Guía Procesos de Conformado (Arenas)

8/17/2019 Guía Procesos de Conformado (Arenas)

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MOLDEO EN ARENAS TIPO “B”

1.- Defina para la fundición en arena: a) modelo de arena en verde y uno de arena en seco

Arena en verde: El nombre proviene del hecho de que las arenas húmedas se utilizan en el

proceso de moldeo. Arena verde no es de color verde, pero "verde" en el sentido que se utiliza

en estado húmedo. Estos moldes desechables están hechos de arena húmeda que se utilizan

para hacer la forma del molde.

Arena seca:se fabrica con aglomerantes orgánicos en lugar de arcilla: el molde se cuece en una

estufa grande a temperaturas entre 204 C y 316 C. El cocido en una estufa refuerza el molde y

endurece la superficie de la cavidad. El molde de arena seca proporciona un mejor control

dimensional en la fundición que los moldes de arena verde. Sin embargo es más costoso y la

velocidad de producción es más reducida debido al tiempo de secado. Sus aplicaciones se limitan

generalmente a fundiciones de tamaño medio y grande y en velocidades de producción bajas.

2.- Mencionar los tipos de granos de arena con sus faltas principales o valores.

La forma de los granos permite establecer el probable comportamiento de la arena, este examen se

realiza en el microscopio. La distinción entre granos redondos o esferoidales y granos angulares es

puramente indicativa, de hecho no existen arenas con todos los granos esferoidales. El

redondeamiento es un fenómeno provocado por la acción abrasiva de un grano sobre otro.

Arenas gruesas.-las que pasan una malla de 5mm y son retenidas por otra de 2mm

Arenas medias.- las que pasan una malla de 2mm y son retenidas por otra de 0.5mm.

Arenas finas, las que pasan una malla de 0.5mm y son retenidas por otra de 0.02mm.

Agregados artificiales (arenas, confitillos, gravas, matatenas.)

Núm. Malla(mm)

Factor Retenido(gramos)

Productos %

6122030405070

100140200270

Fondo

3.3601.6800.8400.5900.4200.2970.210

0.1490.1050.0740.053

35

1020304050

70100140200300

00

0.51.88.0

17.011.0

3.51.00.30.00.5

001.03.6

16.034.022.0

8.03.00.60

300

00

1072

48013601100

490200840

Total (gr)Arcilla

43.6 87.2 40966.4 12.8

Gramos 50.0 100.0


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3.- ¿Qué características debe tener un molde?

En la fabricación del molde, los granos de arena se aglutinan por medio de una mezcla de arcilla y

agua. La proporción típica (en volumen) es 90% de arena, 7% de arcilla, 3% de agua. Se pueden

usar otros agentes aglutinantes en lugar de la arcilla, como resinas orgánicas (por ejemplo, resinas

fenólicas) y aglutinantes orgánicos (Por ejemplo, silicato y fosfato de sodio). Algunas veces seañaden a la mezcla de arena y aglutinante ciertos aditivos para mejorar propiedades como la

resistencia y permeabilidad del molde. Se usan varios indicadores para determinar la

calidad de la arena para el molde:

Resistencia: Capacidad del molde para mantener su forma

Permeabilidad: Capacidad del molde para permitir que el aires e caliente y los gases pasen

a través de los poros de la arena.

Estabilidad térmica: Capacidad del molde para resistir el agrietamiento cuando está en

contacto con el metal fundido.

Retractibilidad: Capacidad del molde para dejar que la fundición se contraiga

sin agrietarse.

Reutilización: ¿Puede reciclarse la arena del molde roto para hacer otros moldes?

4.- Dibuje un esquema de un molde típico y de los nombres de sus partes

Fundición típica con el sistema de

alimentación y mazarota. Los bebederos

sirven de depósito de metal fundido

suministrándolo a la pieza fundida conforme

ésta se contrae durante la solidificación.


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5.- ¿Qué tan gruesas o delgadas deben ser las secciones de un colado?

El espesor del cascarón se puede determinar con precisión mediante el control del tiempo que el

modelo está en contacto con el molde. De esta manera, se puede formar el cascarón con la

resistencia y rigidez requeridas para que soporte el peso del líquido fundido. Los cascarones son

ligeros y delgados (por lo general 5 mm – 10 mm, y en consecuencia sus características térmicas sondistintas de las de moldes más gruesos.

6.-¿Qué principios conducen a un bebedero eficiente en un molde?

El bebedero es el conducto que recibe el metal y lo lleva hacia el interior del molde; el extremodel bebedero tiene forma de cono para facilitar el proceso de verter el metal fundido.El orificio delmanguito de bebedero siempre tiene que ser más grande que la I.D. de la boquilla de la prensa.Normalmente el manguito de bebedero debería tener un orificio que sea unos 0.8 mm (1/32 ”)más grande que el orificio de la boquilla de prensa. La diferencia en diámetros ayuda al bebederoa desprenderse de la boquilla y la mitad estacionada del molde. Además de inspeccionar laalineación, la misma inspección dirá si la boquilla y el manguito de bebedero encajan bien o si

están dañadas y pueden causar escapes.

7.- ¿Qué son los venteos y los enfriadores?

Venteos: También llamados vientos, estos permiten el escape rápido decualquier gas que se genere durante el proceso de vaciado del molde. Losgases vienen de varias fuentes, la primera es el mismo aire que se encuentradentro del molde, algunos gases vienen en solución en el metal y emergen almomento de vaciar al molde, y finalmente, los gases que evolucionan delmolde y los corazones. Mientras que estos gases son un obstáculosignificativo para obtener una buena pieza, el remedio se encuentra entre las

consideraciones más fáciles y de bajo costo del proceso de fundición. Lacorrecta colocación del viento.

Enfriadores: La aceleración local del enfriamiento de una parte de la pieza

influye la estructura del metal vaciado (afinación del grano). Un enfriador no

reemplaza a un alimentador y no modifica la contracción, es un artificio que

permite orientar la solidificación de una pieza. Se admite que el enfriador

evacua la misma cantidad de calor que una superficie de arena tres veces más

grande, en el caso de las aleaciones ferrosas (enfriador metálico o de grafito).

8.- Mencionar 5 propiedades de la arena que son importantes en cualquier aplicación de arena en

verde para modelo.

Refractariedad.La refractariedad de una arena se determina por la temperatura a que puede someterse sin presentar

signos de fusión. La refractariedad viene establecida por el contenido de sílice, cuyas características,

por otra parte, resultan siempre modificadas por la presencia de otros elementos. El grado de


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refractariedad que se exige para una arena de fundición depende, naturalmente, del metal que deba

colarse: La arena para acero debe resistir temperaturas de 1350ºC a 1600ºC; las arenas para

aleaciones no ferrosas entre 80 a 1400ºC.

Cohesión ó resistencia.

La cohesión ó resistencia de una arena, es consecuencia directa de la acción del aglutinante y delporcentaje de humedad. La cohesión se puede establecer por las siguientes pruebas:

Resistencia al corte en verde (lb/pulg).

Resistencia a la compresión en verde (lb/pulg).

Estas pruebas nos indican si la arena, al moldearse, será capaz de soportar las fuerzas a que será

sometido el molde durante las diversas operaciones La resistencia al corte corresponde al índice de

plasticidad.

