TERCERA PRACTICA CALIFICADA DE INGENIERIA DE MATERIALES (2 GRUPOS) 1. Se desea elaborar elaborar un lote lote de 100 piezas piezas en Aleación Aleación de fusión CuZn38PbAl CuZn38PbAl , 1% de Pb , 0,5% de Al , a partir de la siuiente !ateria pri!a !et"lica# ZA$AC co!n Zinc fino
ZnAl& Zn((,((
'ronce de Plo!o Aleación deso)idante
CuPb8 CuP*
+as prdidas por fusión son de -% para el Zn , &,8% &,8% para el Al , 1,&% para el Cu 8,5% para el Pb. /l /l retorno retorno de fabricación fabricación se a esti!ado esti!ado en 8% se sabe ade!"s ade!"s ue el peso de cada pieza acabada es de 1- 2. eter!ine# 4ota# /l P aadido con la la aleación deso)idante deso)idante est" en un 5% de e)ceso e)ceso a ue la ! a ao r p ar ar te te s e c on on su su !e !e s e e n n l a re ac ac ci ci ón ón # & P 6 5 7*
→
*P * 7 5 , retir retirand ando o
pr"ctica!ente todo el o)eno disuelto en el estado luido. Peso total en productos ter!inados# 100 piezas 9 1- : ; 1-00 2. de CuZn38PbAl Peso total en producto producto bruto ; Cantidad de aleación aleación a elaborar 1-00 2. de CuZn38PbAl
<100 = 8>% ?
100%
de donde# ) ; 1@3(,13 2. de CuZn38PbAl CuZn38PbAl /l peso en 2. de cada ele!ento en la cantidad total de aleación a elaborar, es#
1@3(,13 2. de CuZn38PbAl
Cu ; 0,-05 9 1@3(,13 ; 105*,1@38(* 2. Zn ; 0,38 9 1@3(,13 ; --0,8-(55* 2. Al ; 0,005 9 1@3(,13 ; 8,-(5-5* 2. Pb ; 0,01 9 1@3(,13 ; 1@,3(130&
Total
1739,13 Kg
eniendo eniendo en cuenta las prdidas por fusión, alla!os la de!anda por cada ele!ento <)>#
C! " 105*,1@ 2. Cu ) Cu
(8,-% 10 0%
#C! $ 1%&7,113Kg .
' " --0,8@- 2. Zn ) Zn
(&% 100%
#' $ 7%3,% Kg .
P*" 1@,3( 2. de Pb ) Pb
(1,5% 100%
# P* $ 19,%1 Kg . Al" 8,-( 2. de Al ) Al
(5,*% 100%
# Al $ 9,13 Kg . +ala-" 1(,01 2. Cu . CuPb8
8% 100%
. C!P*/ $ 237,9 2 .
C! 0a0o o -l C!P*/" 10-@,11 = *18,58
; 8&8,532 de Cu.
de CuP*, tene!os# 8&8,53 2. de Cu ? CuP*
(8% 100%
. C!P2 $ /&,/ Kg de ZnAl&, tene!os# (,13 2. de Al ? ZnAl&
&% 100%
. 'Al$ 22/,3 Kg
Po 4lt56o" ? Zn ((,(( ; @03,05 = *1(,** ; &83,83 :.
. ' 99,99 $ /3,/3 g
Co!probación# D) 6 P* ; D? 10-@,11 6@03,05 6 1(,01 6 (,13& ; *3@,5(. 6 8-5,8 6**8,35 6&83,83.
179/,3% 8 P2$1/1,&2 I6!-a: P2$17,31 Kg a. +a cara necesaria para la elaboración, en :. en porcentaEe.
Caga
Kg
;
? CuPb8 ? CuP* ? ZnAl& ? Zn ((.((
*3@,5( 8-5,85 **8,35 &83,83
13,0( &@,-( 1*,58 *-,-&
Total
1/1,&2
1%%,%%
b. /l % probable de trazas de P, co!o residuo, en el producto. F!purezas o trazas ;1@,31 2 ) 0,(5 ; <1-,&51* G 1815,-*&* > ) 100 ; 0,(0-1% de P co!o residuo.
