¿Qué es una Pieza de Acero Fundido?
Las piezas de acero fundido son productos que se fabrican vertiendo acero fundido en un molde, enfriándolo y solidificándolo en un producto de forma y tamaño determinados. Tienen mayor resistencia y tenacidad que el hierro fundido, por lo que se utilizan principalmente como piezas para maquinaria y estructuras sometidas a grandes fuerzas.
Las características de los productos de acero fundido incluyen la posibilidad de producir piezas con formas complejas, y pueden utilizarse para piezas sometidas a impactos y cargas variables debido a la naturaleza no direccional de la estructura y a su alta tenacidad. Otra ventaja es que el acero fundido se produce directamente en un molde, lo que requiere menos procesos de producción que la forja o el laminado.
La principal diferencia es que la fundición tiene grafito, mientras que el acero fundido no tiene grafito. Físicamente, el hierro fundido contiene más de un 2,1% de carbono, mientras que el acero fundido contiene menos de un 2,1%.
Usos de las Piezas de Acero Fundido
Las piezas de acero fundido pueden clasificarse en piezas de acero al carbono y piezas de acero aleado. Las piezas fundidas de acero al carbono se utilizan después del recocido y tienen aplicaciones como piezas de máquinas para motores eléctricos y centrales eléctricas, y piezas de vehículos ferroviarios. El acero de bajo contenido en carbono se define como el que tiene un contenido de carbono igual o inferior al 0,2%, y los productos de acero fundido de baja aleación con mayor resistencia, a la corrosión y al desgaste mediante la adición de manganeso, silicio, cromo, etc., se utilizan ampliamente para soportes, engranajes y piezas para automóviles, vehículos ferroviarios y maquinaria de construcción.
Las piezas de acero fundido de alta aleación se fabrican añadiendo níquel, cromo, manganeso y otros metales hasta alrededor del 20% para mejorar la resistencia a la corrosión, el calor y el desgaste, e incluyen piezas fundidas de acero resistente al calor, piezas fundidas de acero inoxidable y piezas fundidas de acero de alto contenido en manganeso. Se utiliza para carcasas de turbinas de vapor, bastidores de rodillos de laminadores y diversos rodillos, que están expuestos a altas temperaturas y presiones, así como para acoplamientos de trenes y piezas de bombas y ruedas hidráulicas.
Principios de las Piezas de Acero Fundido
La fundición de acero se realiza con moldes. Desde hace muchos años se utiliza el método de fundición en arena. En este método, se fabrica un molde de arena a partir de un molde de madera, se vierte en él acero fundido y, tras enfriarse y solidificarse, se rompe el molde de arena para obtener una fundición de acero.
Existen otros métodos de fundición. El método del molde completo utiliza un molde de espuma de poliestireno en lugar de un molde de madera, y el molde desaparece por completo después de la fundición. El método de la cera perdida, en el que el molde es de cera, es adecuado para la fundición de precisión. El método del molde de concha utiliza una mezcla de arena de sílice y resina ácida de carbón, que se calienta y se vierte en un molde, que luego se enfría para formar un molde fino en forma de media concha. Es adecuado para la producción en serie.
El proceso de fabricación de productos de acero fundido comienza con la elaboración de un plano de producción, seguido del diseño de un plan de fundición, la elaboración de un modelo, el moldeo, la fusión del acero, la fundición, el corte de la pieza fundida de acero, el tratamiento térmico, el acabado de las piezas fundidas y, por último, la inspección y el embalaje.
Los datos de los planos de producción se utilizan en simulaciones de fundición para optimizar el flujo de metal caliente, evitar la porosidad y garantizar la solidificación por adelantado. El diseño del plan de colada predice los cambios dimensionales y volumétricos y la deformación durante la solidificación, y optimiza los canales de metal caliente y el vertido por empuje. También es importante el proceso de tratamiento térmico, que garantiza la estructura metalúrgica del acero aleado, incluida la temperatura, el tiempo y la frecuencia del tratamiento térmico, para lograr el rendimiento prescrito.