Permeabilidad.La permeabilidad es la propiedad que permite a la arena ser atravesada por los gases y que permite la

evolución de estos del molde en el momento de la colada. La permeabilidad tiene una gran

importancia, ya que si es escasa, nos provocaría un defecto llamado sopladura. La forma de los granos

influye, por regla general de manera opuesta a lo que podría creerse: Una arena de granos redondos

tiene, teóricamente un número de huecos menor que otra de granos angulares; pero en realidad la

segunda es más permeable que la primera, porque los granos angulares se comprimen unos contra

otros menos apretadamente que los granos redondos.

Fluidez.La fluidez de una arena se refiere a la capacidad que tiene esta, de llenar todos los huecos del molde

deslizándose hacia la superficie del mismo y no necesariamente en la dirección del atacado.

Moldeabilidad.La propiedad de una arena que determina la forma en que esa se dispersará dentro de un molde, se

llama moldeabilidad. Una arena con un alto índice de moldeabilidad, se dispersará fácilmente,

produciendo un molde con un mínimo deespacios en la superficie del mismo. A la inversa, una arena

con un índice bajo de moldeabilidad, se dispersará dentro de un molde con dificultad y la superficie

del mismo tendrá grandes espacios.

9.- ¿Cuál es la composición de la arena en verde?

La arena en verde es una composición de elementos como:

Arena de sílice o arena de cromita, arena de circón o, 75 a 85%, o de olivino, ostaurolite, o grafito.

Bentonita, de 5 a 11%

Agua, 2 a 4%

Lodo inerte de 3 a 5%

Antracita


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10.- ¿Cuáles son algunas de las herramientas de mano usadas por los moldeadores?

Como observamos en la imagen en este tipo de moldeo se utilizan palas, cinceles, martillos

moldes, pisones, entre otros aplanadores.

11.- Describa cómo se hace un molde típico

Como moldeo típico tomaremos el moldeo a mano. En el moldeo a mano, la arena, después de

airearse y tamizarse o disgregarse para evitar concentraciones locales de densidad, se aprieta o

apisona en capas sucesivas sobre el modelo. Si un molde, apretado de esta manera, pudiera

seccionarse y medirse las variaciones de densidad aparente o dureza, observaríamos que, en cada

capa de arena que se ha apretado, existe una variación de esta, aunque la variación sería

aproximadamente igual para todas las capas, es decir, la variación de densidad se mantendría dentro

de ciertos límites iguales, a través de todo el molde.

12.- Describa los principios de operación de los tres tipos generales de las máquinas de moldeo.

Realizan parcial o totalmente el ciclo de operaciones descrito en el moldeo a mano. Las primerasque se construye ron sólo extraían el modelo (máquinas de desmoldear) evitando el deterioro yreparación del molde. Posteriormente, para disminuir la fatiga de los operarios y aumentar laproductividad se sustituyó el atacado a mano por el mecánico y se construyeron las máquinas demoldear. En la actua lidad, se ha llegado a un grado de perfeccionamiento tal que, con máquinasautomáticas se dosifica y carga la arena, se retira el modelo y, por último se cierran las cajas y seles deja listas para la colada.


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a)

Moldeo por sacudidas.

Este tipo de moldeo la caja se sujeta a la placa modelo se llena de arena y se eleva, dejándose

caer desde cierta altura. En su caída, se detiene bruscamente y por el efecto del peso de la

arena superior sobre la inferior, esta se apisona. Así se consigue apretar la arena, esto se

repite cierto número de veces, hasta obtener el molde. El moldeo por sacudidas tiende a dar

durezas mayores y más uniformes conforme la distancia entre la parte superior del modelo yla placa de la máquina disminuyen. Por lo tanto, en los moldes en que hay depresiones

profundas y estrechas, este método no es adecuado y cuando llega a emplearse en estos

casos, el moldeador se ayuda generalmente con un pequeño apriete manual en esas partes.

b)

Moldeo con prensado Constan de una pla tina o tablero sobre la que se fija la placa modelo. Encima de ella se sitúa lacaja de moldeo y sobre ésta el marco de realzado o relleno. La caja y el marco se llenan de arenade moldeo y se comprime. Posteriormente, se retira el plato, el marco de realzado y se efectúa eldesmoldeo.El grado de compresión de la arena debe ser el necesario para que no se desmorone al retirar el

modelo, ni se produzcan deformaciones durante la colada. Un grado de compresión excesivoreduce la permeabilidad y, en consecuencia, impide la salida de los gases durante la colada. Paraconseguir el mismo efecto en modelos con superficies a distintas alturas se pueden emplear lossiguientes métodos:

1) Perfilado de la arena en el realzado.2) Perfilado del tablero de compresión, con huecos que se corresponden con los relievesdel molde. La compresión se efectúa sobre el realzado lleno de arena hasta el nivelsuperior y, una vez realizada, se retira con una regla la arena que sobrepasa el nivel delplano de la caja de moldeo.3) Un tablero de presión previa, que presenta huecos en correspondencia con los relievesdel modelo. La compresión se realiza en las fases: a) Se comprime con el tablero T, sujetoal plato, hasta la posición T la arena que llena el realzado hasta el nivel superior; b) Seretira el plato, se quita el tablero T y se llena el hueco que ha dejado hasta el nivel superiordel realzado; c) Se comprime de nuevo, con el plato, toda la superficie de la arena. Paraque el grado de compresión sea el mismo alrededor del hueco del molde.


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c) Proyección centrífuga de la arenaSe emplean para moldear piezas muy voluminosas, que por otrosprocedimientos requerirían máquinas muy pesadas y costosas. Con ellas elatacado de la arena se consigue lanzándola a gran velocidad contra el

modelo y contra las capas sucesivas de la misma.Tienen la ventaja sobre las anteriores de que no necesitan las placasmodelo y que pueden emplearse para cualquier tipo de moldeo, donde lamáquina realiza la operación de atacado con más rapidez que en losmétodos manuales y con menor fatiga de los operarios. Las máquinas porproyección pueden ser estacionarias o transportables; en ambas la partefundamental es la cabeza de expulsión

13.- ¿Cuáles son las siete propiedades esenciales de un corazón?

La fabricación de los corazones, que puede ser bajo varios procesos, es una operación importante y

decisiva para la obtención de una pieza con las propiedades y características deseadas, por lo que

debe controlarse muy de cerca su elaboración.

Un corazón debe ser:

I. Permeable. Capacidad de la arena para permitir que escapen los vapores.

II. Refractario. Capacidad de soportar alta temperaturas.

III. Facilidad de colapso. Habilidad para disminuir el tamaño conforme se enfría el colado y se

contrae.

IV. Resistencia en seco. Para que no se erosione y sea arrastrado o cambie de tamaño cuando

este rodeado del metal fundido.

V. Facilidad de colapso. Habilidad para disminuir el tamaño conforme se enfría el colado y se

contrae.

VI. Friabilidad. Facilidad para desmoronarse y eliminarse con facilidad del colado.

VII. Debe tener una tendencia mínima a generar gases.


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14.- ¿Cuáles son los dos tipos principales de modelos y cómo se operan?

Moldeo a mano. En el moldeo a mano, la arena, después de airearse y tamizarse o

disgregarse para evitar concentraciones locales de densidad, se aprieta o apisona en capas

sucesivas sobre el modelo. Si un molde, apretado de esta manera, pudiera seccionarse y

medirse las variaciones de densidad aparente o dureza, observaríamos que, en cada capa dearena que se ha apretado, existe una variación de esta, aunque la variación sería

aproximadamente igual para todas las capas, es decir, la variación de densidad se mantendría

dentro de ciertos límites iguales, a través de todo el molde.

