La fundición de metales ferrosos es un proceso de fabricación fundamental que consiste en verter aleaciones ferrosas fundidas (principalmente aleaciones a base de hierro) en un molde prefabricado, seguido de un enfriamiento y solidificación para formar piezas fundidas con formas, tamaños y propiedades mecánicas específicas.
Como tecnología fundamental en la industria manufacturera, se aplica ampliamente en diversos campos debido a su rentabilidad, adaptabilidad y capacidad para producir componentes de formas complejas.
Principales tipos y aplicaciones de la fundición de metales ferrosos
| Tipo | Características principales | Aplicaciones típicas |
| Hierro fundido gris | Grafito laminar, buena absorción de impactos, fácil de procesar, bajo costo | Bloques de motor, discos de freno, bancadas de máquinas herramienta, carcasas de bombas |
| Hierro dúctil | Tratamiento de esferoidización, grafito esférico, excelente resistencia y tenacidad | Cigüeñales, engranajes, tuberías de alta presión, tapas de alcantarilla |
| Hierro fundido blanco | Alta dureza, buena resistencia al desgaste, extremadamente frágil | Bolas de molienda, revestimientos para molinos, piezas resistentes al desgaste |
| Hierro fundido maleable | Recocido para obtener grafito floculento, de buena tenacidad | Accesorios para tuberías, soportes, piezas para maquinaria agrícola |
| Acero fundido | Bajo contenido en carbono, alta resistencia, buena resistencia al impacto | Estructuras de alta resistencia, maquinaria de construcción, recipientes a presión |
Flujo del proceso de fundición de metales ferrosos
La fundición de metales ferrosos se refiere principalmente a la producción de piezas de fundición de hierro y acero. El flujo general del proceso es similar. A continuación se presenta un proceso de producción ordenado y claro, adecuado para documentos técnicos o para la comunicación con clientes extranjeros.
I. Descripción general del flujo del proceso
1. Diseño de procesos y fabricación de moldes
2. Moldeado / Fabricación de núcleos
3. Fundición de hierro fundido / acero fundido
4. Verter
5. Sacudida y limpieza
6. Tratamiento térmico
7. Acabado, inspección y almacenamiento
II. Descripción detallada de los pasos
1. Diseño de procesos y fabricación de moldes
– Diseñar el proceso de fundición de acuerdo con el plano de la pieza: determinar el sistema de colada, el canal de alimentación, el coeficiente de contracción, el espesor de pared, etc.
– Fabricar moldes de madera, de metal o de plástico.
– Para la fundición por colada en molde (fundición de precisión), primero haz los modelos de cera.
2. Moldeado y fabricación de núcleos
– Moldeado: Realice el molde utilizando arena de moldeo, arena de resina, arena de silicato de sodio, etc.
– Fabricación del núcleo: Se fabrica el núcleo de arena para dar forma a la estructura interna de la cavidad de la pieza fundida.
– Monta el molde y fíjalo para verter el material.
3. Fundición de metales ferrosos
– Fundir arrabio, chatarra de retorno y acero en equipos como el cubilote y el horno eléctrico de frecuencia intermedia.
– Ajustar la composición: carbono, silicio, manganeso, azufre, fósforo y elementos de aleación.
– En el caso del hierro dúctil, también se requieren un tratamiento de esferoidización y un tratamiento de inoculación.
4. Colada de fundición ferrosa
– Verter hierro fundido o acero fundido a alta temperatura (entre 1350 y 1450 ℃ para el hierro fundido, y a temperaturas más altas para el acero fundido) en el molde.
– Controle la temperatura y la velocidad de vertido para evitar burbujas, inclusiones y un vertido insuficiente.
5. Sacudida y limpieza
– Una vez que se haya enfriado la pieza fundida, desmóldela y sacúdala para eliminar la arena de moldeo.
– Cortar el sistema de colada y el canal de alimentación.
– Eliminar la capa de óxido y las rebabas de la superficie mediante granallado o chorro de arena.
6. Tratamiento térmico
Tanto el hierro fundido como el acero fundido suelen requerir un tratamiento térmico para mejorar su rendimiento:
– Hierro fundido gris: Recocido de alivio de tensiones
– Hierro dúctil: Recocido, normalización, temple y revenido
– Acero fundido: normalización, templado, temple y revenido, etc.
Objetivo: Mejorar la resistencia y la dureza, eliminar la tensión interna y estabilizar las dimensiones.
7. Acabado e inspección
– Lijar y corregir la deformación.
– Inspección dimensional y ensayos de propiedades mecánicas.
– Ensayos no destructivos (UT/MT/PT, etc.).
– Una vez superada la inspección, se puede mecanizar o entregar directamente.
III. Breve resumen (apto para su difusión externa)
El proceso de fundición de metales ferrosos es el siguiente: Primero se fabrica el molde → Se prepara el molde de arena → Se funde el hierro o el acero → Se vierte en la cavidad para que se enfríe → Se limpia la arena y se retiran los canales de colada y los elevadores → Se refuerza mediante tratamiento térmico → Se inspecciona y se entrega una vez superado el control de calidad.
Puntos clave para el moldeo y la fabricación de núcleos en la fundición de metales ferrosos
En la fundición de metales ferrosos (incluidos el hierro fundido y el acero fundido), el moldeo y la fabricación de núcleos son los dos procesos más críticos que determinan el aspecto, la precisión dimensional y los defectos internos de las piezas fundidas. Una falta de cuidado en cualquiera de estos procesos puede provocar fácilmente defectos como poros de aire, inclusiones de arena, deformaciones, adherencia de arena y desviaciones dimensionales.
A continuación se enumeran los puntos clave que deben tenerse en cuenta en la producción real; son concisos, prácticos y adecuados para incluirlos en documentos técnicos o en la comunicación con clientes extranjeros.
