PROCESOS DE COLADA- ADOLFO ANGEL MONTES GUZMAN

La colada o vaciado es uno de los procesos más antiguos que se conocen para trabajar los metales, es el proceso que da forma a un objeto al entrar material líquido en una cavidad formada en un bloque de arena aglomerada u otro material que se llama molde y dejar que se solidifique el líquido.

En casi todos los hogares y oficinas hay numerosas objetos hechos por colada o moldeo. El automóvil normal emplea una gran variedad de piezas de diferentes materiales, hechas con diversos procedimientos de colado o vaciado.

Para colar o moldear el material en forma liquida (en el caso de los plásticos el material suele estar en forma de polvo o gránulos), se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración exacta de la parte que se va a moldear o colar. Después de que el material llena el molde y se endurece o se fragua, adopta la forma del molde, la cual es la forma de la parte. Después, se rompe o se abre el molde y se saca la parte.

Las partes producidas por los procesos de fundición o colada varían en el tamaño, precisión, rugosidad de superficie, complejidad de configuración, acabado requerido, volumen de producción y costo y calidad de la producción. El tamaño de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por fundición a presión hasta varias toneladas para las producidas por fundición en arena. Las tolerancias dimensionales pueden variar desde 0.127 hasta 6.35mm (0.005 a 0.250 pulg); las partes más exactas se producen por fundición, presión, moldeo en cascara, inyección y revestimiento. con la colada o fundición en arena o continua se producen partes menos precisas. ahora bien, la colada continua, se utiliza para producir formas en la planta laminadora: planchas, lingotes y barra redonda, en vez de partes terminadas.

La fundición y colada en molde a presión, en molde frío, por inyección, transferencia, vacío y revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. la fundición continua, en arena, centrifuga y con moldes producen las partes con máxima aspereza de superficie. las formas mas bien sencillas se pueden producir con fundición o colada en formas, arena y continua; las configuraciones mas complejas se producen por fundición por revestimiento y a presión. la fundición a presión se considera un proceso de alto volumen de producción, la fundición en arena es un proceso de una por uno, un tanto lento.

Para poder efectuar la colada del metal, previamente hay que fundir y ajustar la composición del mismo. Estas operaciones se llevan a cabo en hornos de muy variados tipos, que se adaptan a las necesidades de cada fundición, teniendo en cuenta distintos factores:

Tipo de material a fundir.

Temperatura de fusión.

Velocidad de fusión.

Cantidad de material a fundir.

Capacidad de control de parámetros de fundición.

Consumo energético y gastos de instalación.

Mantenimiento y reparación.

etc.

En los últimos años ha crecido la utilización de hornos eléctricos, debido principalmente a la rapidez de fusión y al buen control de parámetros de fusión que ofrecen.

Una vez fundido el metal en el horno, se traslada al molde en unos recipientes denominados cucharas de colada, manuales o para manejo con grúa (cuando se manejan grandes volúmenes), y que se utilizan también para realizar otras tareas en el caldo, como pueden ser:

Ajuste la composición.

Desulfuración del caldo base.

Tratamiento de esferoidización del grafito. En el caso de fundiciones de grafito nodular, consiste en añadir al caldo un producto esferoidizante del grafito (normalmente magnesio).

Tratamiento de inoculación. Consiste en someter la fundición esfereodizada a un tratamiento especial con el fin de evitar que pase parcial o totalmente a fundición blanca e impedir que los nódulos se disuelvan en el baño metálico. (normalmente ferrosilicio, FeSiCr, silicato de calcio, etc.).

La colada puede realizarse según varios procedimientos:

Colada directa (en caída o por arriba). Se denomina así cuando el llenado es por la parte superior de la pieza. Cuando son piezas grandes y la entrada se hace por varios orificios se llama colada directa en lluvia. Normalmente se utilizan filtros para mi­norar la turbulencia del metal al caer, provocando erosiones en el mol­de, atrape de aire y proyecciones de metal (gotas frías).

Colada en fuente (por la base). Cuando se introduce el líquido por el fondo del hueco del molde. Reducen la turbulen­cia al mínimo pero crean grandes gradientes de temperatura, en­friándose al subir, y podría no llegar a llenar el molde; para reducir este efecto se colocan mazarotas laterales.

Colada por el costado. Cuando el llenado es lateral, mediante bebederos verticales y canales de entrada. Se utiliza mucho por la facilidad de moldeo, produce poca turbulencia aunque origina mayores gradientes de temperatura desde el lado del bebedero al lado opuesto; para evitar esto se colocan varios bebederos, simétricos. Cuando el fundido se introduce a la altura de la junta de las dos cajas, se conoce como colada horizontal; es la de uso más frecuente.