Informe Técnico: Carrión Venancio, Leonardo Ucañan Choquemoroco, Esthefany

INFORME TÉCNICO LABORATORIO N°4 MOLDEO Y COLADA INTEGRANTES CARRIÓN VENANCIO, Leonardo UCAÑAN CHOQUEMOROCO, Esthefany PROFESOR: SALAZAR MAGUIÑA, Marco Tulio CURSO-SECCIÓN: LABORATORIO DE PROCESOS DE MANUFACTURA -MC216 “C” INSTITUCIÓN: Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Mecánica FECHA DE REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO: 03-05-2019 FECHA DE PRESENTACIÓN: 10-05-2019

2019-1

Tabla de contenido 1. Objetivos ...................................................................................................... 1 2. Marco Teórico .............................................................................................. 1 2.1. Regla ...................................................... Error! Bookmark not defined. 2.2. Vernier.................................................... Error! Bookmark not defined. 2.3. Micrómetro ............................................. Error! Bookmark not defined. 2.4. Goniómetro ............................................ Error! Bookmark not defined. 2.5. Comparador de Reloj ............................. Error! Bookmark not defined. 2.6. Comparador o proyector de perfiles ....... Error! Bookmark not defined. 2.7. Rugosímetro ........................................... Error! Bookmark not defined. 2.8. Esferómetro ............................................ Error! Bookmark not defined. 2.9. Nivel ....................................................... Error! Bookmark not defined. 2.10.

Escuadra combinada .......................... Error! Bookmark not defined.

2.11.

Calibradores de roscas ....................... Error! Bookmark not defined.

2.12.

Galgas de espesores .......................... Error! Bookmark not defined.

2.13.

Tacómetro ........................................... Error! Bookmark not defined.

2.14.

Odómetro ............................................ Error! Bookmark not defined.

2.15.

Pirómetro ............................................ Error! Bookmark not defined.

2.16.

Manómetro .......................................... Error! Bookmark not defined.

2.17.

Balanza ............................................... Error! Bookmark not defined.

3. Cálculos y Resultados ................................................................................. 7 3.1. Pieza 1 ................................................... Error! Bookmark not defined. 3.2. Pieza 2 ................................................... Error! Bookmark not defined. 3.3. Pieza 3 ................................................... Error! Bookmark not defined. 4.Conclusiones .................................................... Error! Bookmark not defined. 5. Cuestionario ................................................................................................... 9

1. Objetivos El presente laboratorio tiene como objetivos: 

 

Verificar el coeficiente de contracción del aluminio (obtener el real), así como verificar los cálculos relativos a la ubicación del bebedero, mazarotas y empuje metalostatico para que no tenga defectos la fundición. Mostrar el proceso de un proceso real de Moldeo y Colada. Conocer y utilizar los equipos y procedimientos para realizar una pieza mediante el moldeo y colada, y además identificar los defectos producidos en la pieza.

2. Fundamento Teórico FUNDICIÓN •

Es el 1er proceso de conformado de los metales

•

Bajo costo de fabricación.

•

Aplicado en piezas de forma compleja o de gran volumen

•

Presentan estructura granular equiaxial (grano no deformado).

Horno de arco eléctrico

Estructura Granular del acero bajo %C Colada 1

SOLIDIFICACIÓN Contracción volumétrica de metales, en el proceso de enfriamiento Temperatura Fusión

Metal

Contracción volumétrica %

(ºC)

Sólido

Solidificación

Líquida

Aluminio

660

5,6

7

1,2

Fundición hierro gris

1200

3

1,8

Fundición acero bajo carbono

1458

7,2

3

0,9

Cobre

1084

7,5

4,5

0,8

Bronce (Cu-Sn)

1010

6

5,5

CURVA DE ENFRIAMIENTO DEL ALUMINIO Volumen especifico ( cm3/g )

Volumen especifico (cm3/g) VS Temperatura (ºC)

0.44 0.43 0.42 0.41 0.4 0.39 0.38 0.37 0.36 0

200

400

600

800

1000

Temperatura ( ºC )

2

CURVA DE ENFRIAMIENTO DE UNA ALEACIÓN

MODELO Es un prototipo de la pieza con dimensiones corregidas, por: 1. Acabado superficial; dejar material para retirarlo en proceso de acabado, en forma de viruta. 2. Contracción térmica; para compensar la contracción que el material experimenta al enfriarse desde la temperatura de fusión hasta la temperatura ambiente, a las dimensiones de la pieza se le incrementa la contracción del metal en la fase sólida. 3. Angulo de salida, se aplica sólo a los modelos permanentes, para poder retirarlo del molde sin averiarlo. Para facilitar su retiro el modelo debe tener una conicidad en la dirección que se retirara. TIPOS DE MAZAROTAS

3

COMPONENTES DE UN MOLDE EN ARENA

MAZAROTA O ALIMENTADOR

Objetivo: evitar que el vacío o rechupe, generado por la contracción del metal al pasar de la fase liquida a la fase sólida, llegue a la pieza. Requisitos que debe cumplir la mazarota:

1. Ser la última en solidificar 2. Estar ubicada en las zonas de mayor masa (puntos calientes) 3. Tener el volumen suficiente para compensar la contracción de solidificación de la pieza y de ella misma. 4. Su ubicación debe garantizar, mantener una presión hidrostática para transferir el metal líquido de la mazarota a la pieza.

4

FORMA DE LA MAZAROTA

La forma ideal es una esfera. La forma práctica es cilíndrica; con R/D = 0.6 á 1.8

DISEÑO DEL PRODUCTO Para una fundición fácil y eficiente, facilite la producción del molde:

•

Evitar complejidades innecesarias, reducir el uso de corazones.