Moldeo mecánico. En el moldeo automático con máquina, hay que tener en cuenta un factor

de gran importancia y es el de trabajar con cajas de dimensiones lo suficientemente grandes,

a fin de dejar el espacio adecuado entre modelo y pared de la caja. En el moldeo a mano el

espacio puede ser menor. Naturalmente, estos factores dependen de la plasticidad de la

arena, anchura de parte vertical más próxima a la caja y de la superficie más o menos lisa del

modelo.

15.- De qué materiales se hacen los modelos y cuáles son las ventajas de cada material?

Proceso al silicato de sodio

El material del molde en el proceso al silicato de sodio es una

mezcla de arena y de silicato de sodio (1.5 – 6%) como aglutinante.

La mezcla se compacta alrededor del modelo y se endurece

soplando dióxido de carbono (CO2) a través de él. Este proceso,

también se conoce como arena curada con silicato o proceso al

dióxido de carbono, se utilizó por primera vez en los años de 1950,y ha sido posteriormente desarrollado por ejemplo, utilizando otros

productos químicos como aglutinantes. Los corazones elaborados

con este proceso reducen la tendencia de las piezas a agrietarse

debido a su adecuación a altas temperaturas.

Moldeo con grafito compactado

En este proceso se utiliza el grafito compactado para fabricar moldes para

colar metales reactivos como el titanio y el zirconio. No se puede utilizar

arena porque estos metales reaccionan vigorosamente con la sílice. Los

moldes se compactan de una manera similar a los moldes de arena, se

secan al aire, se hornean a 175ºC, se queman a 870ºC y después se

almacenan a humedad y temperaturas controladas. Los procedimientos

de fundición son similares a los de los moldes en arena.


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FUNDICIÓN EN MODELO CONSUMIBLE (poliestireno expandido)

El proceso utiliza un modelo de poliestireno, mismo

que se evapora en contacto con el metal fundido para

formar una cavidad para la fundición. El proceso

también se conoce como fundición de modeloevaporado o de modelo perdido, y con el nombre

comercial de proceso de molde lleno. Este proceso se

ha convertido en uno de los procesos de fundición

más importante para los metales ferrosos y no

ferrosos, en particular para la industria automotriz.

FUNDICIÓN EN MOLDE DE YESO

En este proceso el molde se hace de yeso (sulfato de calcio), con

la adición de talco y harina de sílice para mejorar la resistencia y

controlar el tiempo requerido para el curado del yeso, estoscomponentes se mezcla con agua, y el barro resultante es vaciado

sobre un modelo.

FUNDICIÓN EN MOLDE CERÁMICO

El proceso de molde cerámico, es similar al proceso

de yeso, con la excepción que utiliza materiales

refractarios para el molde adecuados para

aplicaciones de altas temperaturas. El barro es una

mezcla de zirconio de grano fino (ZrSiO4), óxido de

aluminio y sílice fundido, que se mezclan con agentes

aglutinantes y se vacían sobre el modelo mismo que

ha sido colocado en una caja de moldeo.

16.- ¿Cuál es la diferencia entre una arena natural y sintética para el modelo?

Las arenas sintéticas con respecto a las arenas naturales son más económicas, presentan

mayor uniformidad en el tamaño y distribución del grano, por lo cual pueden controlarse más

eficientemente. Las arenas naturales se caracterizan por las grandes cantidades de finos que aumentan con su

uso en la fundición, lo que provoca un aumento en la cantidad de agua para su preparación,

disminuyendo la permeabilidad y punto de fusión de la arena.

Las arenas sintéticas tienen una mayor permeabilidad en los moldes, los moldes pueden

apisonarse más fuertemente, reduciendo el problema de arrastre de arena, fracturas y otros

defectos asociados con los aprietes flojos.


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Las arenas sintéticas tienen más alta refractariedad, por lo cual se obtienen piezas más

limpias y permite elevar a altas temperaturas el metal para el vaciado de piezas con

espesores pequeños.

Las arenas sintéticas son más durables y económicas, porque para reacondicionarse el

sistema se requiere adiciones bajas de aglutinantes, siendo posible un control más estrecho y

disminuyendo así la posibilidad de rechazar una pieza.

17.- ¿Qué factores afectan la permeabilidad en verde, la resistencia en verde y la resistencia en

seco de una arena y cómo?

1) resistencia, capacidad del molde para conservar su forma y resistir la erosión ocasionada por elflujo de un metal fundido; depende de la forma del grano, cualidades adhesivas del aglutinante, yotros factores2) permeabilidad , capacidad del molde para permitir que pasen el aire y los gases calientes através de los vacíos de la arena, durante la operación de fundido3) estabilidad térmica, característica de la arena en su superficie de la cavidad del molde para

resistir el agrietamiento y la deformación ante el contacto con el metal fundido

18.- ¿Cómo se hace el modelo en cáscara?

En este proceso:

a. Un modelo montado hecho de un metal ferroso o de aluminio es calentado a 175ºC – 370ºC;

b. Es recubierto con un agente separador como silicón

c. Se sujeta a una caja o una cámara.

La caja contiene arena fina mezclada con 2.5 a 4% de aglutinante de resina

termoestable (como el fenolformaldehído), que recubre las partículas de arena.

La caja se voltea o la mezcla de arena se sopla sobre el modelo, permitiendo que

la arena recubra dicho modelo.

El cascarón se endurece alrededor del modelo y es retirado de éste mediante botadores o bujes

incorporados. De esta manera se hacen dos medios cascarones, mismos que se pegan o se sujetan en

preparación para el vaciado.

19.- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del modelo en cáscara?

Ventajas:

Se puede formar el cascarón con la resistencia y rigidez requeridas para que soporte el peso

del líquido fundido.

Los cascarones son ligeros y delgados (por lo general 5 mm – 10 mm, y en consecuencia sus

características térmicas son distintas de las de moldes más gruesos.


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Desventajas:

La arena del cascarón por lo general tiene una menor permeabilidad que la arena que se

utiliza para el moldeo en arena verde, ya que para el moldeo en cáscara se utiliza una arena

de un tamaño de grano mucho más pequeño.

La descomposición de la arena utilizada, regularmente produce un alto volumen de gas, amenos que los moldes estén correctamente ventilados, el aire y el gas atrapados pueden

causar serios problemas en el moldeo en fundiciones ferrosas.

20.- ¿Por qué método pueden compactarse los moldes de arena?

El proceso de compactación se lleva a cabo con métodos diferentes. El más simple es golpear conla mano, lo que lleva a cabo un trabajador de la fundición. Además, se han inventado diversasmáquinas para mecanizar el procedimiento de compactación. Éstas operan con distintosmecanismos, entre ellos:

1) Comprimir la arena alrededor del modelo por medio de presión neumática2) Ejecutar una acción de golpeteo en la que la arena, contenida en la caja de moldeo con el

modelo, se deja caer repetidas veces a fin de que se comprima en su sitio3) Realizar una acción de lanzamiento en la que los granos de arena chocan a gran velocidad

contra el modelo.

21.- ¿Qué función tienen los respiradores?

Los respiraderos tiene como función permitir el flujo hacia el exterior del aíre y gases que seacumulan durante el proceso de fundición en el interior del molde. Permiten que se realice unbuen proceso de llenado de la cavidad.

22.- Describa la manera cómo se hace un molde típico (con dibujos).


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23.- ¿Cuáles son las tres propiedades más importantes de la arena de corazones?

Para la preparación de mezclas de moldeo y para machos se emplean con más frecuencia arenas

cuarzosas, las cuales están bastante difundidas en la naturaleza y por ende son más baratas que

otras y poseen las propiedades necesarias, en donde la principal es el poder refractario.

