Proceso de fundición Flashcards
En metalurgia, se atribuye una letra para…
Los metales puros que entran en la composición de una aleación.
La materia esta constituida de
ATOMOS
ATOMO:
Parte mas pequeña de un cuerpo que no puede ser dividido sin cambiar de naturaleza
Los cuerpos compuestos son
homogéneos
Sistema homogéneo:
aquel que en todos los puntos de su masa posee iguales valores de cada una de sus propiedades intensivas.
3 estados físicos de la materia
-Solido: Los átomos están unidos por fuerzas electromagnéticas que le dan una rigidez perfecta
-Liquido: Con el efecto de aumento de temperatura las fuerzas electromagnéticas disminuyen, los átomos se desplazan unos con respecto a otros. Los cuerpos dejan de tener forma.
-Gas: Si la temperatura sigue aumentando, los átomos se liberan unos de otros y se separan.
Disolución:
Llevar un cuerpo sólido, liquido o gaseoso a formar una mezcla homogénea con un liquido.
Solubilidad:
Cantidad de sólido, de líquido o de gas que puede ser disuelto en un líquido, un sólido o un gas. La solubilidad varia dependiendo el estado de la materia y de la temperatura.
Miscibilidad:
Decimos que 2 cuerpos son miscibles, si cuando les mezclamos estos forman un cuerpo homogéneo.
El cobre y el níquel son totalmente miscibles el uno sobre el otro no importa sus proporciones.
La fusión consiste en
hacer pasar una aleación de la fase sólida a la liquida
La fusión necesita
Energía por que pasa por un cambio de estado. Proporcionalmente, se necesita menos energía para mantener una aleación liquida
Los objetivos de la fusión es entregar metal líquido:
Sin óxidos adentro del metal
Con un nivel de gas
Respetando una proporción de retornos y de lingotes
En un rango de composición química
Con el adecuado tratamiento metalúrgico: Afinaje, modificación
En un intervalo de temperatura
PROCESOS COMUNES PARA TENER METAL LIQUIDO
Preparación de la carga sólida en una cierta proporción (50% lingote, 50% retorno)
Fusión: Temperatura para un AS7G: 780° c
Añadir los elementos en la olla vacía: Modificante, Mg, afinador
Vaciado de metal liquido del horno de fusión en la olla + añadir el flux desoxidante en el vaciado del metal
Mezclado del flux en la olla + limpieza
Desgasificado con la turbina (10mn)
Limpieza del metal en la olla
Control del metal en las ollas tomadas de un horno de fusión: Gas: 1 a 4 ollas cada 8h (modificación Sb o al Sr)
Química: 3 ollas cada 8h
Análisis térmico: 1 olla cada 8h
Control de temperatura en el metal de la olla
Vaciado en el horno de mantenimiento
Control del metal en los hornos de mantenimiento:
-Gas: 1 a 4 veces cada 8h (modificación Sb o Sr) + 1 micro cada 8h (Sr)
-Química :1 a 3 veces cada 8h (modificación Sb o Sr)
-Análisis térmico: 1 vez cada 8h
Los Fluxes o Desoxidantes que se emplean con este tipo de aleaciones están constituidos fundamentalmente por
Acido Bórico, Bórax, Fluoruros, Boratos y Fluoboratos. La composición depende del punto de fusión de la aleación elegida
ORIGEN DE LOS ÓXIDOS:
El aluminio liquido es extremadamente oxidable. Todo lo que llega a romper esta piel crea turbulencias que a su vez generaran óxidos:
-Una Turbulencia en un sistema de llenado genera óxido
-Los óxidos se encuentran ya presentes en la carga del metal sólido:
Recepción MP:
Importancia de verificar la materia prima.
Sobre los retornos:
Los pedazos de aluminio contienen mas óxidos que una mazarota.
Todo lo que hace que el aluminio liquido pueda estar en contacto de la humedad:
-Herramientas mal secadas
-Recipientes mal secos
-Atmósfera húmeda
-Fundente húmedo
-Arena húmeda
El fundente es
Una sal en forma de polvo o granulada que va a atrapar los óxidos y los va a mantener en la superficie del baño.
La presencia y la naturaleza de un fundente tienen un impacto
significativo en el producto final obtenido y en sus propiedades físicas y químicas
LAVADO DEL METAL:
ELIMINA LOS ÓXIDOS EN SUSPENSIÓN EN EL BAÑO
El fundente se vacía en…
el metal liquido. Atrapa los óxidos y los lleva a la superficie.
El burbujeo:
Las burbujas de gas van a empujar hacia la superficie, los óxidos flotan entre sí.
El flux ayuda en
Los procesos de los hornos de mantenimiento al eliminar el óxido.
La filtración del metal:
Se lleva a cabo en los hornos de mantenimiento. Permite atrapar los óxidos que puedan quedar en la olla de transferencia o que se pudieran crear a causa del vaciado.
EL DESGASIFICADO CONSISTE EN
EXTRAER EL HIDROGENO DISUELTO EN EL ALUMINIO LIQUIDO
Principio del desgasificado:
-consiste en inyectar un gas neutro dentro del metal liquido del tipo (N2).
-Las burbujas de nitrógeno al subir hacia la superficie atrapan el hidrogeno. El hidrogeno se diluye en el nitrógeno.
Tamaño de las burbujas de nitrógeno:
Entre más grande sea la superficie de contacto entre el nitrógeno y el metal líquido, mejor será el desgasificado
Tiempo de desgasificado:
Entre más largo sea el tiempo de contacto entre el nitrógeno y el metal líquido, mejor será el desgasificado
La velocidad de rotación debe estar ajustado para…
Obtener la mejor eficacia de desgasificado, evitando la formación de un tornado que inyecte aire al metal.
