UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA- Facultad de Ingeniería Mecánica
2014
UNI VERSI DAD NACI ONALDE DE I NGENI ERI A FACULTAD DE I NGENI ERI AME MECANI CA
I NFOR ORME DE DE LABOR ORATOR ORI ON°3
Curso: Pr ocesosdeMa Manuf act ur a MC MC216. Códi godelcurso:
Sección:B Profesor: Sal azarBobadi l l aAl ej andr o I NTEG EGRANTES:
Zorri l l aGome mezLui sAngel CruzSar avi aJame mezJuni or s
2014–I I 1
r!c r!ce" e"!" !" de Manu Manu#a #act ctur ura a
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LABOR ORATOR ORI O DE ANÁLI SI S DE MO MOLDEO Y COLADA
OBJETIVOS OS Elpr esent el aborat ori ot i enecomoobj et i vos:
Elpr esent el aborat ori ot i enecomo mofinal i dadver i ficarelcoefici ent e decont r acci ón delal umi ni o( obt enerelr eal ) ,asícomoveri ficarl os cál cul os r el at i vos a l a ubi caci ón del bebeder o, ma mazar ot as y emp mpuj eme met al ost at i co paraquenot engadef ect osl af undi ci ón.
Most r arelpr ocesodeunpr ocesor ealdeMo Mol deoyCol ada
Conocer yut i l i zarl osequi posypr ocedi mi ent osparar eal i zaruna pi ez a medi ant e elmol deo y col ada, y ademá más i dent i ficar l os def ect ospr oduci dosenl api eza.
FUNDAME MENTO TEORI CO Pr oduct oscar bur adospr esent adosoquesepueden pr esent ar ,después del asol i di ficaci ón,eut éct i ca( eut éct i cadeceme ment i t aen l asf undi ci ones bl ancasyeut éct i ca con gr afit ol ami naren l osgr i ses) .En ausenci ade ot r osel eme ment osdi st i nt osdelcarbono,est ecorr espondeac>1, 7%.Est e cont eni dol í mi t evarí aconl osdemá másel eme ment os,per opuedeserdefini do enf unci óndelanál i si squí mi cocomo mol ar eddeeut éct i cadeceme ment i t a( o l aspl aqui t asdegr afit o)seoponen al asdef orma maci onespl ást i cas,est os product ossonpocosonadama mal eabl es. Esenesenci aunaal eaci ónhi er r ocar bonoquecont i eneeut éct i ca.
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En l as et apas i ni ci al es de l a manuf act ur a delhi er r o y delacer o,l a f usi ón delmet alnoconst i t uí aunapart ei nt egraldepr oceso.Elmi ner al se r educí a quí mi cament e empl eando car bón veget al y l a masa esponj osa.Resul t ant esef orj abaparadarl eunaconsi st enci acompact a. La t écni ca de l a producci ón de l as al t as t emper at ur as no habí a avanzadol osufici ent ement een unaépocaparahacerposi bl el af usi ón delhi er r o en una escal ai ndust r i al ,aun hoyen dí a,al gunosmet al es como por ej empl o:elt ungs t eno,que t i enen punt o de f usi ón muy el evados, se pr oducen más conveni ent ement e por mét odos de met al úr gi ca de pol vo. Si n embar go,en elgr ueso de l a producci ón met al úr gi ca,l af usi ón yvaci adoconst i t uyen l ospasospri mari osdel os procesosdemanuf act ur a. La i nt r oducci ón de met al es t al es como elt i t ani o en l a esf er a de l as oper aci onesmet al úr gi ca,t r aj oconsi gonuevasdi ficul t adesar esol ver .El t i t ani of undi doreacci onanosol ament econ l amayorpart edel osgases, si noquet ambi énat acaat odosl osref r act ari osor t odoxosempl eadosen l oshornos.Elmét odount ant onuevodef undi relt i t ani o,pormedi ode un arcoel éct ri coen un cri soldecobr eenf ri adoporagua,eselquese empl eaact ual ment e. Requi si t ospr i nci pal esdeunmet alf undi doant esdelvaci adoson: Quesucomposi ci ónquí mi caypur ez asehayamant eni dodur ant e
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l af usi ón. Queseencuent r eal at emper at ur adevaci adocorr ect a.