24.- ¿Defina qué es un corazón?

El corazón o macho es toda aquella porción del molde preparada por separado y que el objeto de

crear un hueco al insertarse en el molde.

El corazón es una sección costosa del molde, ya que hay que utilizar siempre una nueva arena para

controlar mejor sus propiedades, tales como: Resistencia al choque con el metal al ser vertido en el

molde, resistencia a la abrasión, permeabilidad colapsibilidad o desmoronado, resistencia a las altas

temperaturas (refractariedad) y elasticidad (para permitir la libre contracción de metal solidificante).

25.- ¿Por qué es esencial el uso de corazones?

Los corazones van colocados en el molde sobre unas plantillas de apoyo, a fin de evitar movimientosdel corazón durante el vaciado del metal líquido al interior del molde. Las cajas de corazones seconstruyen de madera y de metal. Suelen hacerse cajas de corazones múltiples para alta producción ycajas complicadas con paredes móviles para corazones difíciles.

26.- ¿Cómo y por qué razón se hornean los corazones?

Todo corazón fabricado bajo este proceso requerirá estufarse a una temperatura de 400 a 500ºC para

que la mezcla de arena-aceite fragüe, de tal forma que adquiera las propiedades deseadas; tal

operación puede llevarse a cabo en una estufa eléctrica o de gas.

27.- ¿Por qué es la contracción y de qué manera se aplica esta a un modelo?

Este defecto es una depresión de la superficie o un hueco interno en la fundición debido a la

contracción por solidificación que restringe la cantidad de metal fundido disponible en la última

región que solidifica. Ocurre frecuentemente cerca de la parte superior de la fundición, en cuyo caso

se llama rechupe. El problema se puede resolver frecuentemente por un diseño apropiado de la

mazarota.


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28.- Describa un horno de tipo de crisol para la fundición de materiales no ferrosos

Son aquellos que están sobre dos brazos que hacen que estén en alto o sea

basculante para su trabajo, el crisol no se puede retirarse del horno. Puesto que

son usados para refinaciones de metales no ferrosos, tales como escorias de

aluminio o fundir una aleación especial y su vaciado es basculando el horno haciadelante y hacerlo en lingotes permanentes o sea lingoteras, para que el metal

solidifique y de una cierta forma en un sólido. Estos hornos pueden ser calentados

por medio de gas natural, diesel o petróleo. A estos hornos también se les conoce

como hornos estacionarios basculantes, en la cual el crisol es de grafito

comprimido y se usan comúnmente para la fusión de aleaciones de aluminio. Una

ventaja de estos hornos es que la superficie del metal está expuesta a la atmósfera en lugar de los

gases del horno, de los cuales podría disolver hidrógeno causando fallas en la calidad del metal

vaciado resultante.

29.- ¿Cuáles son las dificultades en la fusión y vertido del aluminio y cómo se vencen?

Recientemente se han comenzado a fabricar y emplear ciertas fundiciones con aluminio. Sinembargo, en la actualidad todavía su empleo es muy limitado, porque su fabricación es muy difícil.La adición de cantidades de aluminio superiores al 6.5% hace desaparecer el grafito en lasfundiciones y hace que aparezca la matriz formada por ferrita y carburos complejos. Estaestructura ferrítica como la de las fundiciones al silicio es inoxidable y resistente al calor.

30.- ¿Cuáles son los constituyentes de hierro colado y cómo varían en los hierros colados gris,

blanco, maleable y nodular.

Las características de estos hierros fundidos se pueden considerar intermedias entre los hierros

grises y los hierros fundidos nodulares, siendo los hierros maleables con matriz perlítica los másresistentes, pero un poco menos dúctiles. Poseen buena resistencia al desgaste, al impactotérmico, excelente maquinabilidad y poca capacidad de ser soldados especialmente los de matrizperlítica.31.- ¿Cuáles son los efectos de hierro colado de:


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32.- Describa tres funciones posibles de los fundentes en la fusión

Los fundentes tienen varias funciones, dependiendo del metal, por ejemplo:

Para las aleaciones de aluminio hay fundentes de cobertura

Fundentes de limpieza

Fundentes de escoria, fundentes de refinación

Fundentes para la limpieza de la pared.

33.- Describir brevemente los dos métodos de hacer fundiciones en dado

Fundición por dado impresor o forja de metal líquido: La presión aplicada por el punzón mantiene

los gases atrapados en solución y el contacto a la alta presión en la interfaz dado-metal promueve

una rápida transferencia de calor, resultando en una fina microestructura con buenas propiedades

mecámicas. La aplicación de la presión también resuelve problemas de alimentación que se

pueden presentar al fundir metales con un rango de congelación grande. Las presiones que se

requieren en la fundición por dado impresora son inferiores a la forja en caliente o en fríocorrespondientes.

34.- ¿Qué ventajas tienen los hornos eléctricos sobre los de combustible?

a). Mayor rapidez en producción de calor

b). Temperaturas muy elevadas

c). Facilidad de regular la temperatura

d). Productos muy limpios

e). No se producen gases nocivos

f). Se puede controlar la atmósfera del horno

g). Mejor control de los elementos aleantes

h).Pueden obtenerse temperaturas muy elevadas hasta de 3500ºC en algunos tipos de

hornos eléctricos.

i). Puede controlarse la velocidad de elevación de temperatura y mantener esta entre límitesmuy precisos con reguladores completamente automáticas.

j). La carga queda por completo libre de contaminación del gas combustible.

k). Puede controlarse perfectamente la atmósfera en contacto con la masa fundida,

haciéndola oxidante o reductora, e incluso en algún tipo de horno puede operarse en vacío.

l). Tienen mayor duración los revestimientos que en los demás tipos de hornos.

m). Se instalan en espacios reducidos


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DEFORMACIÓN PlÁSTICA TIPO “C”

1.- ¿Cómo actúa un metal arriba de su temperatura de cristalización?

Entra en una etapa de formación de granos libres de deformación. Estas propiedades son afectadas

por la temperatura. Alcanzada esta temperatura la ductilidad se incrementa y la resistencia a la

fluencia se reduce cuando se aumenta la temperatura de trabajo.

2.- ¿Cuáles son las ventajas para el trabajo en caliente de los metales?

La ventaja más significativa del trabajo en caliente es la capacidad de producir deformacionesplásticas sustanciales del metal

Disminución de la resistencia a la deformación, por lo tanto es más fácil de trabajar y usamenos energía o fuerza

Aumento de la ductilidad Las temperaturas elevadas aumentan la difusión que puede eliminar o reducir

inhomogeneidades químicas Los poros pueden reducir de tamaño o cerrar por completo durante la deformación En el acero, el débil, dúctil microestructura de austenita, la cara cúbica centrada se

deforma en lugar de la fuerte microestructura de ferrita centrada en el cuerpo-cúbicoencontrado a temperaturas más bajas

3.- ¿Cuáles son las desventajas del trabajo en caliente de los metales?

Reacciones adversas entre el metal y la atmósfera circundante Mal acabado superficial

Menos tolerancias precisas debido a la contracción térmica y la deformación deenfriamiento desigual Estructura de grano puede variar a lo largo del metal por diversas razones Requiere una unidad de calentamiento de algún tipo, como un horno de gas o diesel o un

calentador de inducción, que puede ser muy caro

4.- ¿Por qué razón se trabajan los metales en frío?

