procesos de fabricacion sin desprendimientos de viruta bien hecho.docx

ISIDRO BALVANERA CHRISTIAN

ING. GARCIA ESPINOZA JOSE LUIS

24/FEB/2015

TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC

PROCESOS DE FABRICACION

UNIDAD 1 PROCESOS SIN DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA

ING. MECATRNICA

9301FUNDICINNormas de seguridadEn las fundiciones existen muchos peligros: El ambiente caliente y el potencial de quemaduras o incendios alrededor de los hornos y los crisoles. De los metales fundidos se desprenden gases. Los materiales utilizados en los moldes de arena pueden crear slice cristalina. Los dispositivos de corte, los chorros de arena y el esmerilado crean polvo. Las bandas transportadoras, las trituradoras y prensas de troquelado presentan peligros de atrapar o aplastar partes del cuerpo. Estas actividades combinadas producen un ambiente ruidoso. Los trabajadores necesitan buenas prcticas de trabajo, ventilacin adecuada y equipos de proteccin personal (PPE, por sus siglas en ingls) para estar seguros.Los PPE le protegen contra el ambiente de la fundicin. Use zapatos de cuero, guantes y anteojos con resguardos laterales. Un sombrero con ala le protege contra salpicaduras. Use proteccin para los odos en ambientes ruidosos. Cuando trabaje directamente con metales fundidos, en el calor o cerca de las llamas, use un casco de seguridad, delantal, chamarra o capa, chaparreras y polainas de cuero, de tela de fibra de vidrio con recubrimiento de aluminio, de telas sintticas o de lana tratada. Considere una careta de tela de alambre, dependiendo de las tareas que haga.1. El orden y la vigilancia dan seguridad al trabajo. Colabora en conseguirlo.2. Corrige o da aviso de las condiciones peligrosas e inseguras.3. No uses mquinas o vehculos sin estar autorizado para ello.4. Usa las herramientas apropiadas y cuida de su conservacin. Al terminar el trabajo djalas en el sitio adecuado.5. Utiliza, en cada paso, las prendas de proteccin establecidas. Mantenlas en buen estado.6. No quites sin autorizacin ninguna proteccin de seguridad o seal de peligro. Piensa siempre en los dems.7. Todas las heridas requieren atencin. Acude al servicio mdico o botiqun8. No gastes bromas en el trabajo. Si quieres que te respeten respeta a los dems9. No improvises, sigue las instrucciones y cumple las normas. Si no las conoces, pregunta10. Presta atencin al trabajo que ests realizando. Atencin a los minutos finales. La prisa es el mejor aliado del accidente.

La fundicin se ha practicado desde el ao 2000 a. de J.C. y el proceso utilizado entonces, es poco diferente en principio del aplicado en la actualidad. Los talleres de fundicin del siglo XX tienen ahora muchos propsitos: ellos pueden fundir el hierro y luego maquinar el producto.

Los procesos de fundicin consisten en hacer los moldes, preparar y fundir el metal, vaciar el metal en el molde, limpiar las piezas fundidas y recuperar la arena para volver a usarla. El producto de la fundicin es una pieza colada que puede variar desde una fraccin de kilogramo hasta varias toneladas; tambin puede variar en su composicin, ya que prcticamente todos los metales y aleaciones se pueden fundir.

Sin embargo, la investigacin ha trado consigo aplicaciones y adaptaciones que hasta entonces no se haban considerado dentro del alcance de la industria de la fundicin. Las altas cifras de produccin, el buen acabado de las superficies, las pequeas tolerancias en las dimensiones y la mejora en las propiedades de los materiales, han permitido fundir partes de forma complicada ya sea de tamao grande o pequeo.

Aunque los moldes se pueden hacer de metal, yeso, cermica u otra sustancia refrigerante. Se denominafundicinosmelter(del inglssmelter, fundidor) al proceso de fabricacin de piezas, comnmentemetlicaspero tambin deplstico, consistente enfundirun material e introducirlo en una cavidad, llamadamolde, donde sesolidifica.