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La obt enci ón de t emper at ur a de vaci ado cor r ect a es sumament e i mport ant e sise vací a elmet al o l a al eaci ón a una t emper at ur a demasi ado baj a puedeno flui radecuadament ey no l l enart odas l as r egi onesdelmol de y en elmej orde l os casos sepuede r esul t arun vaci ado con numer osas r echupes. El uso de una t emper at ur a de vaci ado i nnecesar i ament e al t a porot r a par t e puede conduci r a una f usi óngaseosayl af ormaci óndebur buj asenelvaci adoresul t ant e.
Dur ant el af usi ón pueden ocurri rcambi os en l a composi ci ón de l a car ga,espr obabl equeest osucedacuandounodel osi ngr edi ent eses vol át i lal at emper at ur adevaci adodel aal eaci ón.Laf uent emáscomún de i mpur ez as dur ant e un proceso de f usi ón eselcombust i bl eol os pr oduct osdel acombust i ón. Según ( Bal l ay)podemos cl asi ficar en cuat r o gr upos una ser i e de f undi ci onesespeci al esquer espondananecesi dadesmuyvari adas: -
Fundi ci óngri sesymet ál i cas
-
Fundi ci ónbl ancasespeci al es
-
Fundi ci onesref r act ari as
-
Fundi ci onesresi st ent esal acorr osi ón.
Cl asi ficaci óndel oshornosusadoparal af usi ón: Los hornosqueseusan par af undi rmet al esy susal eaci onesvarí an mucho en capaci dad y di seño.Varí an desde l ospequeñoshor nosde cr i solque cont i enen unoscuant os ki l ogr amosde met ala hornos de hogarabi er t ohast a200t onel adasdecapaci dad.Elt i podehornousado
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par a un proceso de f undi ci ón queda det er mi nado por l os si gui ent es factores: Necesi dades de f undi rl a al eaci ón t an r ápi dament e como sea
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posi bl eyel evarl aal at emper at ur adevaci ador equeri da. La necesi dad de mant ener t ant ol a pur ez a de l a car ga,como
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pr eci si óndesucomposi ci ón. -
Lapr oducci ónr equer i dadelhorno.
-
Elcost odeoper aci óndelhorno.
Ti posdehor nosusadosenf undi ci ón: -
Elcubi l ot edef undi ci ón.
-
Loshornosder ever sos.
-
Hornosrot at ori os.
-
Hornosdecri sol .
-
Hornosdecri soldet i pososa.
-
Hornosbascul ant es.
-
Hornosdeai r e.
-
Hornosel éct r i cos.Puedenserdeacer oodei nducci ón.
Conver t i dor es:noesf undament al ment eunhornodef usi ón,aun cuandoseuseenl apr oducci óndeacer opar amanuf act ur adev aci ado. Punt ode f usi ónapr ox.Del osmet al es: Losmet al essef undenadi f er ent est emper at ur as. Lat abl asi gui ent emuest r al ospunt osdef usi óndel osmet al esmás comunes.
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METALES Est año Pl omo Ci nc Al umi ni o Br once Lat ón Pl at a Cobr e Hi er r of undi do Met almonel Acer odeal t ocar bono Acer omedi opar acar bono Acer oi noxi dabl e Ní quel Acer odebaj ocar bono Hi er r of orj ado Tungst eno
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PUNTO DEFUSI ON 240° C( 450° F) 340° C( 650° F) 420° C( 787° F) 620° 650° C( 1150° 1200° F) 880° 920° C( 1620° 1680° F) 930° 980° C( 1700° 1800° F) 960° C( 1760° F) 1050° C( 1980° F) 1220° C( 2250° F) 1340° C( 2450° F) 1370° C( 2500° F) 1430° C( 2600° F) 1430° C( 2600° F) 1450° C( 2640° F) 1510° C( 2750° F) 1593° C( 2900° F) 3396° C( 6170° F)
Vaci adosenar ena A par t e de l os met al es met al úr gi cos f ormados por mét odos en que i nt ervi ene l a met al ur gi a de pol vos,l os met al es y l as al eaci ones se f unden pr i mer o y l uego se vací an en un mol de de f orma pr edet er mi nada.Enal gunoscasos,elmol depuedeserdef ormasi mpl e obt eni éndose l i ngot e quesubsecuent ement e se f orma pl ást i cament e porf orj ado,l ami nadooext rusi ón. Pasosbási cosenunpr ocesodevaci adodear ena: 1.Requi er epr i mer odelmol deoen ar enadef undi ci ón,al r ededorde un pat r ón adecuado de t almaner a que es t e pueda r et i r ar se, dej andouncavi dad del af ormar equer i daenarena.Paraf aci l i t ar
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es t e pr ocedi mi ent o,elmol de de ar ena sedi vi de en dos o más partes. 2.En vaci adosdef or massi mpl es,puede usar seun mol dededos part es,en elque cada mi t ad est á cont eni da en un mar co en f ormadecaj a. Def ect osenl osvaci adosdear ena: Los def ect os pueden pr esent arse porf al l as t écni cas que se pueden cl asi ficarbaj ol ossi gui ent esencabezados: -
Mal apr áct i caenl af usi ón.