Puntos clave del proceso de moldeo en la fundición de metales ferrosos
1. Control de las propiedades de la arena de moldeo
– Mantener la resistencia, la permeabilidad al aire, el contenido de humedad y la compactibilidad de la arena de moldeo.
– Un contenido excesivo de humedad provocará la formación de burbujas; un contenido insuficiente de humedad reducirá la capacidad de desmoronamiento de la arena de moldeo y facilitará que la arena se pegue.
– Una permeabilidad al aire insuficiente impedirá que el gas se expulse durante el vertido, lo que provocará la formación de burbujas y la acumulación de gas en el molde.
2. Manipulación de patrones (moldes)
– La superficie del patrón debe estar lisa, y se debe aplicar adecuadamente un agente separador para evitar que el molde se pegue.
– Comprueba el tamaño del modelo, el redondeo y el ángulo de desmoldeo para evitar daños en la cavidad del molde durante el estirado del modelo.
– Corrija a tiempo los moldes deformados; de lo contrario, las piezas fundidas presentarán desviaciones dimensionales.
3. Relleno con arena y compactación
– Apisone la arena capa por capa para evitar que haya zonas sueltas o excesivamente duras.
– La arena suelta provocará el arrastre de arena, la presencia de inclusiones de arena y el derrumbe del molde.
– Una arena excesivamente compactada provocará una mala permeabilidad al aire y la formación de burbujas.
– Presta especial atención a la compactación de las esquinas y las nervaduras delgadas para evitar el desprendimiento de arena.
4. Diseño de patrones y reparación de moldes
– Trace el patrón de forma firme y vertical para evitar rayar la cavidad del molde.
– Repara a tiempo la pérdida de arena, las grietas y las piezas sueltas de la cavidad del molde.
– La superficie de la cavidad del molde debe ser plana y lisa para reducir las rebabas y los salientes.
5. Sistema de compuertas, conductos ascendentes y ventilación
– La ubicación, el tamaño y la orientación del sistema de colada deben ser adecuados para evitar el lavado directo de la arena de moldeo.
– El canal de alimentación debe colocarse correctamente para garantizar la alimentación y evitar cavidades y porosidad por contracción.
– El canal de ventilación debe estar libre de obstrucciones para evitar el atrapamiento de aire y los defectos de burbujas.
6. Montaje y posicionamiento del molde
– Asegúrese de que los moldes superior e inferior estén correctamente alineados para evitar desplazamientos del molde y desviaciones del núcleo.
– Selle bien la junta del conjunto del molde para evitar que el metal se salga y se formen rebabas.
– Limpie la arena suelta de la cavidad del molde tras el montaje para evitar inclusiones de arena.
Puntos clave del proceso de fabricación de núcleos en la fundición de metales ferrosos
1. Propiedades de la arena de moldeo
– La arena para núcleos debe tener una gran resistencia, soportar altas temperaturas y ser fácilmente compactable.
– El hierro fundido y el acero fundido alcanzan temperaturas de colada elevadas; una arena de núcleo con escasa resistencia a las altas temperaturas provocará que la arena se adhiera y se sinterice.
– La permeabilidad al aire debe ser excelente, ya que los núcleos son los más propensos a presentar defectos de burbujas.
2. Refuerzo del núcleo y ventilación
– El refuerzo del núcleo (alambre del núcleo) debe tener la resistencia suficiente para evitar la deformación y la rotura del núcleo.
– Se deben perforar orificios o canales de ventilación para garantizar la salida de gases.
– Una mala evacuación de los gases provocará la aparición de burbujas internas de gran tamaño y poros diminutos en las piezas fundidas.
3. Tamaño y deformación del núcleo
– Controle el tamaño del núcleo durante su fabricación para evitar que se combe o se deforme.
– Los núcleos largos y delgados y los núcleos en voladizo deben estar sujetos para evitar que floten o se desvíen durante el vertido.
– La desviación del núcleo provocará directamente un espesor irregular de las paredes y el desecho de las piezas fundidas.
4. Secado y tratamiento de superficies
– Los núcleos deben estar completamente secos; la humedad es la principal causa de la formación de burbujas.
– Aplicar un recubrimiento (recubrimiento de grafito, recubrimiento de polvo de circonio, etc.) sobre la superficie del núcleo:
Para evitar que la arena se pegue;
Para mejorar el acabado superficial de las piezas fundidas.
5. Colocación y fijación del núcleo
– Coloque el núcleo en la posición correcta para garantizar un espesor uniforme de las paredes de la pieza fundida.
– Fije bien el núcleo para evitar que flote y se desvíe debido a la flotabilidad del metal fundido.
– Selle el espacio de impresión del núcleo para evitar que el metal se desborde y se formen rebabas.
Resumen de Suijin Casting
En resumen, la fundición de metales ferrosos es un proceso confiable, eficiente y rentable proceso de fabricación, que desempeña un papel importante en la industria manufacturera mundial y seguirá evolucionando con los avances tecnológicos para satisfacer los requisitos de calidad y rendimiento cada vez más exigentes de diversos sectores.
Los puntos fundamentales del moldeado y la fabricación de núcleos se pueden resumir en tres frases:
1. Las propiedades de la arena de moldeo y de noyos son estables, y su permeabilidad al aire, resistencia mecánica y resistencia a altas temperaturas cumplen con las normas.
2. La cavidad y el núcleo del molde presentan dimensiones precisas, una compactación uniforme y una ventilación sin obstrucciones.
3. El conjunto del molde y la colocación del núcleo se posicionan con precisión y se sellan firmemente para evitar que el núcleo se desplace, que el molde se mueva y que la arena se lave.
