Fundición

En el tratamiento de los metales, la metalurgia es la técnica principal por medio de la cual éstos se pueden obtener y tratar, además de ser la encargada de estudiar la producción de las diferentes aleaciones. Es una rama bastante utilizada por la tecnología y por la ciencia que ha logrado traer grandes beneficios a la humanidad. Uno de los tipos de metalurgia más utilizados se conoce con el nombre de fundición, el cual implica un proceso de calentamiento y reducción con el objetivo de obtener un metal puro.

Temas relacionados

Cizallado, arenado, extrusión, laminación, soldadura

¿Qué es la fundición?

La fundición es en sí la acción de derretir o fundir materiales metálicos y diferentes elementos en estado sólido. Es un proceso que disminuye y calienta un determinado material para posteriormente obtener un metal natural y luego incluirlo en un molde.

En qué consiste

La fundición es un tipo de proceso que consiste en fundir un metal para extraerlo del mineral por medio de una reacción química de disminución que produce un daño en los compuestos. Para poder realizarlo es necesario el uso de diferentes sustancias reductoras que cuando responden a los materiales metálicos oxidados tienen la capacidad de cambiar su forma. Es un proceso por medio del cual se derrite del material para posteriormente colocarlo dentro de un molde en el cual será solidificado para que tome su forma y luego para que sea utilizado con la funcionalidad que le corresponde.

Historia

La historia de la fundición empezó hace miles de años, en el período neolítico, cuando el ser humano empezó a explorar el oro y el bronce. Al inicio, golpeaba los materiales para poder quebrar los pero poco a poco entendió que por medio del calor lograba fundirlos para luego colocarlos en moldes y esperar que se solidificaron una vez que estaban fríos. Con el paso del tiempo, la técnica fue avanzando y se perfeccionó desde el III milenio a.C. en Egipto y en Asia.

En el siglo III, se empieza a utilizar la fundición con moldes utilizando cera y los primeros en utilizar esta técnica fueron los griegos durante el siglo VI a.C. Esta técnica también fue mejorada por los chinos con la invención del alto horno. De esta forma muchas culturas empezarán a utilizar la técnica y durante la época de la industrialización, la necesidad de crear nuevos materiales y de mejorar los procesos de fabricación debido a los grandes conflictos armados hicieron que la fundición tomará aún mayor importancia.

El primer avance importante en el campo de la metalurgia moderna se dio luego de que los indios inventaran la fundición del acero, un momento en el cual se creó el pudelaje gracias a Stephen Cort en el año 1784, un proceso que consistía en fundir en el alto horno por medio de soldadura de masa fundida y con ellos lograban obtener una masa de hierro de consistencia pastosa y refinada. Posteriormente, con las mejoras del horno se logró eliminar las impurezas que resultaban de la fundición y en la actualidad el proceso se ha mejorado de forma considerable convirtiéndose en parte importante de muchos procesos industriales hoy en día.

Para qué sirve la fundición

La fundición es un tipo de proceso que sirve para poder fundir y producir piezas de metal y se aplica principalmente en la industria automovilística para crear una serie de piezas mecánicas como los engranajes, discos de frenos y bloques de motores entre otros.

Tipos de fundición

Entre los tipos más importantes de fundición encontramos los siguientes:

• Fundición gris: se conoce como hierro fundido o colado. Adquiere forma de escama y le dan hierro un color particular, capacidad para ser templado y una muy buena fluidez para colados. Este tipo de fundición es más quebradiza y tiene menos resistencia a la tracción.
• Fundación nodular: el hierro fundido se inocula con materiales como el magnesio y como el carbono se encuentra en una forma esferoidal se produce una gran resistencia a la tracción y una mayor tenacidad.
• Fundación blanca: este tipo de fundición se logra cuando se enfría de forma rápida guion de hierro desde que se encuentra en estado líquido.
• Fundación maleable: se utilizan tipos especiales de hierro los cuales son sometidos a controles rígidos formando una microestructura en la cual la mayoría del carbono se combina con cementita. Su enfriamiento es muy rápido y resulta en una fundición maleable.
• Fundación aleada: este tipo de fundición contiene cromo, molibdeno, níquel o cobre en algunos porcentajes con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas que tienen las fundiciones normales. Con ella se puede crear una especie con propiedades distintas y mejores, con mayor resistencia al desgaste, al calor y a la corrosión.

Equipo necesario

El principal equipo que se necesita para realizar el proceso de fundición es el modelo el cual puede ser elaborado con plástico, madera o metal. Este modelo será el encargado de describir la representación externa que tendrá la pieza además debe de tener algunas medidas específicas para poder cumplir adecuadamente con el proceso de fundición. Este modelo deberá ser livianamente más grande que la pieza tomando en cuenta que ésta se encogerá posteriormente cuando se enfríe a temperatura ambiente. En las superficies del modelo se deben de establecer ángulos pequeños para no destruir los moldes mientras se ejecuta el proceso de extracción y deberá también contener conductos de alimentación para poder cargar el molde con el metal ya fundido.

Materiales

Varios materiales pueden ser fundidos principalmente las aleaciones que contienen hierro, acero, bronce y latón.

Explicación del proceso

El proceso de fundición es el medio por el cual se pueden producir las piezas o los objetos útiles utilizando un metal fundido. Básicamente consiste en vaciar el metal ya fundido dentro de un recipiente el cual tiene la forma de la pieza u objeto que se fabricará y posteriormente se deberá de esperar a que el material se endurezca cuando se enfría de forma natural. Los principales pasos que deberán de seguirse son:

• Diseñar los diferentes modelos así como sus partes internas.
• Diseño correcto del molde.
• Preparación de los materiales.
• Colocación del metal fundido dentro del molde.
• Proceso de enfriamiento de los moldes.
• Extracción de las piezas que han sido fundidas para su posterior limpieza.

Ventajas de la fundición

Entre sus principales ventajas se mencionan las siguientes:

• Es un proceso considerado más fácil de maquinar.
• Por medio de la fundición se pueden llegar a fabricar piezas que tengan distintos tamaños y diferentes niveles de complejidad.
• No se necesita de hornos que sean extremadamente grandes o costosos.
• Tiene capacidad de resistir los choques térmicos, la corrupción y además produce objetos que tienen una muy buena resistencia al desgaste.
• Se pueden utilizar diferentes tipos de moldes dependiendo de la necesidad y el uso que vaya a tener el objeto final.

Desventajas

En unas de sus desventajas más significativas son las siguientes:

• Dependiendo del tipo de metal que se utilice los costos de fabricación pueden ser bastante elevados.
• Algunos tipos de metales son más herméticos de ocasionar algunos defectos como el agrietamiento o la presencia de partes de hierro que se funden de color blanco.
• Durante proceso de fundición, las temperaturas, la velocidad de la cola, las aleaciones y el tiempo deberán de ser controlados de forma estricta en todo momento.

Importancia

La industria de la fundición es bastante importante para el mundo en general por distintas razones. Quizá la más importante de ellas es porque es un medio de apoyo para otros tipos de industrias, para las pequeñas empresas, para la economía de manera global y para el crecimiento de personas que dedican parte de su tiempo a proteger el medio ambiente. Una gran cantidad de empresas dependen de la fundición, la automotriz, la construcción, la industria aeroespacial, el sector petrolero, la minería, transporte e incluso sanidad.