-
Mal apr áct i caenelvert i do.
-
Mol deopobr e.
-
Di señoi ncorr ect odelmol deo,composi ci óni ncorr ect adelmet al .
Siun vaci adot i enecar gador esi nadecuadosl osef ect osderechupese pueden mani f est ar como por osi dad i nt er na,cavi dades,o bi en,en l a f ormadedepresi onesen l asuper fici edelvaci ado,comosehai ndi cado antes. -
Lasbur buj as.
-
Lasi ncl usi ones.
-
Lospl i eguesf rí os.
-
Rot ur asencal i ent es.
Ar enaymezcl apar amol deo
)
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La ar ena es el mat er i al bási co que empl ea el mol deador par a conf ecci onarsusmol des,par al osdi ver sost i posdemet al esyal eaci ones queusual ment eseproducenenl ost al l er esyf abri casdepr oducci ón. La pl ant a cent r al i zador a de ar ena ubi cada en un t al l er o f abri ca sumi ni st r a ar enas ya preparadas medi ant e un si st ema de ci nt as t r ansport adoras a l as di st i nt as secci ones delmol deo,a t r avés de l os depósi t os y t ol vas de al macenaj e,si t uados en mayor al t ur a y que r eci ben cont i nuament e l a ar ena usada par a acondi ci onar l a nuevament e. Di st i nt ost i posdearenasparamol deo:
- Ar enaVer de:esunaar enahúmeda,esdeci r ,quesehasecado. - Ar enaseca:esaquel l aal aquesel ehael i mi nadot odal a
humedadant esdeef ect uarl acol ada,medi ant eelsecadode enf urt as. - Ar enasder evest i mi ent oodecont act o:esl aqueseapi sonacont r a
l acar adelmol deoyunavezext r aí doest e,f ormar ál acapa i nt er nadelmol de. Ar enader el l eno:pr ocededel osmol desyacol adosyvuel venuevament e aut i l i zarsedespuésdepr epar adapar arel l enar elmol dedur ant eel mol deado.
EQUIPOSYMATERI ALES •
Model o(sel ecci onadol acl aseant eri or)
•
Caj asdemol deo
•
Tabl adeMol deo
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Her r ami ent asdemol deo
•
•
Tal coógr afit o Duct osparabebeder os
•
•
Ar enadeMol deo
•
Ar enapar aal mas
CALCULOS 1)Tomarl asmedi daselmodel osel ecci onado
Paral aPi eza
+
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1,
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Hal l andoelvol umendelmodel o Pi eza 1 2 3 4 5 6
Radi o 2. 875 4, 675 3, 825 2, 335 1, 73 2, 37 1, 30
Lado Al tura 1, 8 -
4. 59 2, 94 7, 18 4, 39 1, 88 3, 66
VOLUMEN TOTAL
Vol umen 119. 189570908 cm3 201, 864724562 cm3 213, 405336079 41, 2768549464 33, 1745021387 19, 4320071995
cm3 cm3 cm3 cm3
628, 342995834 cm3
Comonecesi t amosl amasadeAl umi ni o,necesi t amosconocerl a 3 densi daddelal umi ni oquees2, 7gr /cm at emper at ur a ambi ent e,ent oncest enemos: Cal cul odel amasa:
Ár eadeenf ri ami ent odel api eza:
Vol umendel amazarota: Par aelcál cul odel amazar ot at enemosl asi gui ent er el aci ónque dependedel acont r acci ónvol umét ri cadelal umi ni o.( 7% sol i di ficaci ón)
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Vm =Vol umendel amazar ot a Vp =Vol umendel api ez a n=coefici ent edeseguri dad[ 1, 53] c=coefici ent edecont r acci ón
2)Determi narelempuj emetal ostati co Par a det er mi nar elempuj e met al ost at i co,t enemos que darnos cuent aqueest eesdebi doaelflui doi ngr esadoenl af undi ci ón. Delsi gui ent e gr afico obt enemos que elvol umen especi fico del Al umi ni oes0, 43 apr ox.( Tomamosl a densi dad en modo l í qui do paraelempuj e)ycal cul amosl adensi dad:
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Ademásdel adensi dadnecesi t amoselvol umen quer eci bedi cho empuj e,enest ecasoeselvol umenqueseencuent r aporenci ma delmol de,t omamoscomoal t ur adel ami t addel acaj acomoh=15 cm.Local cul amosdel asi gui ent emaner a:
Par aelmodel o:
Ahor acal cul amoselempuj esegúnl af órmul adeflui dos:
Porl ot ant oelempuj ees Newt on,con es t o podemos darnos cuent a que es t a pi ez a sinecesi t ara cont r apesar el empuj e,ya que est e empuj e esmayoralant er i or ,par a eso habrí aquehacerl oscál cul osdepesodearenaypesodecaj a par averi ficarcuant odepesosenecesi t ar a.
