“METALCAST LTDA” fue la oportunidad de adquirir practica y reforzar conocimiento en cuanto al proceso de fundición y moldeo, observando que los procesos estudiados en la etapa lectiva desarrollados en el SENA, son similares a los que han venido siendo practicados en la etapa productiva, claro esta, con algunas diferencias en sus métodos y procedimientos que se deben a la finalidad de cada institución.
Se profundizo en el trabajo de campo, ya que en la empresa se tiene la facilidad de interactuar todo el tiempo con las materias primas, las herramientas de trabajo y con el proceso mismo; ya sea elaboración de machos, moldeo y fundición; lo cual ayuda mucho en nuestra formación, para tener una practica constante, que es la que finalmente nos hace adquirir experiencia para lograr perfeccionar las técnicas estudiadas y así poder ser unos buenos “TECNICOS PROFESIONALES EN PLANEACION Y EJECUCION DE PROCESOS DE FUNDICION Y MOLDEO”.
jueves, 27 de noviembre de 2008
FUNCION REALIZADA
Mi participación en esta empresa se baso en la elaboración de machos, también llamados corazones o noyos, los cuales están elaborados con la finalidad de dejar en el molde la replica de la parte hueca de la pieza, es decir donde no debe penetrar el metal.
Se realizan todos los machos correspondientes a la fabricación de los motores de la SIEMENS.
Con la práctica de este proceso, se concluyo lo siguiente:
1. Un buen macho debe tener las siguientes cualidades:
* Ser refractario, es decir resistir altas temperaturas.
* Tener resistencia mecánica, para soportar la presión metalostatica que ejerce el metal sobre el.
* Ser permeable, para así poder ser fácilmente penetrado por los gases generados durante la colada, y así no generar defectos en la pieza final.
* Ser resistente al trascurso del tiempo.
* Mantenerse integro en su totalidad.
* No debe tener ni curvaturas, ni grietas, y ninguna clase de deformaciones que no estén contempladas en el modelo inicial.
Para que todo lo anterior sea posible se deben tener en cuenta múltiples factores:
1. La sílice (arena utilizada), debe tener una buena granulometría, es preciso que no sea demasiado fina, ya que impide la permeabilidad, ni tampoco gruesa, ya que se seca demasiado rápido y se vuelve poco moldeable. Por ello se debe controlar el tamaño de grano que debe ser medio.
2. La cantidad de carbonilla no debe excederse, ya que esto también interviene en que la arena se seque rápido.
3. La cantidad de silicato debe estar en una medida media, hasta el punto de humedecer la arena.
4. La mezcla de la arena debe ser homogénea, para disminuir los grumos que pueda tener la carbonilla, y para que el silicato se aglutine con la sílice, de lo contrario si el metal entra en contacto directo con el silicato este entra en reacción, generando sopladuras y en algunos casos poros.
5. La arena debe permanecer cubierta, después de haber sido preparada, ya que tiende a secarse por la acción del aire que descompone al silicato de sodio.
6. Si la arena esta un poco seca, se debe tratar de tomar arena húmeda, por lo menos para la parte que entre en contacto con el modelo, para así tener una superficie lisa.
7. La operación de apisonado, debe regirse estrictamente por el análisis del modelo a realizar; así por ejemplo el apisonado en un modelo pequeño, con salientes del mismo tamaño, debe ser consistente, pero no extremadamente fuerte, ya que las pequeñas salidas tienden a quedarse adheridas al modelo, por el contrario en un modelo grande, regular y con salientes medianas, el apisonado debe ser fuerte, para poder formar una estructura completamente lisa. Al igual si se tiene una arena que esta un poco seca, es necesario apisonar más fuerte, que si la arena estuviese húmeda; ya que los granos de la misma necesitan ser compactados.
8. La apertura de canales, para la penetración del dióxido de carbono debe darse según el tamaño del modelo a realizar.
9. Al aflojar el macho del respectivo modelo, es importante no excederse en los golpes que se deben realizar para esta operación, ya que si se golpea demasiado fuerte, se pueden generar grietas o rupturas, y si por el contrario el golpe es suave, el macho puede quedarse adherido al modelo.
10. La cantidad y presión de dióxido de carbono insuflada al macho, depende básicamente del tamaño del mismo, inicialmente es preciso trabajar con poca presión, para no tener desprendimientos de arena, pero luego de que se haya secado un poco, se puede subir la presión. No se debe exceder en la cantidad de CO2 utilizado, ya que los machos se humedecen demasiado, siendo poco resistentes al transcurso del tiempo y evidenciando desprendimiento de arena, pero si por el contrario se agrega poco de este material, el macho tiende a deformarse y a formar curvaturas y grietas, lo cual impide su posterior uso.