El proceso ms comn es la fundicin enarena, por ser sta un materialrefractariomuy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesin y molde-habilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar losgasesdel molde al tiempo que se vierte el metal fundido. La fundicin en arena consiste en colar un metal fundido, tpicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latn y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.

Para la fundicin con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente ms pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotacin del molde", que ocurre cuando la presin del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.

TIPOS DE FUNDICION A LA ARENA

Existen dos mtodos diferentes por los cuales la fundicin a la arena se puede producir. Se clasifica en fundicin de tipo de modelo usado, ellos son: (1) modelo removible y (2) modelo disponible.

En el mtodo empleando modelo removible, la arena comprimida alrededor del modelo el cual se extrae ms tarde la arena. La cavidad producida se alimenta con el metal fundido para crear la fundicin. Los modelos desechables son hechos de poli-estireno y en vez de extraer el modelo de la arena, se vaporiza cuando el metal fundido es vaciado en el molde.

Para entender el proceso de fundicin, es necesario conocer como se hace un molde y que factores son importantes para producir una buena fundicin. Los principales factores son:

1. Procedimiento de moldeo2. Modelo3. Arena4. Corazones5. Equipo mecnico6. Metal7. Vaciado y limpieza

PROCEDIMIENTO DE MOLDEO

Los moldes se clasifican segn los materiales usados. 1. Moldes de arena en verde. Es el mtodo mas comn que consiste en la formacin del molde con arena hmeda.2. Moldes con capa seca. Dos mtodos son generalmente usados en la preparacin de moldes con capa seca. En uno, la arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de 10 mm se mezcla con un compuesto con tal manera que se seca y se obtiene una superficie dura en el molde. El resto del molde esta hecho con arena en verde ordinaria. El otro metodo es hacer el molde entero en arena en verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se endurezca la arena cuando el calor es aplicado. Los rociadores usados para este propsito contienen aceites de linaza, agua de melaza almidon gelatinizado y soluciones liquidas similares. En ambos metodos el molde debe secarse de dos maneras: por aire o por una antorchapara endurecer la superficie y eliminar el exceso de humedad.3. Moldes con arena seca. Estos moldes son hechos enteramente de arena comn de moldeo mezclada con un material aditivo similar al que se emplea en el metodo anterior. Los moldes deben ser cocidos totalmente antes de usarse, siendo las cajas de metal.

Formado en frio y calienteLos equipos de proteccin personal de uso obligatorio para trabajos en caliente son: Casco de seguridad. Careta de soldar, confiltrosde vidrios adecuados. Ropa de proteccinde cuerocromado (casaca/pantaln o mandil, gorra, escarpines y guantes hasta el codo). Zapatos de seguridad con punta de acero. Respirador confiltrospara humos metlicos.

TRABAJO EN CALIENTE

Un lingote de acero tiene un uso muy reducido hasta que le es dada una forma tal que pueda usarse en un proceso de manufactura. Si el lingote es admitido en frio, se vuelve bastante difcil, si no imposible, convertir el material por medios mecnicos en una forma estructural, acero en barra o lamina. Sin embargo, si el lingote se trabaja en caliente, puede martillarse, rolarse o extruirse en otras formas.

Debido a la desoxidacin y otras desventajas del trabajo en caliente a temperaturas elevadas, la mayora de los metales ferrosos se trabajan en frio o se terminan en frio despus del trabajo en caliente para obtener un buen acabado superficial, alta exactitud dimensional y mejorar las propiedades mecnicas.Una de las propiedades ms importantes de los metales es sumaleabilidad, este trmino indica la habilidad de un metal para ser deformado mecnicamente por encima de su lmite elstico, sin deformarse y sin incremento considerable en la resistencia a la deformacin.

