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Fundición centrifuga y cera perdida - Soluciones
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Fundicion Centrifuga y Cera Perdida

Fundición centrifuga y cera perdida - Soluciones

 

 

Fundición centrifuga y  cera perdida - Soluciones

 

 

Soluciones a problemas en la fundición a la cera perdida:

Aproximadamente el 47% de los defectos que se observan en una fundición son debidos a la porosidad del gas y porosidad del retiro.

 

Los problemas se calcifican en:

1) Defectos por sistema de alimentación

2) Defectos de la cera

3) Marcas de agua

4) Descomposición del sulfató de calcio del Investimento

5) Presencia de residuos de carbón

6) Rebabas o "Aletas" de Fundición (extensiones de metal delgado).

7) Vacíos o Fundiciones Incompletas.

8) Fundiciones ásperas de aspecto oscuro que resisten la limpieza con el ácido.

9) Fundiciones porosas con cavidades finas dispersas en la superficie del metal. 

10) Inclusiones de partículas extrañas en las fundiciones.

11) Laminas, parte del Investimento se introduce al interior del molde.

12) Burbujas o nódulos en las fundiciones.

13) Superficies ásperas que no son burbujas o nódulos.

14) Marcas en la Fundición.

 

 

Aproximadamente el 47% de los defectos que se observan en una fundición son debidos a la porosidad del gas y porosidad del retiro.

 

1) Defectos por sistema de alimentación
Los defectos mas comunes son la porosidad del retiro y la porosidad del gas. Esta ultima se debe al gas contenido en la cavidad a ser llenada, que permanece atrapado en el metal liquido y por lo tanto en la joya. Morfológicamente, los dos tipos de porosidad por gas y por retiro se diferencian en que la porosidad de retiro presenta un movimiento "irregular" de su superficie, con una superficie dendrítica característica, mientras que la porosidad debida al gas atrapado se caracteriza por una cavidad casi esférica de superficie lisa.

En lo que respecta a la porosidad del gas, es importante que el puente o jito evite la turbulencia excesiva de la entrada del metal fundido. Es por ello que la forma y posición de los puentes es muy importante. Los sistemas de puentes mas eficientes son aquellos que se colocan de manera tangencial a la pieza, en particular en el caso de los anillos.

Así mismo, para evitar que el gas quede atrapado, también es recomendable reducir al mínimo el recorrido que el gas debe realizar en la porosidad del refractario para abandonar la cavidad que se llena de metal liquido. Para hacer esto, es suficiente variar el ángulo de acceso de los objetos en el alimentador central, cuando se construye el árbol.

A su vez, la porosidad de retiro se debe, en la mayoría de los casos, a un sistema de puentes o de alimentación insuficiente, ya sea por su dimensión o por su posición. Este es un caso típico de los anillos de cabeza ancha (los anillos de graduación), cuando son alimentados en posición opuesta a la cabeza. En estos casos, se sugiere un doble sistema de alimentación a una lado de la zona de mayor espesor de la pieza.

Para diseños que posean variaciones drásticas de espesor, se recomienda colocar puentes en varios puntos. De no hacerlo, al momento en que el metal contenido en las partes mas delgadas se va a solidificar mas pronto impidiendo de esta forma que las áreas que se encuentren adelante de esta no puedan ser llenadas con el metal fundido.

Se debe tomar en consideración que los diversos metales empleados en joyería tienen comportamientos diferentes respecto de la porosidad del retiro. Por ejemplo, el oro amarillo de 18K es menos susceptible a la porosidad del retiro que el oro amarillo de 14K. Las adiciones de Zn mayores a 2 %, aumentan la fluidez del metal liquido, incrementando paralelamente también la probabilidad de formación de la porosidad del retiro.

 

2) Defectos de la cera
La cera defectuosa debe desecharse. Un defecto característico, que se observa en los diseños de cera reproducidos a partir de moldes de hule, es el hundimiento de las superficies planas. Esto se debe al calentamiento de los moldes de hule debido a su uso excesivo. Esto se puede evitar, elaborando varios moldes de hule del mismo diseños con el objeto de permitir la rotación de estos y por tanto de su calentamiento.

 

3) Marcas de agua
Si la mezcla de investimento no es la correcta y existe mayor proporción de agua, esto va a ser que se forme una separación entre el investimento y el agua, dando como resultado después de la fundición, unas marcas verticales que asimilan caminos de hormigas en la superficie de los diseños de joyería.

