Marco Teórico Fundicion

MARCO TEÓRICO Horno de inducción Es un horno eléctrico en el que el calor es generado por la inducción eléctrica de un medio conductivo (un metal) en un crisol, alrededor del cual se encuentran enrolladas bobinas magnéticas. Una ventaja del horno de inducción es que es limpio, eficiente desde el punto de vista energético, y es un proceso de fundición y de tratamiento de metales más controlable que con la mayoría de los demás modos de calentamiento. Otra de sus ventajas es la capacidad para generar una gran cantidad de calor de manera rápida. [ 1]

FUNDICIÓN DE METALES La Fundición de metales es el proceso de fabricación de piezas mediante el colado del material derretido en un molde. Los mismos que son elaborados en arena y arcilla arcil la debido a la abundancia de este material y también a la resistencia que tiene al calor, permitiendo además que los gases se liberen al ambiente. . [1] La Fundición se lo puede realizar de muchas maneras, pero todas obedecen al principio anteriormente descrito, el proceso comienza con la elaboración del modelo que es la pieza que se desea reproducir, usualmente es hecha en madera o yeso, pero cuando la  producción es en masa se la maquina maquina en metales “blandos “blandos “como el el aluminio, es evidente evidente que debe ser ligeramente más grande que la pieza que se desea fabricar ya que existe contracciones del metal cuando se enfría, son necesarias las previsiones para evacuación de gases, usualmente conocidos como venteos.. . [2]

Aluminio El Aluminio es un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales. En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis. . [3] Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su s u alta resistencia a la

corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar

sensiblemente

su

resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza después del acero. Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de FIIS –   UNI  2 ... [2,3]

Proceso de fundición del aluminio Se abordan las etapas principales del proceso de fundición. Se dan criterios sobre la elaboración de la tecnología de fundición y la plantilla. Se detalla en la preparación de las mezclas para moldes y machos, tantos en lo referido a sus composiciones, como en lo relacionado a su preparación; así como en el proceso de moldeo propiamente dicho. Se describe el proceso de elaboración de acero al carbono en cuanto a los componentes de carga y las etapas del proceso, al tiempo que se dan los aspectos fundamentales del  proceso de vertido. Finalmente se describe el proceso de desmolde, limpieza y acabado de las piezas. . [4]

 Figura 1  Autor: Groover Mikell [5]

En la figura 1 se muestra el proceso de fundición del aluminio comprendido de los siguientes pasos: 1. Por medio del control de velocidad se hace funcionar el motor para proporcionarle energía mecánica al alternador de alta frecuencia. 2. El alternador de alta frecuencia proporciona la energía alterna utilizada por el horno de inducción, esta energía pasa a través de un banco de capacitores automáticos para poder regular el factor de potencia. 3. Un sensor de temperatura sensa la temperatura del horno, la señal es transmitida a un indicador de temperatura y a su vez a un controlador o variador de velocidad. 4. El variador de velocidad regula las revoluciones por minuto, al hacer esto esta variando la frecuencia del alternador. . [3,4]

Características físicas del aluminio Entre las características físicas del aluminio, destacan las siguientes: 

Es un metal ligero, cuya densidad es de 2.700 kg/m3 (2,7 veces la densidad del agua), un tercio de la del acero.



Tiene un punto de fusión bajo: 660 °C (933 K).

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El peso atómico del aluminio es de 26,9815 u.



Abundante en la naturaleza. Es el tercer elemento más común en la corteza terrestre, tras el oxígeno y el silicio.



Su producción metalúrgica a partir de minerales es muy costosa y requiere gran cantidad de energía eléctrica. . [4,5]

Características mecánicas del aluminio Entre las características mecánicas del aluminio se tienen las siguientes: 

De fácil mecanizado debido a su baja dureza.



Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.



Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.



Para su uso como material estructural se necesita alearlo con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas, así como aplicarle tratamientos térmicos.



Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.



Material soldable. [4,5]

Características químicas del aluminio 

Debido a su elevado estado de oxidación se forma rápidamente al aire una fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y adherente que detiene el proceso de oxidación, lo que le proporciona resistencia a la corrosión y durabilidad.



El aluminio tiene características anfóteras.



La capa de óxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.



El aluminio reacciona con facilidad con HCl, NaOH, ácido perclórico



Los alquilaluminios, usados en la polimerización del etileno, son tan reactivos que destruyen el tejido humano y producen reacciones exotérmicas violentas al contacto del aire y del agua.



El óxido de aluminio es tan estable que se utiliza para obtener otros metales a  partir de sus óxidos (cromo, manganeso, etc.) por el proceso aluminotérmico. [5]

[1] Rumford, F. (1964). Materiales de ingeniería química (No. TP155 R8e). [2] Askeland, D. R., & Phulé, P. P. (1998). Ciencia e Ingeniería de los Materiales(Vol. 3). International Thomson Editores. [3] Ballesteros Iglesias, M. Y., Chamochín Escribano, R., del Real Romero, J. C., García Iglesias, J. M., Munilla López, J., Rodríguez Montes, J., & Tutor Sánchez, J. D. (2015). Ingeniería de Materiales. [4] Callister, W. D. (2002). Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales(Vol. 1). Reverté. [5]

Smith, W. F., Hashemi, J., Cázares, G. N., & González-Caver, P. A.

(2006). Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales (pp. 459-462). McGrawHill.