3)Vol umenFi nalydef ormaci ón del aspi ezasfinal es Elpr ocesodef undi ci ónempi ezacon eldi señodelmodel oparaasí f abr i carelmol de,est et i eneuna cavi dad cuyaf orma geomét ri ca det er mi na l af or ma de l a part ea f undi r . La cavi dad debe di señarse de f orma y t amaño l i ger ament e sobredi mensi onado, est opermi t i r ál acont r acci ón delmet aldur ant el asol i di ficaci ón y enf ri ami ent o Cada met alt i ene por cent aj e de cont r acci ón,por 1%
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t ant ol apr eci si ón di mensi ónescrí t i ca,l acavi daddebedi señarme par aelmet alenpart i cul arquesevaaf undi r .
Porl ot ant o: Si endo el coefici ent e de cont r acci ón del al umi ni o 72* 10-6, el vol umenfinalsededucepor :
Dónde:l avari aci óndet emper at ur aespunt odef usi ón=660º C– Tamb=25ºC =635ºC Asít enemoselpor cent aj eder educci ónvol umét r i co: Porcent aj eder educci ónes
=%
% =4. 372% Yelpor cent aj eder educci ónl i nealseapr oxi mamedi ant eel enf oque
,ent oncespodemosapr oxi mar :
Par al api eza 600, 8718345cm
A cont i nuaci ón most r amos una t abl a con l os vol úmenes y medi dasreduci dasqueseobt endr án despuésdel af undi ci ón del api ezaNº 2:
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Pi eza 1 2 3 4 5 6
Radi o
Lado
2. 8331 4, 6069 3, 7693 2, 3010 1, 7738 1, 7048 2, 3355 1, 2810 -
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Al tura Vol umenfinal 4, 5231 2, 8972 7, 0754 4, 3260 1, 8526 3, 6067
VOLUMEN TOTAL
113, 978602 193, 039194 204, 075249 39, 472230 31, 724113 18, 582440
600, 87183
4)Deacuer doalvol umencal cul arelt i empodesol i di ficaci ón Apr oxi mar emoselt i emposegúnl ar el aci ón:
Par aelsegundomodel ot enemos:
Est oqui er edeci rqueelt i empoapr oxi madodesol i di ficaci ón esapr oxi madament e4mi n,es t osedebeaqueest emodel o esmásgrandequeelant er i orynecesi t aramayort i empode enf ri ami ent o.
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PROCEDI MI ENTO
Sesel ecci ón l acaj adeacuer doalt amañodelmodel o:Paraest o hay que t eneren cuent a que l a caj a debe t eneruna di st anci a consi der abl eent r el osbordes yelmol dequeser eal i zar ayaque sies t a di st anci a es muy cort a puede ocurr i run desborde al re t i rarelmodel o.
Col ocaren l at abl a de mol deo l a mi t ad i nf er i orde l a caj a de mol deo(pr evi ament ever i ficary/ocol ocarun i ndi cadorparal a posi ci óndel asasas)
Ubi carelmodel o (siesent er o )o l a mi t ad delmodel o (sies part i do)enelcent r odel acaj a
Cubr i rcon t al coogr afit ol a super fici edelmodel o:Est oper mi t e f aci l i dad paraelmoment odequi t arelmodel o,ademáselgr afit o sepuedeusarpar aelfinaldemaner aquequedemej orelmol deo.