 

4) Descomposición del sulfató de calcio del Investimento
La descomposición del sulfato de calcio puede ocurrir en dos fases del proceso: durante el horneado o el vaciado del metal.

En el primer caso se pueden tener defectos como superficies arenosas y con "picos, rebabas o aletas", además de inclusiones del investimento en el diseño. En el segundo caso, se tiene el defecto de porosidad del gas.

La descomposición del sulfato de calcio durante el horneado puede deberse a: La presencia de residuos de carbón como consecuencia de una eliminación incompleta de la cera o mala calidad de esta, o por un excesivo incremento de la temperatura del horno mas allá de los 790 °C.

Cuando la descomposición del sulfato de calcio tiene lugar, se tiene el resquebrajamiento parcial del investimento, por lo que la superficie del diseño resulta tosca (arenosa). Con el resquebrajamiento del investimento pueden formar cuarteaduras en estas zonas el metal fundido penetra formando así los "picos, rebabas o aletas" característicos. Así mismo, el investimento desmoronado puede permanecer atrapado en la pieza derretida, la cual resultara con muchas inclusiones no metálicas.

La descomposición del sulfato de calcio durante la fundición, que conduce a la formación de porosidad del gas, ocurre por que la temperatura del metal liquido es demasiado elevada, o debido a que la temperatura del cubilete es demasiado elevada.

Así mismo, la formación de anhídrido sulfúrico puede provocar la formación de porosidad si la temperatura excede los 790 °C dentro de los dos primeros segundos después de la fundición, antes de que se solidifique completamente la "piel" del diseño en el interior del cubilete.

Se ha observado que diseños con una proporción elevada de superficie/volumen están menos sujetas a defectos que los diseños con una proporción baja de superficie/volumen.

En cada caso, es fundamental tener un sistema confiable de color de temperatura, tanto del metal liquido como del horno de calcinación y en consecuencia del cubilete.

Si se siguen todas las etapas de horneado y fundición de manera correcta, los dos factores mas importantes que pueden producir problemas en los diseños son la temperatura (del horno y la del metal fundido) y la colocación de los puentes. En el caso de los diseños delgados en grosor, estos requieren de una temperatura mas elevada para que el metal pueda llenar estas áreas antes de que se solidifique, y es por ello que para estas piezas son mas susceptibles de mayor porosidad por gas debida a la disociación del sulfato de calcio en la fase de fundición.

 

5) Presencia de residuos de carbón
La presencia de residuos de carbón en los diseños da como resultado porosidades ya que los carbones microscópicos no permiten que el metal fundido llene de manera completa la cavidad del diseño. La presencia de micro carbones es el resultado de una combustión incompleta de la cera durante el horneado de los cubiletes.

Esta combustión incompleta puede deberse a:
- Una temperatura muy baja del horno.
- Una temperatura correcta pero la permanencia a la temperatura a sido demasiado breve.
- La temperatura y la permanencia a la temperatura son correctas, pero el horno ha sido llenado con demasiados cubiletes haciendo que los quemadores del horno no tengan la capacidad de eliminar de manera completa la cera, requiriendo mayor ciclo de horneado.
- Una temperatura correcta pero su distribución en el interior del horno no es uniforme, teniendo como resultado que los cubiletes cercanos a la puerta del horno se encuentren a menor temperatura, produciéndose así una incompleta eliminación de la cera en estos.

 

6) Rebabas o "Aletas" de Fundición (extensiones de metal delgado).
- Fractura del molde de investimento debido a muy altas temperaturas de horneado del investimento (mayor de 790 °C) 
- Relación incorrecta en el agua/investimento lo cual produce un molde débil. 
- Almacenamiento incorrecto del Investimento. 
- Tiempo de trabajo muy largo, o cilindros movidos durante el fraguado del investimento. 
- Fractura del molde de investimento en el interior del cubilete debido a la caida de este, o por mal manejo de este. 
- Fractura del molde de investimento por colocarse en el horno muy rápidamente sin haber dejado que se solidificara por lo menos 1 hora. 
- Cubilete calentado muy rápidamente en el horno. 
- Cubilete dejado secar y no rehumedecido antes de quemarlo en el horno. 
- Cubilete quemado en el horno y vuelto enfriar antes de la fundición. 
- Cubilete dejado secar y no rehumedecido antes del horneado.

 

7) Vacíos o Fundiciones Incompletas.
- Puente o jito incorrecto, ya sea en tamaño, posición, numero o grosor. 
- Quemado incompleto de la cera. 
- Cubilete demasiado frío al momento de la fundición. 
- Metal demasiado frío al momento de fundir. 
- Falta de metal en el crisol en el momento de la fundición.

