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Questions and Answers
¿Cuál es el producto obtenido al combinar el mineral con CO y calor?
¿Qué es el arrabio?
¿Cuál es el propósito de agregar caliza en el proceso de fundición?
¿Qué ocurre cuando el metal fundido cae a través del coque?
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¿Cuál es el producto de la reacción del coque encendido con aire?
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¿Qué es el coque encendido?
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¿Cuál es el propósito del aire caliente insuflado por las toberas?
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¿Qué es la ganga?
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¿Cuál es la fórmula para calcular la velocidad de flujo volumétrico de llenado del molde?
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¿Qué es el tiempo de llenado del molde?
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¿Cuál es la fórmula para calcular el tiempo de llenado del molde?
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¿Qué factor no influye en el cálculo del tiempo de llenado del molde?
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¿Cuál es la fórmula para calcular el tiempo de solidificación para moldes desechables?
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¿Qué factor influye en el cálculo del tiempo de solidificación?
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¿Cuál es la constante que depende del material empleado y la temperatura de la colada?
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¿Qué tipo de moldes se aplican las fórmulas para calcular el tiempo de solidificación?
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¿Qué es un conjunto de canales que conducen la aleación líquida?
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¿Cuál es la ventaja de la colada por el fondo o sifón?
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¿Qué ocurre con la erosión en la colada escalonada o por etapas?
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¿Cuál es el problema principal de la colada directa o por lluvia?
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¿Qué característica tiene la colada por la línea de partición del molde?
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¿Cuál es la ventaja de la colada por el fondo o sifón en comparación con la colada directa?
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¿Qué característica tiene la colada escalonada o por etapas?
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¿Qué sucede con el fondo del molde en la colada directa o por lluvia?
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¿Cuál es la característica principal de los hornos de crisol?
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¿Qué tipo de metales se suelen fundir en hornos de crisol?
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¿Qué tipo de hornos de fusión utilizan la convección y la radiación para calentar?
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¿Cuál es la ventaja de los hornos rotatorios?
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¿Qué tipo de hornos de fusión utilizan un arco eléctrico para fundir el material?
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¿Qué tipo de material se suele fundir en hornos de arco eléctrico?
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¿Cuál es la característica principal de los hornos de arco eléctrico de bóveda fija?
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¿Cuál es el rango de diámetro que pueden alcanzar los electrodos en los hornos de arco eléctrico?
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¿Cuál es la clasificación de los modelos?
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¿Qué tipo de modelos incluyen los enterizos y los divididos?
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¿Cuál es el nombre del tipo de modelos que se utilizan una sola vez?
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¿Qué características presentan los modelos simplificados?
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¿Qué materiales se utilizan para crear modelos recuperables?
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¿Qué es un modelo interno?
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¿Cuál es la función principal de los modelos?
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¿Qué tipo de modelos incluyen los esqueletos y los armazones?
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¿Cuál es una de las ventajas del conformado por moldeo?
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¿Cuál es una limitación del conformado por moldeo?
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¿Qué tipo de piezas se pueden fabricar mediante el conformado por moldeo?
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¿Cuáles son los riesgos asociados con el conformado por moldeo?
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¿Por qué es el conformado por moldeo considerado un proceso económico?
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¿Qué tipo de metales y aleaciones se pueden conformar mediante el conformado por moldeo?
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¿Cómo se produce la solidificación en los metales puros?
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¿Qué ocurre en el frente de solidificación de una aleación?
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¿Cuál es la forma en la que se produce la solidificación en los metales puros?
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¿Cuál es la característica principal de la solidificación en las aleaciones?
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¿Qué se forma en las paredes del molde en la solidificación de aleaciones?
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¿Cuál es la etapa final de la solidificación en las aleaciones?
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¿Cuál es la clasificación de los modelos que incluye a los naturales y simplificados?
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¿Cuál es la ventaja de utilizar modelos desechables?
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¿Qué factor se debe considerar en el diseño de los modelos?
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¿Qué tipo de modelos incluyen los esqueletos y los armazones?
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¿Cuál es el nombre del tipo de modelos que se utilizan una sola vez?