Para el trabajo en frio el cambio de forma es menos severo y ahí la necesidad de mejorar laspropiedades mecánicas o alcanzar un buen acabado en la parte final. Las operaciones de trabajoen frio se pueden usar no solamente para dar forma al trabajo, sino también para incrementar suresistencia

5.- Explique lo que sucede cuando se trabaja un metal en frío

a) El metal posee dislocaciones en su estructura cristalina.b) Cuando se aplica una fuerza sobre el material, las dislocaciones se desplazan causando la

deformación plástica.c) Al moverse las dislocaciones, aumentan en número.


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d) Al haber más dislocaciones en la estructura del metal, se estorban entre sí, volviendo más difícilsu movimiento.

e) Al ser más difícil que las dislocaciones se muevan, se requiere de una fuerza mayor paramantenerlas en movimiento. Se dice entonces que el material se ha endurecido.

6.- ¿Qué son los esfuerzos residuales y por qué suceden?

La variación en la temperatura y la resistencia en diferentes regiones de la pieza de trabajoproducen patrones de flujo irregular en el metal durante la deformación esto conduce a laformación de esfuerzos residuales y al posible agrietamiento superficial.Una causa muy importante de los esfuerzos residuales es el enfriamiento desigual que sufren losperfiles después de haber sido laminados en caliente,

7.- ¿Por qué se recose el metal trabajado en frío?

La capacidad para trabajo en frío ulterior, debe ser restaurada con un proceso de recocido,

controlándose la temperatura durante el recocido, de manera de que un tamaño de grano seobtengan buenas propiedades mecánicas. El grado de trabajo en frío en el paso final por losrodillos, queda controlado para dar al producto la combinación deseada de endurecimiento portrabajo, resistencia u utilidad.

8.- Describa lo que ocurre en un metal cuando se lamina.

Es un proceso de deformación por compresión en el cual el espesor de una plancha o placa sereduce por medio de herramientas cilíndricas opuestas llamadas rodillos. Los rodillos giran paraestirar la placa y realizar el trabajo dentro de la abertura entre ellos y comprimirla.

El acero permanece en las lingoteras hasta que su solidificación es casi completa, que es cuandolos moldes son removidos. Mientras permanece caliente, los lingotes se colocan en hornos de gasllamados fosos de recalentamiento, en donde permanecen hasta alcanzar una temperatura detrabajo uniforme de alrededor de 1200 °C en todos ellos.


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9.- ¿Cuáles son las formas para las que pasa el acero cuando se lamina para formar hojas o placas,

formas estructurales, barras y varillas?

Las lupias se laminan para generar perfiles estructurales y rieles para ferrocarril. Los tochos se laminan para producir barras y varillas. Estas formas son la materia prima

para el maquinado, estirado de alambre, forjado y otros procesos de trabajo de metales. Las planchas se laminan para convertirlas en placas, láminas y tiras. Las placas laminadas en caliente se usan para la construcción de barcos, puentes,

calderas, estructuras soldadas para maquinaria pesada, tubos y tuberías, y muchos otrosproductos.

10.- Compare el forjado en dado abierto y cerrado

Forjado en dado abierto: El caso más simple de forjado consiste en comprimir una partede sección cilíndrica entre dos dados planos, muy semejante a un ensayo de lacompresión. Esta operación de forjado se conoce como recalcado o forjado para recalcar,reduce la altura de material de trabajo e incrementa su diámetro. Deformación cilíndricareal de una parte de trabajo en forjado en dado abierto mostrando un abarrilamientopronunciado: (1) inicio del proceso, (2) deformación parcial y (3) forma final.


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Forjado en dado cerrado:Llamado algunas veces forjado en dado cerrado, se realiza condados que tienen la forma inversa a la requerida para la parte. Secuencia en el forjadocon dado impresor: (1) inmediatamente antes del contacto inicial con la pieza de trabajoen bruto, (2) compresión parcial, (3) cerradura final de los dados, ocasionando laformación de rebaba entre las placas del dado y (4) muestra una secuencia de pasos en lafabricación de una biela así como el dado

11.- ¿Cuáles son los dos tipos básicos de equipo de forja?

Forjado en caliente

El 90% de piezas forjadas son hechas con este método. Con el calentamiento correcto de la piezase mejora la capacidad de ésta para cambiar de forma y dimensiones, sin que se presenten fallas oagrietamiento. Requiere la aplicación de menores fuerzas, pero el acabado superficial y laprecisión dimensional son peores.

Forjado en frío

Fundamentalmente se efectúan operaciones de acabado o aquellas que se caracterizan porpequeños porcentajes de deformación. Requiere la aplicación de grandes fuerzas, el material detrabajo debe ser dúctil para soportar la deformación sin agrietarse. Presentan buen acabadosuperficial y precisión dimensional.

12.- ¿Por qué razón es descargar golpes fuertes para obtener forjados buenos?

En el forjado en frío se requiere la aplicación de grandes fuerzas, el material de trabajo debe serdúctil para soportar la deformación sin agrietarse. Presentan buen acabado superficial y precisióndimensional.

13.-Describa los tipos de martillos para forjar en uso común

Martillo o martinete de caída libre, velocidad de trabajo [3.60 –4.80 m s-1]Obtienen la energía de trabajo de la energía potencial del martillo (función de sualtura) que seconvierte en energía cinética al dejar caer el martillo.Son de energía limitada. Son máquinas que trabajan a alta velocidad, por tanto la pieza no llega aenfriarse demasiado durante el trabajo, lo que permiten realizar forjados de formas complejas.


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Martillo o martinete de caída mecánica, velocidad de trabajo [3.00 – 9.00 m s-1]La caída libre del martillo se acelera mediante presión de vapor, aire a presión o con algún sistemahidráulico, permitiendo aumentar la presión de trabajo (hasta750 kPa)

Contramartillo o martillo de contragolpe, velocidad de trabajo [4.50 –9.00 m s-1]Este tipo de máquinas tienen dos arietes que se acercan el uno al otro (horizontal overticalmente).


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14.- ¿Cómo se hacen los forjados en estampa?

Para un forjado en troquelado o estampado se somete una lámina plana a ciertastransformaciones a fin de obtener una pieza de forma geométrica propia Este trabajo se realizacon troqueles en máquinas llamadas prensas (generalmente de movimiento rectilíneo alternativo)

Para definir un ciclo de troquelado, es necesario:1. Definir la forma de la pieza, que impone cierto número de operaciones, de

acuerdo con su complejidad2. Determinar las dimensiones3. Conocer el material del que se hará la pieza, su plasticidad y elasticidad4. La posibilidad de extraer fácilmente la pieza de la matriz.

15.- Describa seis maneras para forjar con rodillos

Forjado con rodillos Es un proceso de deformación que se usa para reducir la sección transversalde una pieza de trabajo cilíndrica (o rectangular), ésta pasa a través de una serie de rodillosopuestos con canales que igualan la forma requerida por la parte final. La operación típica seilustra en la figura 3.31 El forjado con rodillos se clasifica generalmente como un proceso de forja,aun cuando utiliza rodillos. Los rodillos no giran continuamente, sino solamente a través de unaporción de revolución que corresponde a la deformación que requiere la parte. La partes forjadascon rodillos son generalmente más fuertes y poseen una estructura granular favorable conrespecto a otros procesos competidores como el maquinado que puede usarse para producir estasmismas partes.

A) Laminador de dos rodillos, continuo o reversibles.B) Laminador de cuatro rodillos para láminas anchas, con rodillos de respaldo.C) Laminador de tres rodillos para laminado de vaivén.D) Laminador de conjunto cuatro rodillos de respaldo.