 

8) Fundiciones ásperas de aspecto oscuro que resisten la limpieza con el ácido.
- Temperatura de quemado muy alta, excediendo los 790 °C. 
- Metal sobrecalentado.

 

9) Fundiciones porosas con cavidades finas dispersas en la superficie del metal. 
- Puente o jito incorrecto ya sea en tamaño, posición, numero o grosor. 
- Quemado de la cera de manera incorrecta. 
- Metal sobrecalentado. 
- Temperatura del cubilete muy caliente en el momento del vaciado del metal. 
- Demasiado metal "viejo" en la fundición (no usar mas del 50%). 
- Metal sin suficiente fundente (bórax). 
- Demasiado fundente en el metal.

 

10) Inclusiones de partículas extrañas en las fundiciones.
- Esquinas agudas y curvas en los puentes o jitos. 
- Cubilete colocado en el horno sin tiempo suficiente de fraguado del investimento. 
- Cubilete calentado demasiado rápidamente. 
- Falta de eliminación del investimento flojo a la entrada del cubilete antes de iniciar la fundición. 
- El metal fundido contenía partículas extrañas. 
- Crisol viejo o desintegrándose o sin suficiente fundente. 
Nota: El grafito tiene la tendencia de absorber humedad y romperse si no esta completamente seco antes de introducirse al metal fundido.

 

11) Laminas, parte del investimento se introduce al interior del molde.
- Esquinas agudas y curvas en los puentes o jitos. 
- Cubilete colocado en el horno sin tiempo suficiente de fraguado del investimento.
- Cubilete calentado en el horno demasiado rápido.

 

12) Burbujas o nódulos en las fundiciones.
- Falta de una preparación adecuada del investimento y mala extracción del aire de su interior. 
- La bomba de extracción de aire no esta trabajando de manera adecuada.

 

13) Superficies ásperas que no son burbujas o nódulos.
- Asperezas en el modelo original (pulir el modelo original antes de vulcanizarlo). 
- Modelo recortado incorrectamente. 
- Relación incorrecta entra el agua y el investimento. 
- Cubilete colocado en el horno sin tiempo suficiente de fraguado del investimento. 
- Cubilete calentado muy rápidamente. 
- Material del modelo atrapado en el cubilete y recocido contra la superficie de este. 
- Demasiado metal "viejo" en la fundición (no usar mas del 50%).

 

14) Marcas en la Fundición.
- Fundición demasiado rápida.
- Proporción de agua mayor en la mezcla del investimento o prolongación del tiempo de fraguado del investimento debido a que el agua estaba mas fría o había mayor proporción. Medir el agua (la temperatura debe ser de 21°C a 24 °C). Una temperatura mas fría extenderá el tiempo de trabajo. Una temperatura mas alta acortara el tiempo de trabajo. Una temperatura mas alta acortara el tiempo de trabajo. Para mejores resultados, el tiempo de trabajo debe ser mantenido dentro del especificado de 9 a 10 minutos.

 

 

 


 

 

Problemas y soluciones en la Fundición

 

Tip enviado por: José Gandara

Cadiz, España

 

 

 


TAPAJUNTAS HORISONTALES EN LA FUNDICIÓN?
1. Relación agua/polvo no correcto (demasiado agua) Utilice la cantidad correcta de agua. (Sobretodo importante con el uso de las máquinas de yeso bajo vacuo).
2. Tiempo laboral del yeso no es completo. Este seguro que el tiempo laboral este completo y que la temperatura del agua es de 20°/22°C. 
3. Fundición del metal a una presión demasiado alta (fundición centrifuga). Utilice la velocidad apropiada por el peso y el tipo de metal.

 

 

 

OTROS TIPOS DE TAPAJUNTAS?
1. Ciclo laboral demasiado largo. El yeso empieza a endurecerse cuando está aún bajo vacuo. Asegúrese que el ciclo laboral no esté demasiado largo y la temperatura del agua este de 20°/22°C.
2. Mudar demasiado temprano los cilindros. Deje los cilindros al menos una hora. 
3. Calentamiento demasiado rápido durante la eliminación de la cera. No sobrepase 160°C durante la eliminación de la cera.
4.Deje el yeso que se seque antes de cocerlo. Si el yeso no se cose en el mismo día, manténgalo húmedo cubriéndolo con un material húmedo o con hojas de plástico. 