LA COMPOSICIÓN DE LA CARGA ES:
LA PROPORCIÓN DEL METAL NUEVO (LINGOTES) CON RESPECTO A LA PROPORCIÓN DE LOS RETORNOS
La carga es
el volumen de metal que se vacía en el horno de fusión para que sea fundida.
cada carga debe de respetar una regla de proporción entre el metal nuevo y los retornos por las razones siguientes:
Generalmente hay retornos para fundir: Mazarotas, rechazos, rebabas
Los retornos contienen “mas óxidos” que los lingotes.
-La proporción de los rechazos en las cargas nunca debe de pasar del 50%
-La proporción de retornos mas usado esta en el rango de 40 – 50%
El transporte del metal liquido se hace con
una olla con refractario, tomada de un montacargas.
Cuando la olla no se utiliza, está en pre-calentamiento Para evitar las contaminaciones de aleaciones, cada olla esta dedicada a una familia de aleación
el interior de la olla es raspada porque
lo importante es que el refractario este en contacto del metal líquido
A lo largo del transporte del metal, Su temperatura es vigilada por
una lanza la cual está en contacto permanente con el metal, y la lectura de la temperatura es visible para el conductor.
En un horno de mantenimiento, la estabilidad de la temperatura se asegura por:
Un termopar que mide la temperatura del metal liquido
un regulador va a pilotear la
potencia de calentamiento en función de la temperatura dada por el termopar.
TÉCNICAS DE FUSIÓN
Dependiendo el tipo de energía utilizada:
-Eléctrica: Resistencias, inducción
-Gas : Quemador clásico, quemador regenerativo
-Cocción (abandonado poco a poco)
Dependiendo el diseño del horno:
-Crisol
-Hornos cavidad
Dependiendo el modo de funcionamiento:
-Fusión continua: Después del horno de fusión se encuentra el de mantenimiento
Dependiendo el modo de uso
-Horno dedicado a una aleación
-Horno multi aleación
De todos estos tipos se estudian los usados en Le Bélier:
-Horno crisol a gas
-Horno cavidad a gas (Striko)
HORNO DE FUSIÓN EN RECIPIENTE CALENTADO POR GAS:
Horno continuo ‟ estilo STRIKO
El horno Striko se compone de dos cámaras:
-Cámara de mantenimiento
-Cámara de fusión
Cámara de fusión:
Sensor de nivel de metal Sólido localizado en la chimenea. Se encarga de impedir que todo el cargamento sea efectuado cuando detecta que la chimenea se encuentra llena.
Cámara de mantenimiento
Están por encima de la superficie libre del metal liquido, y calentamiento por transferencia.
El metal es tomado directamente de la parte de mantenimiento basculando el horno.
Temperatura máxima de la zonda de medición 950°
La capacidad del horno:
-será en función de la consumación horaria del metal liquido.
Las capacidades de los hornos ‟ tipo STRIKO ”son 1,25 - 1,5 - 2 – 2,5 T/h
El tipo de horno:
Este será en función de la utilización:
Consumación continua importante, Horno continuo.
Cambio de aleación frecuente
La energía del horno:
La energía de fusión con gas es solo una cuestión económica.
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL ALUMINIO:
-Ligero : Densidad 2.7
-Resistente a la corrosión atmosférica
-Deformable: Laminado, rolado, forja, estampado
-Excelente conductor del calor y de la electricidad (65% en comparación del cobre)
-Dúctil, resistente y duradero
-Maquinable
-Temperatura de fusión: 660°c
-Moldeable.
-Buena resistencia a las agresiones químicas
acidas.
-El aluminio liquido disuelve el hierro.
El eutéctico:
Compuesto heterogéneo fino de 2 constituyentes cuyo punto de fusión es más elevado.
Los constituyentes pueden ser 2 metales puros, 2 soluciones sólidas, un metal y un metaloide, una solución sólida y un compuesto
Aceros magnéticos son
todos los aceros cuya estructura contiene perlita, ferrita, bainita o martensita.
Una aleación hipoeutéctica es
la que presenta una mayor cantidad de la fase sólida más común en el diagrama.
La composición de una aleación hipoeutéctica
estará del lado izquierdo de la línea de enlace que define la reacción eutéctica y la composición eutéctica. Cuando se enfría una aleación hipoeutéctica el líquido comienza a solidificar justo en la línea de líquidus, produciendo solido del tipo α (alpha)
¿Qué pasa con la velocidad de solidificación?
Entre mas elevada se crean los gérmenes sobre los que solidifican las dentritas.
Un germen de solidificación es
el lugar donde se realiza la solidificación en una dentrita.
afinar un metal es
disminuir el tamaño de los granos que lo constituyen.
Los Principios de elaboración de metal
liquido
La fusión
La desoxidación
El desgasificado
La composición de la carga
El ajuste en el baño
El tratamiento metalúrgico
El transporte del metal liquido
El mantenimiento del metal liquido
Las diferentes técnicas de fusión
Horno crisol
Hornos cavidad
Selección del tipo de horno
CORINDÓN:
FORMA DE ALÚMINA DURA QUE SE FORMA CUANDO SE PONE EN CONTACTO CON LA SÍLICE Y EL ALUMINIO LÍQUIDO.
El mecanismo de degradación química depende de muchos parámetros:
Temperatura del metal: cuanto mayor sea la temperatura, mayor es el riesgo, la humectabilidad del aluminio fundido y se incrementa un mejor contacto entre el aluminio y refractario.