Además se tienen:

Rodillos de desbaste

Rodillos canteadores

Rodillos de forma horizontal y vertival

Rodillos intermedios horizontal y vertival

Rodillos canteadores

Rodillos de acabado horizontal y vertical


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16.- Distinga entre extrusión directa e indirecta

Extrusión directa: se coloca una palanquilla en la cámara de extrusión, se aplica presión medianteun pistón hidráulico por un extremo de la palanquilla, obligando al metal a atravesar una matrizque se encuentra en el otro extremo de la palanquilla.

Extrusión indirecta: en este caso la presión se aplica a la palanquilla con la propia matriz, fluyendoel material a través de la matriz en sentido contrario al sentido de la aplicación de la presión.

17.- Describa los métodos usuales para extruir metales

Extrusión en caliente: Para metales pocos dúctiles o para reducir la fuerza necesaria.

Extrusión en frío : Se puede considerar una combinación entre extrusión y forjado


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Extrusión por impacto: Es similar a la extrusión indirecta. Suele realizarse en frio. En este caso elpunzón desciende con rapidez sobre la pieza de trabajo. La pieza de trabajo se extruye hacia atrás(en sentido contrario al del avance del punzan). Se utiliza para obtener generalmente piezas consección tubular.

18.- Mencione algunos productos que se producen por extrusión

Se producen perfiles de formas intrincadas, que tubos o barras. Quizá la aplicación más conocida

es en los diversos perfiles de aluminio, los que son empleados en ventanería, decoración, etc. , los

elementos estructurales de un aeroplano son también fabricados por este método, así como tubos

sin costura de aleaciones de cobre y aluminio, perfiles cuadrados, hexagonales, redondos yelípticos de latón.

19.- ¿Cuáles son las aplicaciones principales de la extrusión en caliente?

Generalmente se utilizan para lo mismo tanto frío como en caliente lo único que va a cambiar son

las propiedades y acabados de cada uno en general, tanto el proceso directo como el inverso se

realizan en condiciones de temperatura y velocidades de deformación tales que no se presente

endurecimiento; la presión requerida es menor y la única desventaja la presenta el control

dimensional del producto.

20.- ¿Qué es la extrusión por impacto?

Es similar a la extrusión indirecta. Suele realizarse en frio. En este caso el punzón desciende conrapidez sobre la pieza de trabajo. La pieza de trabajo se extruye hacia atrás (en sentido contrario aldel avance del punzan). Se utiliza para obtener generalmente piezas con sección tubular.


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21.- ¿Cuáles son algunas de las aplicaciones de la extrusión en

frío?

Se suele utilizar para producir piezas metálicas,

frecuentemente en forma terminada o casi terminada, sobre

todo en forma de herramientas, piezas de vehículos,máquinas textiles, electrodomésticos y perfiles

extrusionados para la construcción arquitectónica e

ingenieril.

22.- Explique el proceso Mannesmann, en la elaboración de tubos metalurgia de polvos.

Es un proceso especializado de trabajo en caliente para hacer tubos sin

costura de paredes gruesas. Utiliza dos rodillos opuestos y por tanto se agrupa entre los procesosde laminado. El proceso se basa en el principio que al comprimir un sólido cilíndrico sobre sucircunferencia, como en la figura 3.14 (a), se desarrollan altos esfuerzos de tensión en su centro. Sila compresión es lo suficientemente alta se forma una grieta interna. Este principio se aprovechaen el perforado de rodillos mediante la disposición que se muestra en la figura 3.14 (b). Losesfuerzos de compresión se aplican sobre el tocho cilíndrico por dos rodillos, cuyos ejes seorientan en pequeños ángulos (alrededor de con respecto al eje del tocho, de esta manera larotación tiende a jalar el tocho a través de los rodillos. Un mandril se encarga de controlar eltamaño y acabado de la perforación creada por la acción. Se usan los términos perforado rotatoriode tubos y proceso Mannesmann para esta operación en la fabricación de tubos. Trabajo de laminación en caliente para obtener tubos sin costura largos y de pared delgada.

Cuando una barra redonda solida se somete a fuerzas radiales de compresión, se generanesfuerzos de tensión en el centro de la barra. Si sometemos a una barra a esfuerzos cíclicos decompresión, se empezara a generar una pequeña cavidad en el centro de la barra que comenzaraa crecer. Una vez generada la pequeña cavidad, se utiliza un mandril para ir ampliándola y obtenerla dimensión deseada del tubo.


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METALURGIA DE POLVOS TIPO “D”

1.- ¿Qué ventajas ofrece la metalurgia de polvos?

Es el único medio factible de fabricar materiales a partir de los metales refractarios, como el

tungsteno (3400ºC), el tantalio (2296ºC) y el molibdeno (2620ºC) que presentan

temperaturas muy altas para poderlos fundir.

Es una forma práctica para refinar y fabricar tales metales.

2.- De qué manera pueden obtenerse aleaciones en polvos metálicos

Si un polvo metálico se sujeta a una presión suficientemente elevada, tiene lugar un cierto grado de

aglomeración entre las partículas aun a la temperatura ambiente, con lo que se produce una masa

coherente. Si se calienta la masa compactada, se mejora la coherencia entre las partículas,

estimulando el crecimiento y la difusión intergranular del grano. La temperatura que es usada,

generalmente es arriba del punto de recristalización de los metales, pero abajo de los puntos de

fusión.

3.- ¿Cuáles son las características físicas importantes de los metales en polvo?

FORMA. La forma de la partícula de polvo depende principalmente de como se produce y

puede ser esférica, quebrada, dendrítica, plana o angular.

FINURA. Se refiere al tamaño de la partícula y se determina pasando el polvo a través de una

criba normalizada (juego de tamices o mallas) o por medición con microscopio. La serie de

tamices nos sirve para determinar la distribución por tamaños de partículas dentro de cada

una. DISTRIBUCIÓN POR TAMAÑOS DE PARTÍCULAS. La distribución de tamaños de partículas

hace referencia a la cantidad de cada tamaño de partícula normalizado, en el polvo. Tiene

influencia considerable en la determinación de la capacidad del flujo y de la densidad

aparente, así como la porosidad final del producto. No puede variarse apreciablemente sin

afectar el tamaño de la pieza prensada.

FLUIDEZ. La fluidez es la característica de un polvo que le permite fluir fácilmente y conforme

a la cavidad del molde. Puede describirse como la tasa de flujo a través de un orificio fijado.

PROPIEDADES QUÍMICAS. Se refiere a la pureza del polvo o sea a la cantidad permitida de

óxidos y el porcentaje de otros elementos que se admiten.

COMPRESIBILIDAD. Es la razón del volumen inicial del polvo al volumen de la pieza

comprimida. Varía considerablemente y es afectada por la distribución por tamaños de

partículas y su forma. La resistencia en verde de una pieza prensada depende de su

compresibilidad.

DENSIDAD APARENTE.La densidad aparente de un polvo se expresa en kg/m3. Debe

mantenerse constante de tal forma que se alimente cada vez la misma cantidad del polvo en

el molde.


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FACILIDAD DE SINTERIZACION. La sinterización es la unión de las partículas por la aplicación

de calor. Esto no deberá requerir una gamma de temperaturas demasiado estrecha.

4.- ¿Cuáles son las maneras más importantes para la obtención de polvos metálicos?

PULVERIZACIÓN MECÁNICA. Este método es usado para materiales frágiles y se puede

emplear para el triturado, molido de pedacearía y limadura de acero. El metal finamente

molido, se lleva del molino en una corriente de gas hasta un separador ciclónico, en donde el

polvo metálico se separa y el gas regresa al lado de entrada del compresor.