 

 

 

BULAS Y ESFÉRAS COMPLETAS?
1.Yeso demasiado denso, demasiado poco agua. Utilice la relación correcta agua/polvo.
2.Pompa/Deposito bajo vacuo roto. Asegúrese que las máquinas sean adecuadas para este trabajo y que estén revisadas con regularidad.
3. Ciclo laboral demasiado largo. El yeso empieza a endurecerse mientras este aún bajo presión. Asegúrese que el tiempo laboral no esté demasiado largo y que la temperatura del agua este de 20°/22°C.

 

 

 

BULAS PEQUEÑAS O ESFERAS INCOMPLETAS?
1. Relación incorrecta agua/polvo (demasiado agua). Utilice la cantidad correcta de agua.( Sobre todo es importante por las máquinas de yeso bajo vacuo)
2. Tiempo laboral del yeso no está completo. Asegúrese que el tiempo laboral del yeso este completo y que la temperatura del agua este de 20°/22°C. 

 

 

 

MARCOS DE AGUA?
1. Relación agua/polvo incorrecto ( demasiado agua)). Utilice la cantidad correcta de agua. (Sobre todo es importante por las máquinas de yeso bajo vacuo).
2. el tiempo laboral del yeso no está completo. Asegúrese que el tiempo laboral del yeso este completo y que la temperatura del agua este de 20°- 22°C.

 

 

 

SUPERFICIES DURAS?
1. Ceras duras. Utilice menos productos de desechables. Pueden ser causados por demasiado talco. 
2.Temperatura demasiado alta durante la eliminación de la cera. No sobrepase la temperatura de 160°C.
3. Alejamiento de la cera con vapores demasiado largo. El vapor in exceso produce la erosión de la superficie del revestimiento.
4. Alejamiento de la cera demasiado rápido. Deje los cilindros a 160°C por 2 / 4 horas antes de alcanzar la temperatura máxima. 
5. Cilindros sobre calentados durante el cocido. Asegúrese que la temperatura del cocido no sobrepasa 750°C. 
6. Metal demasiado caliente. Reduzca la temperatura de la fundición.

 

 

 

INCLUSIONES?
1. Canales de alimentación incorrectos. Elimine los ángulos y las curvas demasiado rectos de los canales de alimentación.
2. Crisoles demasiado usados. Cambie el crisol. No utilice crisoles antiguos que se degradan fácilmente.
3. Metal sucio. No utilice más de 50% aleación y asegurase que está limpio.
4. Cilindros sobre calentados durante el cocido. Asegúrese que la temperatura del cocido no sobrepasa 760°C.

 

 

 

FUSIÓN INCOMPLÈTA?
1.Metal o cilindro demasiado frío. Aumente la temperatura de la fundición. Si el metal o el cilindro estén demasiados fríos , el metal se solidificará antes de llenar la matriz.
2. Canales de alimentación incorrectos. Los canales de alimentación deberían ser proyectados de una manera que le permita al metal entrar fácilmente y sin restricción.
3. Cocido incompleto. Aumente la temperatura del cocido a 760°C. Si el cilindro no está cocido correctamente, el será impermeable y no le permitirá al gas salir cuando el metal entrara en el cilindro. 

 

 

 

DISMINUCIÓN Y POROSIDAD?
1.Canales de alimentación incorrectos. Los canales deberían ser ligados a la parte más pesada de la pieza. Hay que tener suficientes canales para asegurar una alimentación correcta de la fundición.
2. Temperatura de los cilindros demasiado alta. La temperatura de los cilindros tiene que estar bastante alta para permitir un relleno completo.

 

 

 

GAS Y POROSIDAD?
1. Metal sobrecalentado. Reduzca la temperatura de la fundición del metal.
2. Agotamiento inadecuado. Aumente la temperatura a 760°C.
3. Cilindros sobrecalentados durante el agotamiento. Asegúrese que la temperatura no sobrepasa 760°C.
4. Impuridad en el metal. No utilice más de 50% aleación y asegúrese que este puro.

 

 

 

SUPERFICES GRANULOSAS?
1. Cilindros calentados demasiado rápido durante la eliminación de la cera. No sobrepase 160°C durante la eliminación , sino la cera hervirá y producirá la erosión de la superficie. 
2. Cilindros calentados demasiado durante el templado. Asegúrese que la temperatura del agotamiento no sobrepasa 760°C. 3. Cilindros metidos en el horno demasiado rápido después la preparación. Deje los cilindros al menos una hora antes la eliminación de la cera.

 

 

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