Agr egarl aar enadecont act o( ar enat ami zada)apr oxi madament e que t ape 5 cm almodel o:La t ami zada per mi t e que sea un apl ast ami ent ouni f ormeparaevi t aragl omer aci onesal r ededordel mol de.
Presi onarmanual ment el a ar ena con l a final i dad de apl i carl a pr opi edadpl ást i cadel aar ena
Ll enarl acaj aconar enaderel l eno
Compact arconl osat acador es
Enr asarconunar egl a
Vol t earl acaj ay col ocarl acaj asuper i or
Col ocarl aot r ami t addelmodel o(siesmodel opart i do)
Ubi car elbebeder o yl amazarot aen l asposi ci onesel egi das: Par a es t o hay que t ener en cuent al as zonas cal i ent es de l os model os,yelbebeder o debeserescogi do de t almaner a queel enf ri ami ent oseauni f ormeynohayadesperf ect osporr echupe.
Sepr ocedet alcomoenl acaj ai nf eri or
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Unavezt er mi nadoelmol deo,seext r aenl osduct osdelbebeder oy mazarot as ( siesque est as no son ci egas) ,sepr ocede hacerl a copadelbebeder o
Abri rl acaj a, ext r aer elmodel oy
col ocar elól asal massies
quel ast i enen
Hacerelconduct odecol adayl osdel asmazarot as
Cer r arl acaj at eni endocui dadoquel osi ndi cadoresdeposi ci ón del ascaj ascoi nci dan
Con l as aguj as r espect i vas hacerl os ori fici os para ayudara l a permeabi l i dad
Col ocarsucaj aenl azonadecol ada
Tomarl at emper at ur adecol ada
1)
Sacarelpr oduct o
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Tomarl asmedi dasobt eni dasensupr oduct o
Rechupes
Rechupes
Rebabas 1*
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Superficie áspera y porosa
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Cuadr oNr o .
Met alo aleación Est año Pl omo Zi nc Magnesi o Al umi ni o Lat ón Br once Cobr e Fundi ci ón g r i s Fundi ci ón bl anca Acer o Ní quel
Temper at ur a Cal or def usi ón0C especí ficodel s ól i do 232 0. 056 327 0. 031 420 0. 094 650 0. 25 657 0. 23 900 0. 092 900a960 0. 09 1083 0. 094 1200 0. 16 0. 16
-
-
1400 1455
0. 12 0. 11
-
50 58
Para el aluminio:
Reempl azandol osdat os.
1+
Cal or l at ent ede f usi ón 14 6 28 72 85 43 70
1100
Cal cul odeCal orí as.
H =
Cal or especí ficodel l í qui do 0. 061 0. 04 0. 121 0. 39 0. 156 0. 20
1455.953 Kcal
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OBSERVACIONES
Seobserva queseproducer echupe en l a pi ez a debi do all ugar dondesecol ocaronl asmazarot asyquesol osepusi er ondos.
Seobserv aquel asuper fici edel api ezaesásper aest odebi doal a finur adel aar ena.
Enl asuper fici edel api ezapuedever sequeespor osadebi doal os gasesqueproduceelal umi ni o.
Seobserv anr ebabasenell í mi t eent r el ascaj asdemol deo.
RECOMENDACI ONES
Debet ener secui dadoalpi carelmol depor quesiest eent r aenl a cavi dad,elmet all i qui dopuedeent r arenl aperf oraci ónypr oduci r l oqueseconocecomo“ col ader at ón” .
Debe presi onarse bi en l a ar ena a fin de que est a est é bi en compact aynosedesmor one.
Debeel egi r seell ugardel a mazarot al omáscer caposi bl ea l a cavi dad,si nt ocar l a,par aevi t arr echupes.
Elcanaldel amazar ot aal acavi dadnodebeocuparmuchaár ea deest aparaf aci l i t arl aext racci óndel asmazar ot as.
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CONCLUSI ONES
Seconcl uyequeparaobt enerunapi ezasi ndef ect osporr echupes debet omarseencuent acuant asmazarot asdebenserpues t asen elmol de de ar ena,ell ugardonde secol ocan y eldi ámet r o de estas.
Debecal cul arseelempuj emet al ost át i coparadet er mi narelpeso quedebecol ocar seenci mayaquesinopuedel ev ant arelmol dey derr amar seelal umi ni ol í qui do.
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