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¿Qué característica presentan los modelos simplificados?
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¿Cuál es la función principal de los modelos?
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¿Qué tipo de placa modelo es reversible?
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¿Cuál es el elemento del molde que se encarga de recibir el metal de la cuchara y dirigirlo al bebedero?
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¿Qué es el propósito principal del cono de colada?
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¿Qué tipo de materiales se utilizan para crear filtros en el molde?
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¿Qué es el bebedero en el molde?
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¿Qué es la mazarota en el molde?
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¿Cuál es la función principal de los canales de distribución en el molde?
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¿Cuál es el propósito del modelo en el proceso de moldeo?
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¿Qué características deben contener los modelos?
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¿Qué es necesario considerar al diseñar el modelo?
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¿Cuál es el propósito de los machos en el proceso de moldeo?
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¿Qué es el molde en el proceso de moldeo?
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¿Qué es el cubilote o crisol?
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¿Qué es el horno en el proceso de moldeo?
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¿Qué es el propósito de las cajas de machos en el proceso de moldeo?
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¿Cuál es el nombre del convertidor que toma su nombre de las ciudades austriacas Linz y Donavitz?
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¿Qué es lo que se inyecta a presión en la fase de soplado y afino del convertidor LD?
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¿Qué es lo que se adiciona en la fase de soplado y afino del convertidor LD para obtener la escoria adecuada?
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¿Qué es lo que determina, además de los mecanismos de solidificación, el calor de fusión?
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¿Qué es lo que ocurre con los materiales durante la fase de diseño?
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¿Qué es lo que ocurre en la fase 1 de la contracción?
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¿Qué es lo que ocurre en la fase 2 de la contracción?
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¿Qué es lo que ocurre en la fase 3 de la contracción?
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¿Cuál es el elemento básico del proceso de moldeo que se encarga de materializar los huecos en negativo?
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¿Qué es lo que se debe tener en cuenta al diseñar el modelo para el proceso de moldeo?
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¿Qué es el cubilote o crisol en el proceso de moldeo?
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¿Qué es el modelo en el proceso de moldeo?
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¿Qué es lo que se utiliza para crear los modelos recuperables?
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¿Qué es el propósito principal del modelo en el proceso de moldeo?
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¿Qué es lo que se encarga de materializar la pieza final en el proceso de moldeo?
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¿Qué es lo que se utiliza para crear el molde en el proceso de moldeo?
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¿Cuál es el elemento químico que se encuentra comúnmente en las fundiciones grises?
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¿Qué es lo que determina la idoneidad de un material para ser utilizado en fundición?
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¿Qué es lo que se puede modificar para afectar la fluidez de un material?
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¿Cuál es el nombre del proceso por el cual se transfiere calor a los alrededores durante la fundición?
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¿Qué tipo de aleaciones se caracterizan por contener cobre y estaño?
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¿Cuál es el nombre del método de ensayo para valorar la fluidez de un material?
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¿Qué tipo de aleaciones se caracterizan por contener hierro y carbono?
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¿Cuál es el nombre del tipo de aleaciones que se caracterizan por contener estañio y antimonio?
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¿Cuál es el propósito principal de utilizar enfriadores en el proceso de moldeo?
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¿Qué características deben tener las mazarotas en cuanto a su situación en la pieza?
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¿Qué es lo que se debe evitar al dimensionar la conexión de la mazarota a la cavidad?
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¿Qué ventaja tienen las mazarotas situadas sobre secciones planas?
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¿Cuál es el orden correcto de los pasos del proceso de moldeo?
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¿Qué factores influyen en el proceso de moldeo?
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¿Qué es lo que se busca al situar las mazarotas en las zonas de más difícil alimentación?
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¿Qué es lo que se debe evitar al conectar la mazarota a la cavidad?
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¿Cuál es el tipo de defecto que se produce cuando el metal líquido rodea un hueco y no se suelda al unirse con otra corriente?
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¿Qué es el darta?
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¿Cuál es el defecto que se produce cuando hay un desplazamiento del macho por presión metalostática?
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¿Qué es la exfoliación?
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¿Cuál es el defecto que se produce cuando hay un hundimiento de arena?
