ES2336104T3 - Nucleo o macho de fundicion a base de boratos de potasio que comprende una cavidad de disolucion. - Google Patents
Nucleo o macho de fundicion a base de boratos de potasio que comprende una cavidad de disolucion. Download PDFInfo
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Abstract
Núcleo o macho (10) para la realización de formas huecas por fundición, obtenido por moldeo de una colada de sales minerales fundidas dentro de un molde (16), caracterizado porque comprende una cavidad (26) interior destinada a permitir que un disolvente tenga acceso por capilaridad al centro del núcleo o macho con el fin de acelerar la disolución dentro de la pieza (12) después del uso del núcleo o macho.
Description
Núcleo o macho de fundición a base de boratos de
potasio que comprende una cavidad de disolución.
El invento se refiere a un núcleo o macho para
la realización de formas huecas por fundición, un molde y un
procedimiento para la realización del citado núcleo o macho.
Más en concreto, el invento se refiere a un
núcleo o macho para la realización de formas huecas por fundición,
obtenido por moldeo de una colada de sales minerales fundidas dentro
de un molde.
El documento
JP-A-0.1.306043 describe y
representa un sistema para el moldeo de un núcleo o macho dentro de
una cavidad (2) con forma de "U" de un molde (1). El material
(10) fundido con la ayuda del cual se realiza el núcleo o macho se
introduce en el molde (1) por medio de una válvula (5) situada en el
extremo de una de las patas de la "U". A continuación se
cierra la válvula (5) de manera que el material (10), al enfriarse,
se retrae con respecto a las paredes de la cavidad (2) del molde
(1). A continuación, se abren la válvula (5) y una válvula (6)
situada en el extremo de la pata opuesta de la "U" y se provoca
una aspiración mediante dichas válvulas para extraer el núcleo o
macho del molde (1) de un solo bloque.
En este documento el núcleo o macho se extrae de
un solo bloque. Ahora bien, esto no siempre es posible.
El documento FR-2.819.205
describe un núcleo o macho que comprende sales minerales tales como
metaborato o monoborato de potasio, diborato de potasio, triborato
de potasio, tetraborato de potasio, o incluso pentaborato de
potasio.
Un núcleo o macho de este tipo es compatible con
los procedimientos de fundición bajo presión, para la realización
de formas huecas de geometrías finas, y es también compatible con
todos los tipos de aleaciones ligeras utilizadas en esos
procedimientos.
Especialmente, este núcleo o macho permite
realizar piezas que comprenden formas huecas de geometrías complejas
y que presentan un buen estado superficial, al mismo tiempo que
garantiza la limpieza de las cavidades.
El núcleo o macho se puede utilizar en un
procedimiento de fundición bajo presión, pero también se puede
utilizar en un procedimiento de fundición con colada por gravedad,
con vistas a mejorar el estado superficial de las cavidades y con
vistas a realizar cavidades de geometrías más complejas, en
comparación con un procedimiento de fundición con colada por
gravedad que utilice un núcleo o macho a base de arena o de sales
minerales clásicas.
En el documento EP-0.613.742 se
describe también un núcleo o macho de este tipo.
Después del moldeo de una pieza de fundición con
la ayuda de un núcleo o macho de este tipo se debe retirar el
núcleo o macho, cualquiera que sea, de la pieza bruta de desmoldeo
con el fin de poder utilizar y/o mecanizar la citada pieza.
En el caso particular de los núcleos o machos
del tipo descrito anteriormente que se disuelven en el agua, se ha
comprobado que la disolución del núcleo o macho se produce según un
frente de disolución que se extiende desde un extremo del núcleo o
macho, por el cual se encamina el agua, hasta su extremo
opuesto.
Este fenómeno se opone a una disolución rápida
del núcleo o macho, y debido a ello aumenta el tiempo durante el
cual la pieza procedente de fundición está inmovilizada a la espera
de la disolución de su(s) núcleo(s) o
macho(s).
Para remediar este inconveniente, el invento
proporciona un núcleo o macho del tipo descrito anteriormente que
comprende medios destinados a favorecer la penetración del agua en
el núcleo o macho y, por consiguiente, a acelerar su disolución,
como se define en la reivindicación 1.
