¿Cómo afecta la elección de la aleación de cobre a las propiedades de la fundición final?
La elección de la aleación de cobre afecta significativamente a las propiedades de la pieza final, influyendo en sus características mecánicas, físicas, químicas e incluso estéticas. Así es como las diferentes aleaciones de cobre impactan las propiedades de las piezas fundidas:
Propiedades mecánicas:
Resistencia y dureza: las aleaciones como el latón (cobre-zinc) y ciertos bronces (cobre-estaño) ofrecen mayor resistencia y dureza en comparación con el cobre puro.
La resistencia puede variar ampliamente según la composición de la aleación y el tratamiento térmico.
Ductilidad y maleabilidad: el cobre puro y ciertas aleaciones como el bronce fósforo (cobre-estaño-fósforo) son altamente dúctiles y maleables, lo que los hace adecuados para procesos de conformado y conformación.
Resistencia al desgaste: Los bronces que contienen elementos como estaño, aluminio o silicio son conocidos por su excelente resistencia al desgaste, lo que los hace adecuados para rodamientos, engranajes y otros componentes mecánicos.
Propiedades físicas: Densidad y peso: Las diferentes aleaciones tienen diferentes densidades, lo que afecta el peso y la densidad de la pieza fundida final.
Conductividad térmica: pura Piezas de fundición de cobre tiene una conductividad térmica excepcional, mientras que las aleaciones pueden tener una conductividad ligeramente menor dependiendo de su composición.
Conductividad eléctrica: el cobre puro tiene la conductividad eléctrica más alta entre los metales, mientras que las aleaciones como el latón conservan una buena conductividad pero pueden ser inferiores a la del cobre puro.
Propiedades químicas:
Resistencia a la corrosión: Ciertas aleaciones de cobre, como el latón y el bronce, exhiben una mayor resistencia a la corrosión en comparación con el cobre puro debido a elementos de aleación como zinc, estaño, aluminio o silicio.
La resistencia a la corrosión se puede adaptar en función de composiciones de aleaciones y tratamientos superficiales específicos.
Compatibilidad química: los elementos de aleación pueden afectar la forma en que la aleación de cobre interactúa con diferentes entornos y sustancias, lo que influye en su idoneidad para aplicaciones específicas, como en procesamiento químico o entornos marinos.
Propiedades estéticas y otras:
Color y apariencia: Las aleaciones de cobre como el latón y el bronce ofrecen una variedad de colores y acabados que pueden ser deseables para aplicaciones decorativas o arquitectónicas.
Trabajabilidad: La facilidad de mecanizado, fundición y conformado puede variar con diferentes aleaciones de cobre, lo que afecta el proceso de fabricación y la viabilidad de diseños complejos.
¿Cuáles son los diferentes métodos utilizados para crear moldes para Piezas de fundición de cobre ?
1. Fundición en arena
Descripción: La fundición en arena es uno de los métodos más antiguos y utilizados para fundir metales. Implica crear un molde hecho de una mezcla de arena (normalmente arena de sílice) y un aglutinante (como arcilla o resina) alrededor de un patrón (o modelo) de la pieza final.
Creación de patrones: un patrón generalmente se hace de madera, metal o plástico y representa la forma de la pieza final.
Preparación del molde: El patrón se coloca en arena y la cavidad del molde se crea empaquetando arena alrededor del patrón.
Ensamblaje del molde: Se crean dos o más mitades del molde y se ensamblan para formar la cavidad completa del molde.
Vertido: Se vierte metal fundido (cobre o aleación de cobre) en la cavidad del molde.
Enfriamiento y remoción: Después de la solidificación, se rompe el molde y se retira, limpia y termina la pieza fundida.
Ventajas: Adecuado para formas complejas, económico para producciones pequeñas y medianas y adaptable a diversas aleaciones.
2. Fundición a la cera perdida (proceso de cera perdida)
Descripción: La fundición a la cera perdida, también conocida como fundición a la cera perdida, es un proceso de fundición de precisión que utiliza un patrón de cera o plástico para crear un molde de cerámica.
Producción de patrones: Se crea un patrón de cera o plástico, idéntico a la pieza deseada.
Montaje: Se unen múltiples patrones a un bebedero de cera central para formar una estructura similar a un árbol.
Construcción de conchas: El conjunto del patrón se sumerge repetidamente en una mezcla de cerámica y se recubre con finas partículas de cerámica para construir una concha de cerámica alrededor de los patrones de cera.
Eliminación de cera: La carcasa de cerámica se calienta para derretir y eliminar la cera (de ahí, "cera perdida").
Cocción del molde: la carcasa de cerámica se cuece para curar y endurecer el molde de cerámica.
Vertido y solidificación: el metal fundido se vierte en el molde cerámico.
Enfriamiento y remoción: Después de la solidificación, se rompe la cubierta de cerámica y se retira, limpia y termina la pieza fundida.
Ventajas: Excelente acabado superficial, alta precisión dimensional y adecuado para piezas complejas e intrincadas.
3. Fundición a presión
Descripción: La fundición a presión utiliza un molde reutilizable hecho de acero para producir piezas metálicas con alta precisión y repetibilidad.
Producción de matrices: La matriz se mecaniza en acero y consta de dos mitades (mitades de matriz).
Inyección: Se inyecta metal fundido (normalmente a alta presión) en la cavidad del troquel.
Enfriamiento y solidificación: el metal se enfría y solidifica rápidamente dentro de la cavidad del troquel.
Eyección: La matriz se abre y la pieza fundida es expulsada del molde.
Recorte y acabado: se elimina el exceso de material (rebaba) y se termina la fundición.
Ventajas: Altas tasas de producción, buena precisión dimensional y adecuado para la producción en masa de piezas con formas complejas.
4. Colada continua
Descripción: La colada continua es un proceso en el que el metal fundido se vierte continuamente en un molde enfriado por agua para formar una hebra solidificada, que luego se procesa en las formas deseadas.
Diseño de moldes: Se utilizan moldes de cobre enfriados por agua para darle forma al cobre fundido en una hebra sólida.
Vertido continuo: el cobre fundido se vierte continuamente en el molde.
Solidificación: El cobre fundido se solidifica a su paso por el molde.
Corte y procesamiento: la hebra solidificada se corta en las longitudes deseadas y se procesa adicionalmente (por ejemplo, laminada, extruida) para producir productos finales.
Ventajas: Alta productividad, buena calidad de superficie y eficiencia para producir grandes longitudes de formas simples como varillas, tubos y tiras.