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¿Qué es la intermitencia?
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Study Notes
Hornos de Fusión
- Alto horno o cubilote: funciona con reacciones químicas que producen calor y gases, como coque + aire → calor + CO (gas reductor)
- La carga se coloca en capas alternas de mineral, coque y fundente (caliza), y se quema mediante aire caliente insuflado por toberas
- El metal fundido se recoge por la parte inferior, mientras que la escoria ácida y viscosa se neutraliza con caliza y se recoge por encima del metal fundido
Hornos de Crisol
- Se utilizan para fundir metales no ferrosos, sin contacto con el combustible ni otra atmósfera
- Consumen aceite, gas o carbón, y pueden ser fijos o de foso (extracción con cuchara) o basculantes (extracción por vuelco)
Hornos de Reverbero
- Son hornos de poca altura y gran longitud que calientan por convección y radiación
- Se emplean principalmente para fundir aleaciones no férreas (cobre y aluminio), y pueden ser hornos rotatorios que aumentan el rendimiento térmico y producen mezclas más homogéneas
Hornos de Arco Eléctrico
- Funden el material con el calor generado por un arco eléctrico, principalmente se utilizan para fundición de acero
- Pueden ser de arco directo o indirecto, y están formados por un gran recipiente cilíndrico forrado de material refractario
Clasificación de Modelos
- Existen modelos enterizos, divididos, completos, simplificados, perecederos o perdidos, y desechables
- Los modelos pueden ser naturales, simplificados, esqueletos, armazones o plantillas
- También se encuentran modelos internos y externos
Parámetros de Moldeo
- Tiempo de llenado: se calcula mediante la ecuación de continuidad, Q = v1 · A1 = v2 · A2
- Tiempo de solidificación: función del volumen de la fundición y su área exterior, según la regla de Chvorinov
Tipologías de Colada
- Canales de colada: conjunto de canales que conducen la aleación líquida hasta la cavidad del molde
- FORMAS PRINCIPALES DE COLADA:
- Colada directa o por lluvia
- Colada por la línea de partición del molde
- Colada por el fondo o sifón
- Colada escalonada o por etapas
- Cada forma de colada tiene ventajas y desventajas, como reducir turbulencias y erosión, o producir rechupes.
Conformado por Moldeo
- El conformado por moldeo ofrece facilidad y economía en la fabricación de piezas complicadas, como bloques de cilindros, culatas y bancadas.
- Es adecuado para piezas grandes y pequeñas, series cortas o largas, y para piezas finales o casi finales.
- Permite el empleo de metales y aleaciones no aptos para conformado por deformación o soldadura.
- Es un proceso económico en general, pero puede tener limitaciones como pobres propiedades mecánicas,_tolerance no estrechas y acabados pobres.
Solidificación
- La solidificación del material fundido a sólido se produce de manera diferente según sea un metal puro o una aleación.
- En metales puros, la solidificación se produce a una temperatura constante, con un cambio de estado en el punto de fusión.
- En aleaciones, la solidificación se produce en un rango de temperatura, no a una temperatura constante.
Elementos Básicos del Proceso de Moldeo
- La pieza se fabrica a partir de un modelo, que se utiliza para confeccionar el molde.
- El molde es el negativo de la pieza, y puede ser de diferentes tipos, como molde en arena.
- El cubilote o crisol es el recipiente que contiene el metal fundido.
- Los bebederos y mazarotas son elementos que permiten la entrada del metal fundido en el molde.
El Modelo
- El modelo es el prototipo de la pieza que se desea fabricar, modificado según el proceso de moldeo.
- Debe contener las características dimensionales de la pieza y se debe tener en cuenta el proceso y las consideraciones de diseño.
- El material del modelo depende del tipo de proceso de moldeo.
- Existen diferentes tipos de modelos, como modelos externos, internos, placas modelo y modelos desechables o permanentes.
Diseño de Modelos
- El diseño del modelo debe considerar la facilidad de desmodelado, la contracción del material, las creces para mecanizado y la posibilidad de evitar deformaciones durante el enfriamiento.