c. +a capacidad ue debe tener el orno si se esti!a ue la pri!era fusión de!ora 50 !inutos las siuientes *5 !inutos, para una Eornada total de fusión, de apro)i!ada!ente tres oras, sin contar las operaciones preBias, inter!edias finales a la fusión en el orno co!o es el pesado, la cara, las descaras, etc. 3 oras de Eornada 3 ) <-0> H 50 ;130 !inutos <1 cara> 130 !inutos G *5 !inutos por cara ; 5,* caras <- caras> otal de caras ; -,* caras
<
Caa50a0 0-l =oo $ 1/1,&22 > &,2 $292,/2& Kg
d. +a lti!a cara al orno en :. 1815,-*&* = *(*,8&*- <-> ; 58,5-85 2. *. Se fabrica un lote de 100 piezas en Aleación de IorEa AlCu5$*, con un retorno de fabricación del -%, usando co!o !ateriales de elaboración# Jetornos de CuAl (, retornos de $$n* Al (( ,( (. /l e uipo de fu sión oc as io na p rd idas de 1,*% pa ra el Co br e, *, &% pa ra el Alu!inio *8% para el $ananesoK siendo el rendi!iento de $anesio del &0%. Si se sabe ade!"s ue el peso de cada pieza acabada es de 15 2. Calcule# a b
+a cara necesaria para la elaboración, en : en porcentaEe. /l % de $n presente co!o i!pureza en las piezas. c +a capacidad ue debe tener el orno si se esti!a ue la pri!era fusión de!ora &0 !inutos las siuientes *0 !inutos, para una Eornada total de fusión e)clusiBa!ente, de 1 r. con 15 !in., apro)i!ada!ent e. d +a lti!a cara al orno en :.
SOLUCI?N"
• • •
Pérdidas de 1,2% para el Cobre Pérdidas 2,4% para el Aluminio Pérdidas 28% para el Manganeso El rendimiento de Magnesio del 40%
MATERA!E" #E E!A$RAC&'( • • •
Retornos de CuAl ) retornos de MgMn2 Al )),))
Peso total en productos ter!inados# 100 9 15 ; 1500 2. de AlCu5$* Peso total en producto bruto ; Cantidad de aleación a elaborar 1500 2. de AlCu5$* )
(&% 100%
e donde# ) ; 15(5.@5 2. de AlCu*Mg2 /l peso en 2. de cada ele!ento en la cantidad total de aleación a elaborar, es#
15(5.@5
2. de AlCu5$*
Al ; 0, (3 9 15 (5 .@5 2 ; Cu ; 0,05 9 15(5.@5 2 ; $ ; 0,0* 9 15(5.@52 ;
Total
1& 8& .0 5 2 @(.@( 2 31.(* 2
197
eniendo en cuenta las prdidas por fusión, alla!os la de!anda por cada ele!ento <)>#
C! " @(.@( 2. Cu ) Cu
(8,8% 100%
#C! $ /%,7&Kg . Mg " 31,(* 2. Zn ) Zn
&0% 100%
#Mg $ 79/%Kg . Al" 1&8&.05 2 de Al ) Al
(@,-% 100%
#Al $ 12%, Kg . +ala-" /%,7&Kg . Cu . CuAl(
(1% 100%
. CuAl( $ //,7 2 .
Mg "
79/%Kg
(8 % 100%
? $$n*
. $$n* $ /1,3 Kg
#Al aota0o al 99,99 # 12%, Kg H
@.((
#Al 99,99 ; 151*.55 2.
Co!probación# D) ; D? 80.@-6@(.80615*0.5&$ 88.@56151*.55681.&3
1&/11$1&/273
a > /n to nc es#
Caga ? CuAl ( ? $$n*
Kg //,7 /1,3
; 5,*@ % &,8&%
? Al ((.((
151*,55
8(,8( %
Total
1&/2, 73
1%%;
b> /l % de $n presente co!o i!pureza en las piezas. Prdidas *8% para el $ananeso $ananeso aportado ; 1-8*.@3 H 1-81.1 ; 1.-3 2 % ; <1.-3 = 0.*8 G 15(5.@5> 9100%
; M $ %%/ ;
c> +a capacidad ue debe tener el orno si se esti!a ue la pri!era fusión de!ora &0 !i nu to s l as s i ui en te s * 0 ! in ut os , p ar a u na E or na da t ot al d e f us ió n e)clusiBa!ente, de 1 r. con 15 !in., apro)i!ada!ent e.
CAPACIDAD DEL @ORNO $ . otal de tie!po en !inutos ; @5 !in ie!po de Eornada ; &0 !in .HHH 35 restantes ; *0!in 6 15 !in < ue se fundir"n a no en *0, si no en 15> CAJLAS C7$P+/AS ; * e fór!ula ; *0 !in 9 < 1-8*.@3 2 = * . > G # ; 15!in ? ; -11,(0 2
CAPACIDAD DEL @ORNO $ -11,(0 2
d> LTIMA CARGA # 1-8*.@3 = *9< -11.(0 > ; &58.(3