11. Si el macho, ha sufrido una pequeña ruptura, se puede realizar un método que consiste en agregarle un tipo de pegamento a base de harina de trigo y agua, al pedazo que se ha desprendido, añadiéndolo al macho. Se debe tener en cuenta que no debe ser un pedazo demasiado grande, ya que el macho se consideraría inservible.
12. La disposición de cada macho debe estar en un lugar adecuado, para así no tener posibles curvaturas y grietas, provocadas por superficies rugosas y que no son completamente planas.
ELABORACION DE MACHOS
Los machos son fabricados a partir de arena al CO2, que tiene las siguientes indicaciones:
Se agregan 150 Kg. de arena Sílice a la mezcladora, se procede a agregar 0.5 Kg. de colapsil y 4.8 Kg. de carbonilla, dando inicio al proceso de mezcla, durante el cual se agregan 15 Kg. de silicato, la mezcla debe quedar completamente homogénea. Posteriormente se vacía la arena a una carretilla, la cual debe ser inmediatamente cubierta, para que la arena no sea secada por efecto del aire sobre el silicato de sodio.
A continuación es analizado el modelo a realizar, con lo cual se determina la clase de pisón, el modo de apisonado, la cantidad y tamaño de canales para insuflar el dióxido de carbono y así mismo la cantidad de CO2.
Se agregan 150 Kg. de arena Sílice a la mezcladora, se procede a agregar 0.5 Kg. de colapsil y 4.8 Kg. de carbonilla, dando inicio al proceso de mezcla, durante el cual se agregan 15 Kg. de silicato, la mezcla debe quedar completamente homogénea. Posteriormente se vacía la arena a una carretilla, la cual debe ser inmediatamente cubierta, para que la arena no sea secada por efecto del aire sobre el silicato de sodio.
A continuación es analizado el modelo a realizar, con lo cual se determina la clase de pisón, el modo de apisonado, la cantidad y tamaño de canales para insuflar el dióxido de carbono y así mismo la cantidad de CO2.
Video elaboracion de macho.
Se toma la cantidad de arena necesaria para poder apisonar con facilidad, tratando de penetrar hasta el último recodo del modelo. Posteriormente se realizan canales o vientos y se afloja el macho; para que este no se quede adherido. Por ultimo, es insuflado el dióxido de carbono que reaccionara con el silicato de sodio, endureciendo la arena.
Fotos de machos.
Estos son algunos de los diferentes machos elaborados en arena al CO2, con sus correspondientes modelos. Cada uno de ellos se moldea de diferente manera, debido a su tamaño y a la disposición y presentación del modelo.
Fotos elaboracion de carcazas
Los modelos de la carcaza, con sus respectivos moldes elaborados en arena al CO2
Molde central
La disposicion generada, es la de la carcaza final; la cual debe estar provista de un molde central, y 4 moldes laterales, en uno de los cuales ira ubicado un macho llamado hornera.
Moldes de la carcaza completamente unidos por una camisa, que contraresta la presion metalostatica. En la parte inferior se cubre con una capa de arena al CO2, para obstaculizar el paso de metal.
Carcazas aptas para el proceso de acabado
Molde central
La disposicion generada, es la de la carcaza final; la cual debe estar provista de un molde central, y 4 moldes laterales, en uno de los cuales ira ubicado un macho llamado hornera.
Moldes de la carcaza completamente unidos por una camisa, que contraresta la presion metalostatica. En la parte inferior se cubre con una capa de arena al CO2, para obstaculizar el paso de metal.
Carcazas aptas para el proceso de acabado
MOLDEO
El moldeo, proceso mediante el cual se obtiene una reproducción en negativo de una pieza, empieza por la obtención de arena verde, la cual básicamente es sílice, bentonita, carbonilla y agua. En este caso la arena no es preparada nueva, es decir esta arena se recicla después de cada fundición.
La arena es recibida en la mezcladora de artesa giratoria, en la cual empieza la mezcla para disminuir grumos formados, el operario es el responsable de decidir que cantidad de bentonita, carbonilla y agua requiere la arena, con las siguientes observaciones:
Si la arena esta demasiado seca es necesario agregar una buena cantidad de agua, si las piezas que fueron moldeadas, en la etapa de desmoldeo se ven limpias, quiere decir que no requiere de carbonilla, y si la arena no se compacta de tal forma que se mantenga unida, se debe agregar bentonita.