El Molde
- El molde tiene elementos típicos como bebedero, cono de colada, canales de distribución, ataque, mazarotas, macho o noyo y línea de partición o divisoria.
- El cono de colada y los filtros son importantes para facilitar el vertido del metal fundido y reducir turbulencias y remolinos.
Hornos de fusión: Convertidores
- Convertidores LD: Se nombran así por las ciudades austriacas Linz y Donavitz, donde se utilizó por primera vez.
- Fase de carga: se carga chatarra y arrabio.
- Fase de soplado y afino: se inyecta oxígeno a presión (10 a 14 atm) a través de un tubo refrigerado, se adiciona cal y ocasionalmente magnesita y espato de flúor para obtener la escoria adecuada.
- Fase de colada: se corta el oxígeno, se espera unos minutos para homogenizar el metal y se vuelca sobre la cuchara.
- El proceso en un convertidor LD de 150 t puede oscilar entre 45 y 55 minutos.
Mecanismos de solidificación
- La composición del metal determina los mecanismos de solidificación y el calor de fusión (cantidad de calor requerida para que el metal pase del estado líquido al sólido).
- Un mayor calor de fusión tiende a incrementar la medida de la fluidez en la fundición.
Contracciones volumétricas
- Al disminuir la temperatura, los materiales se contraen dimensionalmente.
- Durante la fase de diseño es necesario tener en cuenta las contracciones para sobre-dimensionar la cavidad del molde.
Materiales para fundición
- Aleaciones para fundición: fundiciones blancas, fundiciones grises, fundiciones atruchadas, aceros.
- Férreas: fundiciones ordinarias, fundiciones aleadas, fundiciones especiales.
- No férreas: aleaciones ligeras, aleaciones de magnesio, aleaciones de zinc, aleaciones anfitrión.
Temperaturas de fusión
- La temperatura de fusión determina la idoneidad de un material para ser utilizado en fundición.
Fluidez
- La fluidez determina la idoneidad de un material para ser utilizado en fundición.
- La fluidez es inversa a la viscosidad.
- Factores que afectan la fluidez: temperatura de vaciado, composición del metal, propiedades del metal líquido, calor transferido a los alrededores.
Elementos básicos del proceso de moldeo
- Pieza: Modelo que se desea fabricar.
- Molde: Negativo de la pieza.
- Modelo: Prototipo de la pieza que se desea fabricar, modificada atendiendo al proceso.
- Cajas de machos: Se utilizan para fabricar machos para moldes perdidos.
- Horno: Se utiliza para fundir el metal.
El modelo
- El modelo debe contener las características dimensionales de la pieza.
- Debe tenerse en cuenta el proceso y las consideraciones de diseño del tipo de proceso (contracciones, ángulos de desmoldeo, etc.).
- El material en el que se fabrica el modelo dependerá del tipo de proceso.
El molde
- Radios de acción de las mazarotas: Deben situarse en las zonas de más difícil alimentación.
- Recomendaciones generales para mazarotas: Deben situarse en zonas masivas de última solidificación, procurando que ésta sea dirigida desde la pieza hacia la mazarota.
Enfriadores
- Elementos metálicos para acelerar la solidificación en su radio de acción.
Proceso de moldeo. Parámetros
- Proceso de fundición: Diseño y fabricación de elementos del moldeo, preparar elementos de moldeo, fundir metal, colada, solidificación, desmoldeo.
- Desbastado, limpieza superficial, inspección, tratamiento térmico, mecanizado.
Defectos en piezas fundidas
- Defectos visibles: De forma (deformaciones, aplastamientos, etc.), de superficie (aspecto basto, inclusiones de arena, etc.), de conjunto de la pieza (intermitencia, piezas no llenas, etc.).
- Exfoliación: Desprendimiento de arena en la parte inferior que flota en la cara superior.
- Hinchazones por hundimiento de arena.
- Intermitencia: El metal líquido rodea el hueco y cuando se unen las dos corrientes, no se sueldan.
- Pieza incompleta por elevada altura de la caja superior.
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Description
Aprende sobre el funcionamiento de hornos de fusión, incluyendo reacciones químicas y cargas.
