.

Depende de:• Fluidez del metal• Gradientes térmicos• Peso y forma de la

piezaPara que no se originen defectos debe ser:

ELEGIR SIEMPRE EL TIEMPO DE LLENADO MÍNIMO ENTRE 1 Y 2

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Tiempo de Solidificación

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Flujo del Fluido

Un diseño y control adecuado de los conductos por dode fluye el metal fundido asegura un flujo correcto

Las condiciones que han de cumplir el sistema de alimentación es evitar en lo posible:

Enfriamientos prematuros

Formación de turbulencias

Formación de bolsas de gases

Formación de óxidos por contacto con el ambiente

La introducción de impurezas en el molde

Conviene en los canales atrapar la mayor parte de impurezas del fluido

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Flujo del Fluido

h= altura del fluido respecto de un plano de referenciav= velocidad del fluido a la altura h (Bernoulli)/ determinada sección (continuidad)P= presión hidrostática del fluido a la altura h= densidad del fluidog= aceleración de la gravedadS= sección transversal del conductoQ= caudal (Volumen/tiempo)

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Flujo del Fluido

Tipos de Flujo: Pueden ser laminar y turbulento. Los flujos turbulentos producen escorias y atrapan aire y gases en el fluido.

Hace falta diseñar adecuadamente los bebederos y canales de alimentación para disminuir estos efectos. Aunque los filtros también ayudan.