Por lo cual no se tienen cantidades exactas establecidas de cada materia, lo que genera que no siempre se obtenga la misma calidad en la pieza final.
Se debe analizar el modelo a moldear, determinando la utilización del atacador neumático o de la maquina de moldear, como también en donde irán ubicados los bebederos, respiraderos, vientos, canales, y toda clase de componentes para la alimentación de la pieza.
En este caso, no es muy usual realizar lo mencionado anteriormente, ya que en la empresa se manejan toda clase de placas modelos ya sean sencillas, de doble cara o de una, o bien sea integrales, en las cuales el modelo esta sujeto a una placa por un lado y por el otro va incorporado todo lo correspondiente a la alimentación. Aunque también son manejados modelos sueltos, pero no con tanta frecuencia.
Para que la arena no se adhiera a la placa modelo, es utilizado el grafito, llamado conmunmente plomagina, también el ACPM, pero en algunas ocasiones la pieza presenta poros; ya que la fundición gris no alcanza a descomponer el aceite presente en el ACPM. No se utilizan elementos aditivos como el separamol, ya que elimina la humedad de la arena, lo cual provoca desprendimiento en la arena del molde.
La arena es recibida en la mezcladora de artesa giratoria, en la cual empieza la mezcla para disminuir grumos formados, el operario es el responsable de decidir que cantidad de bentonita, carbonilla y agua requiere la arena, con las siguientes observaciones:
Si la arena esta demasiado seca es necesario agregar una buena cantidad de agua, si las piezas que fueron moldeadas, en la etapa de desmoldeo se ven limpias, quiere decir que no requiere de carbonilla, y si la arena no se compacta de tal forma que se mantenga unida, se debe agregar bentonita.
Por lo cual no se tienen cantidades exactas establecidas de cada materia, lo que genera que no siempre se obtenga la misma calidad en la pieza final.
Se debe analizar el modelo a moldear, determinando la utilización del atacador neumático o de la maquina de moldear, como también en donde irán ubicados los bebederos, respiraderos, vientos, canales, y toda clase de componentes para la alimentación de la pieza.
En este caso, no es muy usual realizar lo mencionado anteriormente, ya que en la empresa se manejan toda clase de placas modelos ya sean sencillas, de doble cara o de una, o bien sea integrales, en las cuales el modelo esta sujeto a una placa por un lado y por el otro va incorporado todo lo correspondiente a la alimentación. Aunque también son manejados modelos sueltos, pero no con tanta frecuencia.
Para que la arena no se adhiera a la placa modelo, es utilizado el grafito, llamado conmunmente plomagina, también el ACPM, pero en algunas ocasiones la pieza presenta poros; ya que la fundición gris no alcanza a descomponer el aceite presente en el ACPM. No se utilizan elementos aditivos como el separamol, ya que elimina la humedad de la arena, lo cual provoca desprendimiento en la arena del molde.
Video de moldeo.
En el proceso de moldeo, ya sea en maquina o de forma manual, es necesario como primera medida, elaborar una capa cernida de arena, la cual es llamada comúnmente de contacto; porque esta es la que formara en su totalidad la superficie de la pieza. En segundo lugar, la caja debe ser rellenada con arena de relleno, la cual debe ser apisonada. En el caso de la maquina, la arena es obligada a comprimirse en el fondo contra la placa modelo por movimientos verticales, llamados vibraciones, después de esto es accionado el plato de compresión, el cual es giratorio sobre el eje vertical de la maquina; y como indica su nombre tiene la función de comprimir la arena. En el caso del moldeo manual, para la anterior operación es utilizado el atacador neumático y finalmente un pison de mano.
Por ultimo, es necesario desmodelar, operación mediante la cual es retirada la placa modelo del molde obtenido.
Fotos de moldeo.
Maquinas de moldear por vibrocompresión y de desmodelar
Para una mayor producción y economía es empleado el moldeo en bloque de arena, sin caja. Es necesaria una caja, pero antes de disponer el molde para la colada, esa caja debe retirarse para ser utilizada de nuevo para otro molde. Es decir, es una caja única para todos los moldes.
Placas modelo de una sola cara
El apisonado depende directamente del espesor de la pieza
Los moldes con sus respectivos machos
Esta es la caja superior de un molde, en donde se observa el sistema de alimentación y unas perforaciones que ayudaran a la evacuación de los gases.
