Material de colada: el material adecuado para cada proceso de colada
La elección del material de fundición óptimo es la base de la calidad de los componentes y la rentabilidad. Esta guía está dirigida a ingenieros y responsables de la toma de decisiones. Ofrece una visión general fundamentada de las propiedades mecánicas y la colabilidad tecnológica de los metales y polímeros más modernos. Descubra cómo puede evitar las cavidades de contracción y lograr la máxima precisión dimensional mediante la coordinación específica del material y el proceso de fundición.
Introducción
La fundición es uno de los procesos de fabricación más antiguos y versátiles de la industria moderna. Ya se trate de complejos componentes de motores, delicadas carcasas o robustos accesorios industriales, la elección del material de fundición adecuado es crucial para la funcionalidad, durabilidad y rentabilidad de su componente.
Esta guía le dirá todo lo que necesita saber sobre los materiales de fundición más comunes, sus propiedades específicas y los procesos de fundición para los que son más adecuados.
Por qué es crucial la elección de los materiales de fundición
A diferencia del mecanizado sustractivo CNC, en el que las geometrías se crean eliminando material, la fundición se basa en el moldeo primario a través de la transición de fase de líquido a sólido. Aquí encontrará más información sobre procesos, métodos, ventajas e inconvenientes de la fundición.
La elección del material es una decisión de diseño fundamental. El material debe cumplir las características mecánicas requeridas (como la resistencia a la tracción y la tenacidad) en el estado de funcionamiento y, al mismo tiempo, ofrecer una excelente resistencia a la corrosión. Colabilidad espectáculo.
Esta propiedad tecnológica es crucial para la estabilidad del proceso y la calidad de los componentes. La alta colabilidad incluye una excelente Caudal y capacidad de llenado del molde, para obtener imágenes precisas incluso de cavidades de paredes finas, así como una Comportamiento de solidificación. Esto último es esencial para minimizar los defectos relacionados con el material, como Contracción del volumen (formación de espiráculos), Grietas de contracción o Grietas calientes que hay que evitar. Sólo coordinando las aleaciones y los procesos de fundición puede conseguirse un alto nivel de precisión dimensional minimizando al mismo tiempo los desechos.
Más información sobre los procesos de fundición en FACTUREE aquíMateriales de fundición de hierro (metales ferrosos)
Los metales ferrosos son la columna vertebral de la ingeniería mecánica. Se caracterizan por su gran resistencia, buena disponibilidad y excelentes propiedades de amortiguación.
Fundición con grafito laminar (fundición gris - EN-GJL)
La fundición gris es el material de fundición más utilizado. El grafito que contiene tiene forma laminar, lo que confiere al material sus propiedades características.
- Propiedades: Alta resistencia a la compresión, excelente amortiguación de las vibraciones, excelente conductividad térmica y muy buena mecanizabilidad.
- Aplicaciones: Bloques de motor, carcasas de cajas de cambio, discos de freno, bancadas de máquinas herramienta.
Fundición de grafito esferoidal (fundición nodular - EN-GJS)
Al añadir magnesio, el grafito forma esferas en lugar de láminas. Esto elimina el efecto de muesca de las láminas y hace que el material sea mucho más resistente.
- Propiedades: Propiedades mecánicas similares a las del acero, alta resistencia a la tracción, buena tenacidad y ductilidad.
- Aplicaciones: Cigüeñales, componentes de seguridad en la construcción de vehículos, tuberías para alta presión.
Fundición maleable (EN-GJM)
La fundición maleable ocupa una posición intermedia entre la fundición de hierro y la de acero. El tratamiento de recocido a largo plazo (revenido) hace que la fundición sea resistente y maleable.
- Aplicaciones: Piezas pequeñas de paredes finas, herrajes, cerraduras, piezas de chasis.
Acero fundido (EN-GJS)
El acero fundido se utiliza cuando la resistencia del hierro fundido es insuficiente o se requiere una buena soldabilidad para estructuras compuestas.
- Propiedades: Máxima tenacidad, soldable, personalizable (por ejemplo, resistente al calor o a la corrosión).
- Aplicaciones: Carcasas de turbinas, accesorios pesados, componentes para ingeniería de plantas.
Metales no ferrosos durante la fundición
Los metales no férreos obtienen una alta puntuación gracias a su bajo peso, su conductividad específica y su extrema resistencia a la corrosión.
Aleaciones de aluminio
El aluminio es la estrella de la construcción ligera y puede procesarse de forma especialmente económica en fundición a presión.
- Propiedades: Baja densidad, muy buena resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica.
- Aplicaciones: Carcasas para electrónica, componentes de automoción y aeroespacial.
Aleaciones de magnesio
Si se requiere el máximo ahorro de peso, el magnesio es la primera opción (más ligero que el aluminio).
- Propiedades: Extremadamente ligero, alta relación resistencia-peso, buena amortiguación.
- Aplicaciones: Carcasas para ordenadores portátiles y teléfonos móviles, volantes, componentes estructurales ligeros.
Aleaciones de titanio
Debido a su reactividad, el titanio suele procesarse al vacío en la fundición a la cera perdida.
- Propiedades: Máxima resistencia específica, biocompatible, extremadamente resistente a la corrosión del agua de mar y los ácidos.
- Aplicaciones: Implantes, componentes de turbinas, aeroespacial.
Aleaciones de zinc (Zamak)
El zinc es ideal para artículos fabricados en serie con la máxima precisión.
- Propiedades: Hormigón de bajo punto de fusión y paredes extremadamente finas, muy adecuado para revestimientos galvánicos.
- Aplicaciones: Herrajes, juguetes, pequeñas piezas de precisión.
Aleaciones de cobre (bronce y latón)
- Propiedades: Excelentes propiedades de deslizamiento y desgaste (bronce), alta conductividad eléctrica, aspecto decorativo.
- Aplicaciones: Casquillos de cojinete, hélices de barco, hierro fundido, accesorios para cojinetes de agua.
Materiales especiales y plásticos
Además de los metales, los materiales compuestos y los polímeros están ampliando el espectro de la tecnología de fundición.
Hormigón polímero
Material compuesto de cargas minerales y resina epoxi que se vierte en frío en moldes.
- Ventaja: Amortiguación extrema de las vibraciones e inercia térmica.
- Aplicación: Bastidores para máquinas herramienta de alta precisión.
Los plásticos en el proceso de moldeo
- Moldeo por vacío (poliuretano - PUR): Ideal para prototipos y pequeñas series. Simula las propiedades de plásticos en serie como el ABS o el caucho.
- Moldeo por inyección (termoplásticos): El proceso estándar para la producción en serie de componentes poliméricos (PA, PP, PEEK).
¿Qué proceso de fundición para qué material?
No todos los materiales pueden procesarse de forma óptima con todos los métodos. He aquí una breve guía:
| Procedimiento | Materiales típicos | Tamaño de los lotes | Reportaje especial |
|---|---|---|---|
| Fundición en arena | Fundición gris, acero, aluminio | Serie 1 a media | Fabricación rentable de moldes |
| Fundición a presión | Aluminio, magnesio, zinc | Grandes series | Alta frecuencia de ciclos, paredes finas |
| Fundición a la cera perdida | Acero inoxidable, titanio, bronce | Pequeña a mediana | Máximo nivel de detalle |
| Fundición de moldes | Aluminio, latón | Serie media | Buenas propiedades mecánicas |
| Moldeo al vacío | Poliuretano (PUR) | 5-50 piezas | Construcción rápida de prototipos |
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