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TECNOLOGÍA DE LA FUNDICIÓN:

TECNOLOGÍA DE LA FUSIÓN:
Durante la fusión se debe realizar un control riguroso de la composición de la atmósfera del horno y de la escoria, si es necesario se adicionan los elementos de aleación precisos y se eliminan impurezas indeseables. En ocasiones antes de la colada se agregan inoculantes para afinar el grano o modificar la estructura metalúrgica a fin de obtener mejores características mecánicas.
Una vez que se ha elegido el horno más adecuado se funde en primer lugar el metal con mayor temperatura de fusión, y cuando se ha alcanzado la temperatura suficiente se le van adicionando en proporción adecuada los restantes elementos o aleación madre previamente calentados o fundidos en un crisol aparte. En este periodo, la aleación puede disolver los gases de la atmósfera del horno, reaccionar con ellos, o también con los materiales del crisol, por eso, aun empleando materias puras es casi inevitable que las aleaciones estén impurificadas con gases disueltos, elementos no gaseosos disueltos y óxidos e inclusiones en suspensión.

Por esto las aleaciones antes de colarlas se someten a los siguientes tratamientos:
1.- REFINADO: Su misión es eliminar las impurezas indeseables de la aleación liquida. Se emplean los flujos de fusión que actúan protegiendo, desoxidando o desgasificando el baño. Estos flujos deben tener las siguientes propiedades:
a) Poseer una temperatura de fusión inferior a la de la aleación.
b) Protegerla contra la oxidación del aire y de la humedad.
c) Eliminar los óxidos que se forman en la superficie y en el interior, y también los gases disueltos o
combinados.
d) No deben introducir elementos extraños ni eliminar los de la aleación.
e) Deben poder separarse fácilmente del metal y no sean higroscópicos.
2.- PROTECCIÓN: Los metales fundidos se protegen de los gases que les rodean mediante sales fundidas que flotan en la superficie.
3.- DESOXIDACIÓN: Los óxidos se eliminan de la masa metálica mediante agentes reductores cuya afinidad por el oxígeno es mayor que la de los elementos de la aleación. Los óxidos que se formen han de ser menos densos que la aleación para que se decanten y reaccionen con la escoria.
4.- DESGASIFICACIÓN: Salvo las aleaciones fundidas en hornos con cámara de vacío, las demás contienen mayor o menor cantidad de gases disueltos que si no se eliminan antes de la solidificación originan poros. El más peligroso y difícil de eliminar es el hidrógeno.
La desgasificación puede efectuarse:
a. Por enfriamiento lento hasta las proximidades del sólidus, seguido por un calentamiento rápido hasta la temperatura de colada.
b. Por oxidación deshidrogenante.
c. Mediante flujos que liberan gases no solubles como nitrógeno, cloro y gases nobles que arrastran consigo al hidrógeno. Los flujos pueden estar formados por sales volátiles como son cloruros y fluoruros, que al descomponerse dejan en libertad gases que arrastran al hidrógeno. También pueden ser compuestos orgánicos como el hexacloroetano o el hexaclorobenceno, o gases como el cloro y el aire.
5.-INOCULACIÓN: Se efectúa por lo general al final de la fusión y antes de la colada, mediante la adición de inoculantes que hacen variar la microestructura de la aleación solidificada. Pueden producir los siguientes efectos:
a) Afinar el grano.
b) Favorecer la grafitización.
c) Alterar la forma de grafito en las fundiciones haciendo que adopte una forma esférica dando lugar a un tipo de fundición de alta resistencia y plasticidad conocida como fundición dúctil o de grafito esferoidal. Esto se consigue adicionando pequeñas cantidades de magnesio o cério en forma de ferroaleaciones.
COLABILIDAD:
Aun cuando los conductos del sistema de distribución estén perfectamente diseñados, existe la posibilidad de que el metal comience a solidificar antes de haber llenado por completo al molde, sobre todo en sus partes más delgadas. Para que esto no suceda, la aleación debe tener una colabilidad adecuada, entendiéndose por tal su mayor o menor aptitud para llenar por completo la cavidad del molde. Será función de la cantidad de calor que puede perder el metal antes de solidificar y en consecuencia de la temperatura de sobrecalentamiento, depende también de las condiciones de enfriamiento del metal en el molde y de la velocidad de la colada.
RECHUPADOS:
Se origina por el enfriamiento desigual del metal en el molde, consisten en una cavidad o rechupe que se sitúa en la zona que solidifica en último lugar.