Para una mayor producción y economía es empleado el moldeo en bloque de arena, sin caja. Es necesaria una caja, pero antes de disponer el molde para la colada, esa caja debe retirarse para ser utilizada de nuevo para otro molde. Es decir, es una caja única para todos los moldes.
FUNDICION
El proceso de fusión de la fundición gris, empieza por la reparación del cubilote, el cual se desgasta luego de cada fundición, por el efecto del fundente (caliza).
Es necesario realizar una rápida inspección que determine los espesores de las paredes en mal estado, para así calcular la cantidad de refractario que se debe preparar.
Se elimina toda muestra de escoria y vitrificación que pueda estar presente en las paredes del horno, para así proceder a realizar el parcheo que es el método por el cual se coloca el refractario a base de caolín de peña y agua-melaza, en las zonas afectadas.
La piquera es reparada con una mezcla de arena verde, que debe tener un alto contenido de bentonita y caolín industrial, ya que en este punto se requiere de una mayor resistencia; para que esta composición se pueda adherir con facilidad a la piquera, es necesario previamente agregarle agua-caolín.
En cuanto a la piquera de escoria, se repara con una mezcla de caolín y agua-melaza, y en la puerta de encendido se agrega una capa de esta misma mezcla seguida de dos capas de arena verde.
Se tienen 5 calderos, que son reparados cada dos fundiciones, es necesario limpiarlos, agregarles caolín molido con agua, para que la posterior capa de arena verde que debe contener una cantidad mayor de bentonita y de agua que la generalmente preparada para moldeo, pueda adherirse con facilidad a los calderos. Este mismo método es utilizado en la reparación del recibidor, el cual tiene una capacidad de 300 Kg.
Al estar completamente reparado el cubilote, se procede a realizar la solera, para lo cual se deben sellar los orificios que quedan en la puerta de descarga, con la mezcla de caolín y agua-melaza, luego agregar una capa de sílice de 4 cm. y finalizar con una capa de arena verde que debe contener una mayor humedad.
La cama de coke debe estar ubicada por encima de las toberas pequeñas y debajo de la primera cámara de viento, teniendo como peso promedio de coke una cantidad de 360 Kg., para el encendido; es decir esta capa se debe mantener constante durante toda la fusión.
Las cargas introducidas en el cubilote son de los siguientes pesos: 300 Kg. de chatarra, 60 Kg. de coke, y 10 Kg. de caliza.
Los tapones, hechos para detener el sangrado de la fundición gris, están elaborados con greda y agua, se debe tener sumo cuidado al moldear esta mezcla, ya que de no quedar totalmente plástica y resistente, podría ser apartada por la presión ejercida a causa del metal liquido.
Cuando es obtenida la fundición gris en el recibidor se agregan 500 grs. de Ferromanganeso y 1250 grs. de Ferrosilicio. En los calderos es agregado slaxing, que cumple la función de ayudar a la formación de escoria.
Es necesario realizar una rápida inspección que determine los espesores de las paredes en mal estado, para así calcular la cantidad de refractario que se debe preparar.
Se elimina toda muestra de escoria y vitrificación que pueda estar presente en las paredes del horno, para así proceder a realizar el parcheo que es el método por el cual se coloca el refractario a base de caolín de peña y agua-melaza, en las zonas afectadas.
La piquera es reparada con una mezcla de arena verde, que debe tener un alto contenido de bentonita y caolín industrial, ya que en este punto se requiere de una mayor resistencia; para que esta composición se pueda adherir con facilidad a la piquera, es necesario previamente agregarle agua-caolín.
En cuanto a la piquera de escoria, se repara con una mezcla de caolín y agua-melaza, y en la puerta de encendido se agrega una capa de esta misma mezcla seguida de dos capas de arena verde.
Se tienen 5 calderos, que son reparados cada dos fundiciones, es necesario limpiarlos, agregarles caolín molido con agua, para que la posterior capa de arena verde que debe contener una cantidad mayor de bentonita y de agua que la generalmente preparada para moldeo, pueda adherirse con facilidad a los calderos. Este mismo método es utilizado en la reparación del recibidor, el cual tiene una capacidad de 300 Kg.
Al estar completamente reparado el cubilote, se procede a realizar la solera, para lo cual se deben sellar los orificios que quedan en la puerta de descarga, con la mezcla de caolín y agua-melaza, luego agregar una capa de sílice de 4 cm. y finalizar con una capa de arena verde que debe contener una mayor humedad.