La materia prima (para los procesos de formado), es el acero del lingote, este, con su estructura cristalina tpica gruesa y dendrtica, no es til para las aplicaciones en las que se requiera resistencia mecnica. Las partes fabricadas directamente de acero de lingote pueden estrellarse al recibir fuerzas de trabajo y cargas de impacto. Los granos dendrticos que contiene un lingote vaciado deben recristalizarse para dar al acero la resistencia necesaria, esto se logra mediante procesos de trabajo en caliente como forjado o laminacin.Los factores que influyen en el tamao de grano que se obtienen con la deformacin en caliente son:1. Tamao inicial del grano2. Cantidad de la deformacin3. Temperatura final del proceso4. Velocidad de enfriamiento

Dado que el metal se encuentra a alta temperatura, los cristales reformados comienzan a crecer nuevamente, pero stos no son tan grandes e irregulares como antes. Al avanzar el trabajo en caliente y enfriarse el metal, cada deformacin genera cristales ms pequeos, uniformes, y hasta cierto grado, aplanados, lo cual da al metal una condicin a la que se llamaanisotropau orientacin de grano o fibra, es decir, el metales ms dctil y deformable en la direccin de un eje que en la del otro.La condicin anisotropa nos ayuda a explicar las siguientes ventajas del trabajo en caliente:1. No aumenta la dureza o ductilidad del metal ya que los granos distorsionados y deformados durante el proceso, pronto cambian a nuevos granos sin deformacin.2. El metal se hace ms tenaz pues los cristales formados son ms pequeos y por lo tanto ms numerosos.3. El material se hace ms tenaz debido a que se disminuye el espacio entre cristales y se segregan las impurezas.4. Se requiere menor fuerza y por lo tanto menor tiempo, ya que el material es ms maleable.5. Facilidad para empujar el metal a formas extremas cuando esta caliente, sin roturas ni desgastes pues los cristales son ms plegables y se forman continuamente.6. Ayuda a perfeccionar la estructura granular.7. Se eliminan zonas de baja resistencia.8. Se eliminan los poros en forma considerable debido a las altas presiones de trabajo.9. Bajo costo de los dados.

TRABAJO EN FRIO

Cuando un metal es rolado, extruido o estirado a una temperatura debajo de la de re-cristalizacin, el metal es trabajado en frio. La mayora de los metales se trabajan en frio a temperatura ambiente aunque la accin de formado en ellos causa una elevacin de temperatura.

El trabajo en caliente realizado sobre metal en estado plstico, refina la estructura del grano, mientras que el trabajo en frio distorsiona el grano y reduce un poco su tamao. El trabajo en frio mejora la resistencia, maquinabilidad, exactitud dimensional y terminado de superficie del metal.

Debido a que la oxidacin es menos para trabajo en frio, laminas mas delgadas y hojalatas pueden laminarse mejor que por trabajo en caliente. Varios tipos de procesos y equipos se usan para ambos trabajos en frio y en caliente, pero las fuerzas requeridas y los mtodos para disipar el calor pueden ser completamente diferentes.

CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE DEFORMACIN EN FRO.

LaminacinRechazado de metalFormado por estiradoEstampado o forja en froEmbutidoOtros mtodos

LAMINACIN

Es un proceso cuyo objetivo de este proceso es obtener chapas finas por medio de la reduccin a fro controlada, garantizando al producto homogeneidad de espesor, planicidad y rugosidad adecuada a las etapas siguientes.

La reduccin del espesor se obtiene a travs de los esfuerzos de compresin y traccin realizados por cilindros de laminacin. El molino de laminacin en fro, reduce el espesor de la lmina, a la vez que le dan propiedades de resistencia, dureza y modifican la microestructura del acero. El proceso cuenta con funciones automticas que incluyen la regulacin de la velocidad adems de un control de espesores, lo que permite una gran precisin en toda la gama de calibres.

La lmina puede pasar a un proceso de lavado electroltico, que consiste en eliminar cualquier remanente de aceite soluble en la lmina, o bien directamente a los hornos de recocido. En el proceso de recocido se restablecen tanto las propiedades de maleabilidad como de troque habilidad de la lmina modificados por la reduccin en fro. Para asegurar una ptima calidad, se cuenta con atmsfera base 100% hidrgeno que garantiza limpieza superficial y mejor control de propiedades mecnicas.

