1. PROCESOS DE CONFORMADO
1.1 PROCESO DE FUNDICIÓN
El proceso tradicional de fundición a presión consiste en la inyección, a alta presión, de una aleación de metal fundido en un molde de acero (conocido también como herramienta o molde). Ésta se solidifica rápidamente (en unos cuantos segundos) para producir un componente de forma final que es extraído automáticamente a continuación.
La mayoría de los componentes de zinc y de los componentes no férreos, como es el magnesio, se producen mediante el proceso de fundición a alta presión.
Existen dos procesos básicos de fundición a presión, que se diferencian solamente por el método de inyección del metal: cámara caliente y cámara fría. El proceso en cámara caliente se utiliza solamente para aleaciones de zinc (excepto la ZA-27) y aleaciones de magnesio AZ-91
La etapa del ciclo correspondiente a la inyección de metal normalmente concluye con una súbita intensificación de la presión sobre el metal. Esta presión se logra aumentando la presión hidráulica del émbolo, que obliga a una cantidad adicional de metal a penetrar en la cavidad del molde para compensar la contracción que se produce durante la solidificación. Esto es beneficioso hasta el punto en que promueve el llenado completo de la cavidad del molde, y crea una densidad uniforme en el metal. Sin embargo, la intensificación excesiva no es aconsejable porque fuerza al metal fundido a introducirse entre los componentes del molde, provocando el desgaste del molde y una rebaba excesiva que tiene que ser eliminada posteriormente. Se debe controlar cuidadosamente esta intensificación de presión para producir piezas de la mejor calidad.
La presión máxima, multiplicada por el área proyectada de toda la colada, genera la fuerza que se aplica sobre la estructura de la máquina. Con frecuencia, esta presión dicta el tamaño de máquina que se necesita para hacer una pieza, lo cual, a su vez, influye en el costo del producto terminado. Las máquinas se clasifican de acuerdo con la cantidad de toneladas de fuerza de fijación que pueden desarrollar durante el funcionamiento continuo a largo plazo. Normalmente, la pieza fundida es expulsada del molde, unida a cierta cantidad de material sobrante. Aquí se incluyen la compuerta, el canal de colada (que puede tener una galleta), cualquier rebosadero y, posiblemente, rebaba. Conjuntamente, todo este material (conocido como colada) es transferido a un troquel de desbarbado que separa la pieza fundida del material sobrante. Este material procedente del desbarbado se recicla posteriormente.
Fundición a presión en cámara caliente
El proceso en cámara caliente se utiliza solamente para el zinc y otras aleaciones de bajo punto de fusión que no atacan fácilmente ni erosionan los crisoles, cilindros ni pistones de metal. El desarrollo de esta tecnología, mediante el uso de materiales avanzados, hace posible que este proceso sea utilizado para algunas aleaciones de magnesio. A continuación se ilustran los componentes básicos de una máquina de fundición a presión en cámara caliente y el molde.
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En este proceso, el émbolo y el cilindro, que forman el mecanismo de inyección, se sumergen en el metal fundido que se encuentra en el crisol (o recipiente refractario) que es parte integral de la máquina. A continuación se ilustra la secuencia de operación del ciclo de fundición en cámara caliente.
Secuencia de operación del proceso de fundición a presión en cámara caliente
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- Se cierra el molde y se eleva el émbolo, abriendo el orificio y permitiendo que el metal fundido llene el cilindro.
2. El émbolo desciende y sella el orificio empujando el metal fundido a través del sifón y la tobera, hacia el interior de la cavidad del molde, donde es mantenido bajo presión hasta que se solidifica.
3. El molde se abre y los machos, si hay alguno, se retiran. La pieza fundida se queda sólo en una sección de del molde, en el lado del mecanismo de eyección. El émbolo retorna, permitiendo que el metal fundido residual retorne a través de la tobera y el sifón.
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