ATOMIZACIÓN. Este proceso es usado para preparar polvos de muchos metales, incluyendo

cobre, zinc, plomo, aluminio y hierro colado, en donde se hace pasar un chorro de metal

fundido frente a una corriente de aire o gas inerte comprimido, y el polvo que se forma se

recoge en un sistema de colección de polvo.

CONDENSACIÓN DE VAPORES METÁLICOS. Se aplica a metales tales como: zinc, cadmio y

magnesio, que puede hervir, condensando entonces el vapor en forma de polvo.

DEPOSITACIÓN ELECTROLITICA. Se usa principalmente, para la producción de polvos decobre empleados en la manufactura de chumaceras autolubricantes de bronce. La electrólisis

de una solución acidificada de sulfato de cobre, se lleva a cabo entre un ánodo de cobre y un

cátodo de aluminio, donde se deposita una capa de cobre en el cátodo de aluminio,

posteriormente se raspa el cobre depositado y después se lava, pasando posteriormente a un

horno de secado, se tamiza el polvo, moliéndose cualquier material de tamaño excesivo. Este

tipo de polvo producido es usado para la fabricación de chumaceras autolubricantes que otro

tipo de proceso.

REDUCCIÓN QUÍMICA. Este proceso es usado para la fabricación de polvos a base de hierro

(hierro esponja) y consiste en triturar magnesita de alta pureza a un grado de finura

adecuado, mezclándolo con carbón pulverizado y calentado.

5.- Mencione algunas razones que explican la importancia comercial de la metalurgia de polvos

Las consideraciones que hacen de la metalurgia de polvos un proceso importante desde el puntode vista comercial y tecnológico son las siguientes:

Las piezas de PM se pueden producir masivamente en forma neta o casi neta, eliminandoo reduciendo la necesidad de procesos posteriores.Los procesos de la PM implican muy poco desperdicio de material: cerca de 97% de los

polvos iniciales se convierten en producto. Esto se compara favorablemente con losprocesos de fundición en los cuales las coladas, alimentadores y mazarotas son materialde desperdicio en cada ciclo de producción. Debido a la naturaleza del material inicial en la PM, se pueden hacer piezas con un nivelespecífico de porosidad. Esta característica se presta a la producción de piezas de metalporoso, como rodamientos y engranes impregnados con aceite, así como filtros.


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Ciertos metales que son difíciles de fabricar por otros métodos se pueden formar pormetalurgia de polvos. El tungsteno es un ejemplo: los filamentos de tungsteno que se usanen las lámparas incandescentes se fabrican con tecnología de PM. Ciertas combinaciones de aleaciones metálicas y cermets que no se pueden producir porotros métodos se pueden hacer por PM. La PM se compara favorablemente con la mayoría de los procesos de fundición en lo quese refiere al control dimensional de los productos. Las tolerancias rutinarias que se puedenlograr son de ±0.13 mm (±0.005 in).Los métodos de producción de PM se pueden automatizar para hacer más económica laoperación.

6.- ¿Por qué significa en número de malla en el cribado de polvos para su clasificación?

Se usa el término número de malla para referirse al número de aberturas por pulgada lineal de lacriba. Un número de malla 200 significa que hay 200 aberturas por pulgada lineal. Como la mallaes cuadrada, la cuenta es la misma en ambas direcciones, y el número total de aberturas por in2 es2002 = 40 000. En consecuencia, un número alto de malla indica menor tamaño de partícula.

7.- ¿Cuáles son los tres pasos básicos de los procesos de formado convencionales en la metalurgia

de polvos?

Mezclado y Combinación

Para lograr buenos resultados en la compactación y en el sinterizado, lospolvos metálicos necesitan homogeneizarse perfectamente antes delproceso. Para ello, se deben mezclar y combinar los polvos. El mezcladose refiere a la mezcla de polvos de la misma composición química, peroposiblemente con diferentes tamaños de partículas, mientras que lacombinación se refiere a la mezcla de polvos con diferente composiciónquímica.

Compactación

En la compactación se aplica alta presión a los polvos para darles la formarequerida. El método convencional de compactación es el prensado, en elcual punzones opuestos aprietan el polvo contenido en un dado o matriz o


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en un molde. Las prensas que se usan son de acción hidráulica o neumática. Los objetivos de lacompactación son obtener la forma, densidad y contacto entre partículas necesarios para que laparte tenga la resistencia suficiente y se pueda seguir procesando.

Sinterizado

El compactado verde consiste en muchas partículas distintas que tienen supropia superficie, por tanto la superficie total contenida en el compactado esmuy alta. Bajo la influencia del calor, el área se reduce por la formación ycrecimiento de las uniones entre las partículas, implicando una reducción dela energía superficial. Mientras más fino sea el polvo inicial, más alta será lasuperficie del área total y más grande la fuerza que mueve al proceso.

8.- ¿Cuál es la diferencia entre poros cerrados y poros abiertos en los polvos metálicos?

Cualquier volumen de polvos sueltos contendrá poros entre las partículas. Éstos se llaman poros

abiertos porque son externos a las partículas individuales. Los poros abiertos son espacios dentrode los cuales puede penetrar un fluido, como agua, aceite o un metal fundido. Además hay poros

cerrados, que son vacíos internos en la estructura de una partícula individual. La existencia de

estos poros internos generalmente es mínima, y sus efectos, cuando existen, son menores; no

obstante, pueden influir en las medidas de la densidad.

9.- ¿Cuáles son los tres pasos básicos de los procesos de formado convencionales en la metalurgia

de polvos?

Estos tres pasos que algunas veces se aluden como operaciones primarias de la metalurgia de. Enocasiones también se ejecutan operaciones secundarias destinadas a mejorar la precisión

dimensional, incrementar la densidad y para otros propósitos.

1) Combinación y mezclado de los polvos

2) Compactación, en la cual se prensan los polvos para obtener la forma deseada

3) Sinterizado, que implica calentamiento a una temperatura por debajo del punto

de fusión para provocar la unión de las partículas en estado sólido y el

fortalecimiento de la pieza

10.- ¿Cuál es la diferencia técnica entre mezclado y combinado en la metalurgia de polvos?


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Para lograr buenos resultados en la compactación y el sinterizado, los polvos metálicos necesitan

homogeneizarse perfectamente antes del proceso. Los términos mezclado y combinación se usan en

este contexto. El mezclado se refiere a la mezcla de polvos de la misma composición química, pero

posiblemente con diferentes tamaños de partícula. La combinación se refiere a la mezcla de polvos de

diferente composición química. Una ventaja de esta tecnología es la oportunidad de combinar varios

metales en aleaciones que sería difícil o imposible producir por otros medios. La distinción entremezclado y combinación no siempre es precisa en la práctica industrial.

11.- ¿Cuáles son algunos de los ingredientes que se añaden usualmente a los polvos metálicos

durante el mezclado y combinado?

Generalmente se añaden otros ingredientes a los polvos metálicos durante el paso de mezclado o

combinación. Estos aditivos son:

1). Lubricantes, como el estearato de zinc y el aluminio en pequeñas cantidades para reducir lafricción entre las partículas y en las paredes del dado durante la compactación.

2). Aglutinantes, que se requieren en algunos casos para lograr una resistencia adecuada en las partes

prensadas pero no sinterizadas.

3). Desfloculante, que inhiben la aglomeración de los polvos para mejorar sus características de flujo

durante la alimentación.