DESMOLDEO:
Esta es la operación en virtud de la cual las piezas una vez frías se extraen del molde, la duración del enfriamiento depende de la naturaleza del molde y del volumen del metal colado. En piezas muy voluminosas coladas en arena pueden tardar varios días, por ejemplo un pieza de un eje de un motor marino de 30 toneladas puede tardar hasta 8 días en enfriarse y no debe desmoldearse antes de lo debido pues se podría romper como consecuencia de las tensiones que origina el enfriamiento rápido al aire libre de piezas pequeñas coladas en coquilla solidificarán rápidamente y se desmoldean con suma facilidad bastando con abrir la coquilla y extraer la pieza.
El desmoldeo de piezas coladas en arena es un trabajo penoso e insalubre debido a la cantidad de polvo de sílice que se desprende y por lo tanto hay peligro de silicosis. Debe efectuarse en locales muy bien ventilados con extractores de polvo y a ser posible humedeciendo la arena, los obreros deben usar mascarillas antipolvo. Esta operación se puede realizar por varios procedimientos desde la separación normal en los talleres no mecanizados hasta el empleo de las instalaciones automáticas en los mecanizados, en estos últimos se suelen emplear máquinas vibradoras que constan esencialmente de una parrilla muy robusta sometida a vibración mecánica o neumática encima de la cual se colocan las cajas de moldeo, después del enfriamiento y por efecto de la vibración la arena se desprende y cae a través de las barras de la parrilla sobre una cinta transportadora situada debajo que la recoge y lo envía a una sección de recuperación. Las piezas y las cajas casi exentos de arena quedan retenidas encima de la parrilla.
También existen máquinas de extracción por sacudidas que constan de una parrilla muy robusta sometida a percusión por elevación y caída desde una cierta altura sobre un soporte rígido, bajo cuyo efecto las arenas de la caja situadas encima se desmoronan y cae a través de barras que retienen las cajas y las piezas, también está provista de una cinta transportadora.
DESARENADO:
Es la operación en virtud de la cual después del desmoldeo se retira de la superficie de la pieza cualquier trozo de arena u otras impurezas que hayan podido quedar adheridas. Para ello se suelen emplear cepillos de alambre si son pocas piezas y pequeñas. Tambores o cubas de frotación que se usan también para piezas pequeñas y que consisten en un tambor giratorio dentro del cual se introducen las piezas junto con pequeñas estrellas de puntas de fundición blanca y al girar el tambor se desprende la arena por frotación y las piezas quedan completamente limpias. También se utilizan chorros a presión de aire, de agua o de bolitas de acero.
DESBARBADO:
Mediante esta operación se eliminan de las piezas los canales de colada, las mazarotas (recargador de metal fundido) y las rebabas de las juntas, para ello se utilizan los más diversos métodos como pueden ser la utilización de limas, cizallas, sierras, muelas de esmeril, sopletes, etc.
PIEZAS DESMOCHADAS:
Si no se toman las debidas precauciones durante el desmoldeo y el desbarbado puede romperse los conductos de colada y arrancarle un trozo a la pieza dejándola inservible.
ESTABILIZACIÓN O ELIMINACIÓN DE TENSIONES EN LAS PIEZAS MOLDEADAS:
Aun tomando las debidas precauciones la mayor parte de las piezas fundidas después de enfriarlas están sometidas a tensiones, por tanto antes de mecanizarlas se debe someter a las piezas a un tratamiento de estabilización o recocido contra tensiones consistente en calentarlas lentamente hasta una temperatura adecuada en función del material, durante 4 ó 5 horas seguido
de un enfriamiento lento. En las piezas de calidad elevada se suele dar un segundo tratamiento después del mecanizado principal y antes del acabado final, también se puede conseguir la estabilización natural dejando que las piezas envejezcan a la intemperie durante 1 ó 2 años pero esto no es rentable.
INCLUSIONES:
Son partículas extrañas procedentes de las impurezas que inevitablemente se encuentran en el metal en el momento de la colada o que pueden accidentalmente incorporarse a ella. Producen discontinuidades en la masa metálica afectan a las características mecánicas. Suelen ser óxidos, silicatos, sulfuros, trozos de refractario.
GOTAS FRÍAS:
Se originan normalmente en la colada directa o cuando las gotas que salpican se oxidan y solidifican bruscamente. Si al caer en la aleación líquida la temperatura de ésta no es lo suficientemente elevada para refundirlas quedan aprisionadas en la masa en forma de gotas frías, si quedan al descubierto durante el mecanizado deterioran las herramientas de corte por su elevada dureza.
INSPECCIÓN DE LAS PIEZAS FUNDIDAS:
Los métodos más corrientes son:
a) Examen visual: se debe realizar inmediatamente después del desmoldeo para
evitar gastos de limpieza en piezas con defectos visibles.
b) Control de dimensiones: con calibres especiales si la serie es grande o en una
mesa de trazado si es pequeña.
c) Prueba de sonoridad: Se efectúa golpeando con un mazo de madera la pieza colgada de un gancho y por el sonido que emite se sabe si la pieza está rota o no.
d) Ensayos no destructivos: Se utilizan métodos de partículas magnéticas, líquidos penetrantes, rayos X y ultrasonidos.
e) Examen metalográfico: Para determinar el tamaño del grano y las microporosidades.
f) Ensayos mecánicos: Como pueden ser dureza, tracción, flexión, fatiga, etc...
g) Análisis químico: Para ver si la composición se ha mantenido dentro de los límites deseados.
h) Acabado superficial: Valorando el mismo con el rugosímetro.