•

Debe evitarse esquinas y ángulos agudos

Cambio de diseño para eliminar la necesidad de usar un corazón: (a) diseño original y (b) rediseño

5

DEFECTOS COMUNES EN PIEZAS OBTENIDAS POR FUNDICIÓN

(a) llenado incompleto, (b) junta fría, (c) gránulos fríos, (d) cavidad por contracción, (e) microporosidad y (f) desgarramientos caliente

DEFECTOS COMUNES EN PIEZAS OBTENIDAS POR FUNDICIÓN EN MOLDES DE ARENA

6

3. Procedimiento PROCEDIMIENTO -

Se selección la caja de acuerdo al tamaño del modelo: Para esto hay que tener en cuenta que la caja debe tener una distancia considerable entre los bordes y el molde que se realizara ya que si esta distancia es muy corta puede ocurrir un desborde al retirar el modelo.

-

Colocar en la tabla de moldeo la mitad inferior de la caja de moldeo (previamente verificar y/o colocar un indicador para la posición de las asas).

-

Ubicar el modelo (si es entero) o la mitad del modelo (si es partido) en el centro de la caja.

-

Cubrir con talco o grafito la superficie del modelo: Esto permite facilidad para el momento de quitar el modelo, además el grafito se puede usar para el final de manera que quede mejor el moldeo.

-

Agregar la arena de contacto (arena tamizada) aproximadamente que tape 5 cm al modelo: La tamizada permite que sea un aplastamiento uniforme para evitar aglomeraciones alrededor del molde.

-

Presionar manualmente la arena con la finalidad de aplicar la propiedad plástica de la arena.

-

Llenar la caja con arena de relleno.

-

Compactar con los atacadores. (imagen 1 y 2)

-

Enrasar con una regla.

-

Voltear la caja y colocar la caja superior. (imagen 3)

-

Colocar la otra mitad del modelo. (si es modelo partido)

-

Ubicar el bebedero y la mazarota en las posiciones elegidas: Para esto hay que tener en cuenta las zonas calientes de los modelos, y el bebedero debe ser escogido de tal manera que el enfriamiento sea uniforme y no haya desperfectos por rechupe.

-

Se procede tal como en la caja inferior. (imagen 4)

-

Una vez terminado el moldeo, se extraen los ductos del bebedero y mazarotas (si es que estas no son ciegas), se procede hacer la copa del bebedero.

-

Abrir la caja, extraer el modelo y colocar el o las almas si es que las tienen.

-

Hacer el conducto de colada y los de las mazarotas. 7

-

Cerrar la caja teniendo cuidado que los indicadores de posición de las cajas coincidan.

-

Con las agujas respectivas hacer los orificios para ayudar a la permeabilidad.

-

Colocar su caja en la zona de colada.

-

Tomar la temperatura de colada.

-

Verter el metal fundido. (imagen 5)

-

Sacar el producto. (imagen 6)

Tomar las medidas obtenidas en su producto

Imagen 1

Imagen 3

Imagen 2

Imagen 4

8

Imagen 5

Imagen 6

4. Cuestionario 1.-Teniendo en cuenta las características de su proyecto indique usted si la arena utilizada cumplió su objetivo. Cumplió parcialmente su objetivo: 

Ya que la arena fue lo suficiente plástica como para adquirir la figura del molde sin desmoronarse.



La permeabilidad fue suficiente debido a que la pieza pudo desprenderse sin problemas del molde



No se observó perforaciones del material fuera del molde.

2.- Indique las zonas calientes de su proyecto

9

3.-Indique si la ubicación de los bebederos y mazarota cumplieron su objetivo  El bebedero cumplió su objetivo ya que no se produjeron rechupes.  Se llenó totalmente la pieza con el material produciendo pocas perdidas.  Se ubicaron en los puntos calientes.  También al ser grande el bebedero ayuda a compensar la contracción del material. 4.-grafique la curva de enfriamiento de su proyecto:

5.-Indique el tiempo de solidificación real La regla de Chvorinov es una relación matemática formulada por Nicolas Chvorinov en 1940 que, en procesos de fundición metalúrgica, relaciona el tiempo de solidificación de una pieza con su volumen y superficie. 𝑉 2 𝑇𝑆 = 𝐾 ( ) 𝐴

𝑇𝑆

∶ 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛(min.)

𝑉 ∶ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑐𝑚3 ) = 408.226 𝐴 ∶ 𝐴𝑟𝑒𝑎 (𝑐𝑚2 )

= 510.59 cm2

𝐾 ∶ 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜{2.5 − 3} Pieza:

t = 1.9176 min

10

6.-Indique usted los defectos obtenidos en el proceso indicado la causa y la solución. El tamiz estaba en malas condiciones ya que el contorno estaba roto y esto retraso el ensayo del laboratorio. La solución seria hacer un mantenimiento de los materiales del laboratorio. 7.-Las características de la arena utilizada son las adecuadas para su proyecto. Fueron las adecuadas, ya que no tuvimos problemas en hacer el molde ni al momento de desmoldar, cumplió satisfactoriamente su objetivo. 8.-Calcular el costo de fundición de su proyecto. Considerando 1.85 dólars por kilogramo de aluminio= 6.18 soles/kg El volumen total fue 408.226, considerando la densidad del aluminio 2.7 gr/cm 3 la masa total fue de 1.102kg que resulta en un costo de S/. 6.81 aproximadamente.

5. Conclusiones

11