El proceso de templado le da a la lmina las propiedades metalrgicas de dureza, resistencia y control de rugosidad superficial.Por ltimo, en el proceso de tensin-nivelado se inspeccionan y mejoran las caractersticas de forma y planes que se crean en el proceso de laminacin, teniendo como resultado un producto extraplano y sin defecto.

Planchas, flejes, barras y varillas son laminadas en fro para obtener productos de superficies pulidas y dimensiones exactas.Estos procedimientos se emplean para hacer lminas finas de los metales ms blandos. La mayor parte de laminado se realiza en laminadoras de cuatro rodillos, y de racimo o de planetario. El laminado en fro de planchas y flejes se clasifica en:

Laminado de superficiesLaminadoun cuarto endurecidoLaminado semiduroLaminado duro completo

Las maquinas para formado por laminado en fro, se extruyen en series de parejas de rodillos que formas progresivamente una cinta metlica que se alimenta continuamente a travs de la mquina a velocidades que van desde 18 a 90 m/min. En esta maquina se producen secciones tubulares por medio de cinco pares de rodillos.

La seccin tubular entra a una soldadura por resistencia despus de haberse formado y es continuamente soldada cuando pasa a travs de la mquina.Los tochos podran laminarse en un gran laminador para lupias, pero esto no se acostumbra hacer por razones econmicas. Frecuentemente se laminan lupias en un laminador continuo de tochos, compuesto alrededor de 8 estaciones de laminado en lnea recta.

El acero formado, por ltimo pasa a travs de laminador y sale con un tamao final de tochos, aproximadamente de 50X50 mm, el cual es la materia prima para muchos fines tales como: barras, tubos y piezas forjadas.

Metalurgia de polvos

La metalurgia de polvos es el arte de elaborar productos comerciales a partir de polvos metlicos bajo presin. El calor, que puede o no utilizarse en este proceso, debe mantenerse a una temperatura abajo del punto de fusin del polvo. La aplicacin del calor durante el proceso o subsecuentemente, se conoce como sinterizado y resulta de la unin conjunta de las partculas finas, mejorando as la resistencia y otras propiedades del producto terminado.

Los productos elaborados por metalurgia de polvos se mezclan frecuentemente con diferentes polvos metlicos o contienen componentes no metlicos para mejorar las cualidades de liga de las partculas y ciertas propiedades o caractersticas del producto final.

El cobalto, o algn otro metal, es necesario en la liga de las partculas de carburo de tungsteno, mientras que el grafito se agrega a los polvos de metal para cojinetes para mejorar las cualidades lubricantes del cojinete terminado.

El metal en forma de polvo es ms que su forma slida y, el proceso, adaptable solo a la produccin en masa, requiere costosos moldes y maquinas. Este costo ms alto se justifica a menudo por las propiedades excepcionales que se obtienen. Algunos productos no pueden hacerse por ningn otro mtodo; otros pueden competir favorablemente con mtodos diferente, debido a que las tolerancias reducidas eliminan la necesidad de cualquier proceso posterior.

CARACTERISTICAS IMPORTANTES DE LOS POLVOS METALICOS

El tamao de la partcula, la forma y la distribucin de los tamaos de los polvos metlicos afectan las caractersticas y propiedades de los productos pensados. Los polvos de producen de acuerdo a especificaciones, tales como forma, finura, distribucin del tamao de la partcula, capacidad para fluir, propiedades qumicas, compresibilidad, densidad aparente y propiedades de sinterizacion.

Lapulvimetalurgiaometalurgia de polvoses un proceso de fabricacin que, partiendo de polvos finos y tras su compactacin para darles una forma determinada (compactado), se calientan en atmsfera controlada (sinterizado) para la obtencin de la pieza.

Este proceso es adecuado para la fabricacin de grandes series de piezas pequeas de gran precisin, para materiales o mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad. Algunos productos tpicos sonrodamientos,rboles de levas,herramientasde corte,segmentos de pistones, guas de vlvulas, filtros, etc.