La cama de coke debe estar ubicada por encima de las toberas pequeñas y debajo de la primera cámara de viento, teniendo como peso promedio de coke una cantidad de 360 Kg., para el encendido; es decir esta capa se debe mantener constante durante toda la fusión.
Las cargas introducidas en el cubilote son de los siguientes pesos: 300 Kg. de chatarra, 60 Kg. de coke, y 10 Kg. de caliza.
Los tapones, hechos para detener el sangrado de la fundición gris, están elaborados con greda y agua, se debe tener sumo cuidado al moldear esta mezcla, ya que de no quedar totalmente plástica y resistente, podría ser apartada por la presión ejercida a causa del metal liquido.
Cuando es obtenida la fundición gris en el recibidor se agregan 500 grs. de Ferromanganeso y 1250 grs. de Ferrosilicio. En los calderos es agregado slaxing, que cumple la función de ayudar a la formación de escoria.
Video de fundicion.
Se debe retirar el tapón hecho de greda del orificio de la piquera, para que sea permitido “el sangrado” es decir, la evacuación de la fundición gris, posteriormente debe ser tapado nuevamente para obstaculizar el paso del metal.
Fotos de fundicion.
Este cubilote tiene entre 18 y 20 m., tiene 12 toberas en total; 6 pequeñas y 6 grandes, además de poseer 2 cámaras de viento, lo cual permite una buena combustión.
El recibidor y los crisoles deben ser reparados, para lo cual deben ser barnizados con caolín molido y agua, y reparchados con arena verde con un alto contenido de bentonita y humedad, apisonando y dejando un espesor de 1 cm.
En el crisol es agregado slaxing, el cual ayuda a formar la escoria
El proceso de colada se debe realizar, de tal forma que el chorro de metal sea continuo y lento
Luego de terminar el proceso de fusión en su totalidad, es abierta la puerta de descarga, para evacuar el coke en combustión.
DESMOLDEO Y ACABADO DE PIEZAS
Después de fundidas, las piezas se dejan solidificar y enfriar, luego se les da un acabado para hacerlas comerciables y adaptables a las siguientes operaciones (mecanización, pintura, etc.).
La duración del enfriamiento depende de la naturaleza del molde, ya sean las dimensiones y los espesores de las piezas.
El desmoldeo, consiste en abrir el molde y extraer las piezas desprendidas de la arena, es necesario retirar de las piezas los bebederos, con herramientas como martillos, o si la pieza es demasiado grande se requiere la utilización de la maza.
Libres de estas partes inútiles, las piezas pueden ser acabadas, es decir limpiadas, para lo cual son llevadas a la granalladora, posteriormente son eliminadas las rebabas con maquinas como esmeriles y mototools. En algunos casos, al observar que la pieza tiene demasiada defectologia, se considera como rechazada y hará parte del retorno, para volver al ciclo de fusión.
Al estar completamente lisa la superficie de cada pieza, son pintadas con una pintura especial llamada epoxica, la cual debe ser mezclada con catalizador; la función de esta, es dar un mejor acabado y así mismo evitar la corrosión y el deterioro. Son utilizados los tonos gris y rojo y en algunos casos se agrega una capa de laca.
La duración del enfriamiento depende de la naturaleza del molde, ya sean las dimensiones y los espesores de las piezas.
El desmoldeo, consiste en abrir el molde y extraer las piezas desprendidas de la arena, es necesario retirar de las piezas los bebederos, con herramientas como martillos, o si la pieza es demasiado grande se requiere la utilización de la maza.
Libres de estas partes inútiles, las piezas pueden ser acabadas, es decir limpiadas, para lo cual son llevadas a la granalladora, posteriormente son eliminadas las rebabas con maquinas como esmeriles y mototools. En algunos casos, al observar que la pieza tiene demasiada defectologia, se considera como rechazada y hará parte del retorno, para volver al ciclo de fusión.
Al estar completamente lisa la superficie de cada pieza, son pintadas con una pintura especial llamada epoxica, la cual debe ser mezclada con catalizador; la función de esta, es dar un mejor acabado y así mismo evitar la corrosión y el deterioro. Son utilizados los tonos gris y rojo y en algunos casos se agrega una capa de laca.
Fotos de desmoldeo y acabado.
Se pueden observar diferentes tipos de piezas con su respectivo sistema de alimentación, el cual posteriormente será eliminado.
Por ultimo, las piezas son pintadas, para así continuar con el proceso de mecanizado.
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