12.- ¿Qué se entiende por el término compactado verde?

El compactado verde como su nombre lo dice es un compacto que carece de fuerza y resistencia,y tiende a desmoronarse fácilmente al menor esfuerzo ya que aún no ha entrado a un proceso defundición para tener más resistencia.

13.- Defina que es sinterización

Es un proceso por el cual los cuerpos sólidos se unen por las fuerzas atómicas. Con aplicación de calor,

las partículas se prensan hasta su más íntimo contacto y la efectividad de las reacciones a la tensión

superficial se incrementa.

14.- ¿Cuáles son los tres pasos en el ciclo de sinterización en metalurgia de polvos?

Los pasos en el ciclo de prensado son:

1) Polvos sueltos iniciales después del llenado2) Rempaquetamiento3) Deformación de las partículas


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15.- Cuáles son algunas razones por las que conviene un horno controlado en sinterización?

La sinterización final generalmente se lleva a cabo en hornos eléctricos tubulares a través de los

cuales se hace pasar una corriente de hidrógeno seco durante un tiempo de 90 minutos, según el

espesor de la sección del producto. La temperatura usada generalmente es alrededor de 1350 a

1550ºC. La distorsión durante esta operación a altas temperaturas, se reduce al mínimo cargando loscomponentes sobre soportes especiales, que se ajustan a sus controles.

16.- Describa la sinterización líquida

Es una técnica importante para la obtención de componentes cerámicos densos a partir de piezasen verde de polvos compactados. En muchos sistemas cerámicos la formación de una fase líquidase usa, comúnmente, para ayudar a la sinterización y a la evolución microestructural. La cantidadde fase liquida oscila entre el 1 y el 20 % y se forma al calentar la mezcla de polvos cerámicos.

17.- ¿Cuáles son las dos clases básicas de polvos metálicos desde el punto de vista químico?

Elementales: consisten en un metal puro y se usan en aplicaciones donde la alta pureza esimportante. Por ejemplo, el hierro puro puede usarse donde importan sus propiedadesmagnéticas. Los polvos elementales más comunes son de hierro, de aluminio y de cobre. Los polvos elementales se mezclan también con otros polvos metálicos para producir aleacionesespeciales que son difíciles de formular por métodos convencionales.Las herramientas de acero son un ejemplo; la metalurgia de polvos permite combinar ingredientesque son difíciles o imposibles por las técnicas tradicionales de aleación. El uso de mezclas depolvos elementales facilita el procesamiento para formar una aleación, aun cuando no involucrealeaciones especiales. Ya que los polvos son metales puros, no son tan fuertes como los metalesprealeados. Por tanto se deforman más fácilmente durante el prensado, así que la densidad y la

resistencia fresca son más altas que los compactados prealeados.

Prealeado;, cada partícula es una aleación que tiene la composición química deseada. Los polvosprealeados se usan cuando la aleación no puede formularse mediante la mezcla de polvoselementales; el acero inoxidable es un ejemplo importante. Los polvos prealeados más comunesson ciertas aleaciones de cobre, acero inoxidable y acero de alta velocidad. Los polvos elementalesy prealeados de uso más común en orden aproximado de tonelaje son:

1) el hierro, con mucho el metal más usado en PM, mezclado frecuentemente con grafitopara hacer piezas de acero

2) el aluminio3) el cobre y sus aleaciones

4) el níquel5) el acero inoxidable6) el acero de alta velocidad7) otros materiales de metalurgia de polvos como el tungsteno, el molibdeno, el titanio, el

estaño y los metales preciosos.


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18.- ¿Por qué la metalurgia de polvos es tan apropiada para la producción de engranes y

rodamientos?

La producción en grandes cantidades de engranes y rodamientos se adapta particularmente bien ala metalurgia de polvos por dos razones:

I. tienen una forma definida principalmente en dos dimensiones (la superficie superiortiene cierta forma y hay pocas o ninguna forma lateral)

II. se necesita porosidad en el material para servir como depósito de lubricantes.

19.- ¿Por qué deben sinterizarse los polvos del metal en atmosferas controladas?

Para llevar a cabo el sinterizado se debe de contar con una atmósfera controlada y para esto, el

sinterizado se puede realizar en hornos de tipo intermitente o continuo. El horno tipo continuo,

cuenta con una banda de malla de alambre para transportar las piezas compactadas a través del

horno

20.- ¿Qué clase de prensas se usan para la metalurgia de polvos?

Se usan por lo general prensas operadas mecánicamente debido a su alta producción, pueden

emplearse prensas hidráulicas si las piezas son grandes y en las que se requieren altas presiones. La

prensa de punzón sencillo y la prensa de punzón múltiple, rotativa, de alta velocidad están

proyectadas en tal forma que su operación, desde el llenado de la cavidad con polvo hasta la eyección

de la pieza compacta terminada, puede ser ya sea un ciclo continuo o uno sencillo.

21.- ¿Por qué se comprime el metal en polvo? ¿Por qué es importante la uniformidad y cómo se

obtiene?

Para formar una pastilla o pieza de la forma deseada, la cual se calienta posteriormente "Sinterizado"

(sin llegar a la temperatura de fusión) para formar unión metalúrgica entre las partículas.

Es la razón del volumen inicial del polvo al volumen de la pieza comprimida. Varía considerablemente

y es afectada por la distribución por tamaños de partículas y su forma. La resistencia en verde de una

pieza prensada depende de su compresibilidad.


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22.- ¿Qué es la compresión isostática e hidráulica y cuáles son sus beneficios principales?

En el prensado isostático, la presión se aplica en todas direcciones contra los polvos contenidos enel molde flexible; para lograr la compactación se usa la presión hidráulica. El prensado isostáticopuede hacerse de dos formas: 1) prensado isostático frío y 2) prensado isostático caliente.El prensado isostático frío (CIP, por sus siglas en inglés) es un compactado que se realiza a

temperatura ambiente. El molde, hecho de caucho u otro material elastómero, se obredimensionapara compensar la contracción. Se usa agua o aceite para ejercer la presión hidrostática contra elmolde dentro de la cámara.

El prensado isostático caliente (HIP, por sus siglas en inglés) se lleva a cabo a alta presión ytemperatura, usando como medio de compresión un gas que puede serargón o helio. El molde que contiene los polvos se hace de lámina demetal para resistir altas temperaturas. El HIP realiza en un paso elprensado y la sinterización. A pesar de esta aparente ventaja, es unproceso relativamente costoso y sus aplicaciones parecen concentrarseactualmente en la industria aeroespacial. Las piezas de PM hechas porHIP se caracterizan por su alta densidad (porosidad cercana a cero), unióninterparticular completa y buena resistencia mecánica.

Prensa hidráulica de 450 kN (50 ton) para compactación de componentesde metalurgia de polvos. Esta prensa tiene la capacidad de actuar enniveles múltiples para producir piezas de formas complejas en metalurgiade polvos.

23.- Describa cómo tiene lugar la liga de partículas de polvo cuando se sinterizan

Con aplicación de calor, las partículas se prensan hasta su más íntimo contacto y la efectividad de las

reacciones a la tensión superficial se incrementa.

En otras palabras, el sinterizado es una operación en la cual las partículas se funden entre sí en talforma que la densidad se incremente. Durante el proceso se forman contornos de granos, lo cual es el

principio de la recristalización. La plasticidad se incrementa y se produce un mejor entrelazamiento

mecánico por la formación de un lecho fluido.


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Bibliografía

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Guía Procesos de Conformado (Arenas)