Proceso de fundición y tipos

Fundición es la acción y efecto de fundir o fundirse (derretir y licuar los metales u otros cuerpos sólidos, dar forma al metal fundido). El concepto también se utiliza para nombrar al establecimiento en que se funden los metales.

El proceso de fundición suele consistir en la fabricación de piezas a partir de derretir un material e introducirlo en un molde. Este proceso de moldeo, que se usa desde la antigüedad, consiste en llenar un material líquido en un molde con la forma deseada. El líquido se enfría gradualmente y se solidifica. La pieza solidificada se llama fundición. Se expulsa o se rompe el molde para finalizar el proceso.

Una aleación

Para la metalurgia, la fundición es una aleación de hierro y carbono donde el contenido de éste supera el 2% y suele ubicarse por debajo del 7%.

Más allá del hierro y el carbono, es posible que se incluyan otros elementos de aleación, como fósforo, silicio o azufre.

Metales o materiales utilizados en el proceso

En la fundición se suelen utilizar metales o materiales de fraguado en frío, como epoxi, hormigón, yeso o arcilla. La fundición es el proceso preferido para producir formas complejas a partir de hierro, acero, aluminio, bronce, cobre, latón magnesio o zinc, que de otro modo, serían demasiado difíciles o costosas de realizar mediante otros métodos.

Para la fundición deben fabricarse moldes refractarios y contar con los equipos con temperatura adecuada, más un sistema de ventilación para evacuar aire y gases de fundición. Los modelos para fundición se uti­lizan para hacer diversos tipos de piezas, desde turbinas, hasta piezas decorativas, auto partes, repuestos de máquinas, etcétera.

MÉTODOS DE FUNDICIÓN

Hay tres métodos:

En lingotes: elementos de acero con sección cuadrada, son recipientes de fundición en los cuales se vacía el acero líquido con la finalidad de producir su solidificación bajo una forma determinada. Contienen de 45 a 85% de carbono en su composición.

Se producen en sección cuadrada u octagonal, la más implementada es la cuadrangular.

En colada continua: se trata de un proceso metalúrgico que permite el control continuo de la transformación del metal líquido a alta temperatura a sólido para la obtención de productos semi-terminados como: hilos, cilindros, tubos, perfiles rectangulares y/o secciones especiales.

En moldes, es el más utilizado, es un proceso de fabricación semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, un metal o un material cerámico en estado de fusión, en el interior de un molde cerrado a presión y en frío. Al enfriarse la pieza moldeada se obtienen las dimensiones deseadas.

ETAPAS DEL PROCESO DE FUNDICIÓN

El proceso de fundición consta de cuatro etapas:

1. La fusión del metal a partir de algún método de calentamiento industrial como los hornos de fundición.

2. El vaciado del metal en estado líquido en un molde.

3. La solidificación o el enfriamiento de la nueva pieza.

4. La limpieza e inspección del producto final.
   

TIPOS DE FUNDICIÓN

Fundición gris

Denominada también como hierro fundido o hierro colado, es una fundición que adquiere forma de escamas, dotando al hierro de su color particular y de las propiedades para su maquinado, con capacidad para el templado y buena fluidez para el colado. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Las fundiciones grises son quebradizas y de baja resistencia a la tracción.

Fundición blanca

Se forma al enfriar rápidamente la fundición de hierro desde el estado líquido.

Fundición maleable

Son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de la fundición blanca, que es sometida a rígidos controles dando por resultado una microestructura en la que gran parte del carbono se combina con cementita. Su veloz enfriamiento ayuda a evitar la grafitización de la cementita, aunque si se calienta la pieza colada a una temperatura de 870°C, el grafito se forma adoptando una forma característica denominada “carbono de revenido”, resultando la fundición maleable.

Fundición nodular

La mayor parte del contenido de carbono, en el hierro nodular tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular, el hierro fundido que sale del horno se inocula con materiales como magnesio o cerio. Al encontrarse el carbono en forma esferoidal, la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar; esto da lugar a una resistencia a la tracción y tenacidad mayor que en la fundición gris ordinaria.

Fundición atruchada

Es un tipo de fundición intermedia entre la blanca y la gris, donde parte del carbono se encuentra combinado, formando cementita y la otra parte libre en forma de grafito. Tiene propiedades de ambas fundiciones, siendo difícilmente maquinable.

Fundición aleada

Contienen cromo, molibdeno, níquel o cobre en ciertos porcentajes para mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones regulares. La fundición aleada pretende lograr propiedades especiales, como alta resistencia al desgaste, a la corrosión o al calor. Ciertos elementos como el silicio, el aluminio, el níquel o el cobre, se disuelven en la ferrita, la endurecen y hacen incrementar su resistencia. Otros elementos como el cromo, el manganeso y el molibdeno, son formadores de carburos, que tienden a conformar fundición blanca en vez de gris, dificultando así la grafitización.

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