Principales sectores y procesos - I

Fundición de metales férreos 

La fundición, o colada de metales, consiste en el vertido de metal fundido en una cavidad de un molde resistente al calor, que tiene la forma exterior, o negativa, del modelo del objeto metálico deseado. El molde puede contener un macho para determinar las dimensiones de una cavidad interna en el objeto metálico final. El trabajo de fundición consta de los siguientes pasos básicos: 

• confección de un modelo del artículo deseado en madera, metal, plástico u otro material; 

• confección del molde vertiendo arena y un aglomerante alrededor del modelo, y compactándola o dejando que se endurezca; 

• extracción del modelo, introducción de cualquier macho necesario y montaje del molde; 

• fusión y afino del metal en un horno;

• colada del metal fundido en el molde; 

• enfriamiento de la pieza metálica fundida; 

• separación del molde y el macho de la pieza metálica fundida por el procedimiento de extracción con punzón (si se trata de piezas pequeñas) y mediante rejillas vibrantes (extracción por vibración) o chorro de agua abrasiva, 

• eliminación del metal sobrante (por ej., el metal del bebedero, esto es, el canal por el que el metal fundido entra en el molde) y la arena calcinada de la pieza de fundición terminada (limpieza o eliminación de rebabas) mediante chorreado con granalla de acero, picado manual y esmerilado.

Los talleres de fundición de metales férreos son característicos de la industria del automóvil, para la cual producen bloques, culatas y otros componentes del motor. Hay dos tipos básicos de talleres de este tipo: las fundiciones de hierro gris y las de hierro dúctil. Las fundiciones de hierro gris utilizan chatarra de hierro o arrabio (lingotes nuevos) para hacer piezas de fundición de hierro normales. Las fundiciones de hierro dúctil añaden magnesio, cerio u otros aditivos (denominados generalmente aditivos de cuchara ) a las cucharas de metal fundido antes de la colada para hacer piezas de fundición nodular o maleable. Los diferentes aditivos tienen poca influencia en las exposiciones que se producen en los lugares de trabajo.

Normalmente, en los talleres de fundición se utilizan cubilotes o bien hornos de inducción. Un cubilote es un horno alto vertical, abierto por arriba, con puertas de bisagras en la parte inferior. Se carga por la parte superior con capas alternas de coque, caliza y metal; el metal fundido se extrae por el fondo. El horno de inducción funde el metal haciendo circular una corriente eléctrica de elevada intensidad por unas bobinas de cobre situadas en la parte exterior. Con ello se induce una corriente eléctrica en los bordes exteriores de la carga metálica, calentándose el metal debido a la alta resistencia eléctrica de esta carga. La fusión se desarrolla desde el exterior de la carga hacia el interior.

Los moldes se suelen hacer de arena húmeda (arena silícea, polvo de carbón, arcilla y aglomerantes orgánicos), la cual se vierte alrededor del modelo, compuesto normalmente por dos partes, y después se compacta. Esta tarea puede hacerse de forma manual o mecánica sobre una cinta transportadora. A continuación, se retira el modelo y se ensambla el molde mecánica o manualmente. El molde debe tener un bebedero

Si la pieza ha de tener un hueco en el interior, se introduce un macho en el molde. Los machos pueden hacerse de resinas termoestables de fenol-formaldehído (o similares) mezcladas con arena, que después se calienta (método de la caja caliente), o de mezclas de uretano y arena solidificadas con aminas, que se endurecen a temperatura ambiente (método de la caja fría). La mezcla de resina y arena se vierte en una caja de machos que tiene una cavidad con la forma deseada para el macho.