Con este objetivo el invento proporciona un
núcleo o macho del tipo descrito anteriormente, caracterizado
porque comprende una cavidad interior destinada a permitir, después
del uso del núcleo o macho para la realización de una pieza de
fundición, que un disolvente tenga acceso por capilaridad al centro
de dicho núcleo o macho con el fin de acelerar la disolución.
De acuerdo con otras características del
invento:
- -
- la cavidad interior se realiza durante la operación de moldeo del citado núcleo o macho,
- -
- la cavidad está constituida por un rechupe interno obtenido mediante un enfriamiento rápido de la superficie exterior del núcleo o macho.
\vskip1.000000\baselineskip
El invento se refiere también a un procedimiento
para la realización de un núcleo o macho del tipo descrito
anteriormente, como se define en la reivindicación 4 que comprende
al menos una operación de moldeo del núcleo o macho, caracterizado
porque la operación de moldeo es seguida por una operación de
enfriamiento rápido de la superficie exterior del núcleo o
macho.
De acuerdo con otras características del
procedimiento:
- -
- durante la operación de enfriamiento rápido de la superficie exterior del núcleo o macho, se enfría rápidamente la pared de una cavidad del molde al contacto con el núcleo o macho,
- -
- durante la operación de moldeo del núcleo o macho, las sales minerales fundidas se cuelan por gravedad dentro del molde,
- -
- el procedimiento comprende preferentemente una operación preliminar de calentamiento del molde anterior a la operación de moldeo, para disminuir la diferencia inicial de temperatura entre las sales minerales y el molde.
\vskip1.000000\baselineskip
El invento se refiere además a un molde para la
realización de un núcleo o macho que comprende medios de
enfriamiento situados cerca de la pared de la cavidad del
molde.
De acuerdo con otra característica del molde,
éste comprende medios internos de calentamiento.
Otras características y ventajas del invento se
harán evidentes con la lectura de la siguiente descripción
detallada para cuya comprensión se hará referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática en
sección longitudinal con rotura de un molde y de un núcleo o macho
de acuerdo con el invento durante una operación de moldeo por colada
en racimo del núcleo o macho de acuerdo con el invento;
- la figura 2 es una vista esquemática en
sección longitudinal que representa la disolución de un núcleo o
macho convencional en una pieza de fundición;
- la figura 3 es una vista esquemática en
sección longitudinal que representa la disolución de un núcleo o
macho de acuerdo con el invento en una pieza de fundición.
En la descripción siguiente, números de
referencia idénticos designan piezas idénticas o que tienen
funciones similares.
En la figura 1 se ha representado una operación
de moldeo por colada en racimo de dos núcleos o machos 10
destinados a la realización de una pieza de fundición del tipo de la
pieza 12 que se ha representado en las figuras 2 y 3.
Como ilustra la figura 1, durante la operación
de moldeo del núcleo o macho 10 se realiza una colada de sales
minerales fundidas en una tolva 14 de alimentación de un molde 16.
La tolva de alimentación comunica en su extremo inferior con una
cavidad 18 del molde 16.
Al menos una parte de las sales minerales se
elige por ejemplo entre los boratos de potasio para obtener un
núcleo o macho 10 que presente características mecánicas
elevadas.
En estas condiciones, las sales minerales se
distribuyen por gravedad dentro de la cavidad 18 del molde 16
siguiendo las flechas "F" para constituir, después del
enfriamiento, el núcleo o macho 10.
El resultado obtenido es un núcleo o macho 10
análogo al que se ha representado en las figuras 2 y 3.
Como ilustran las figuras 2 y 3, una pieza 12 de
fundición que comprende una forma 20 hueca se obtiene mediante una
operación de moldeo con el núcleo o macho 10 obtenido anteriormente.
La forma 20 hueca es complementaria del núcleo o macho 10, y para
poder utilizar esta forma 20 hueca es necesario disolver el núcleo o
macho 10 con la ayuda de un disolvente, por ejemplo agua en el caso
de un núcleo o macho 10 de acuerdo con el invento que comprende
sales a base de borato de potasio.
Como ilustra la figura 2 que representa una
operación de disolución de un núcleo o macho 10 convencional, el
disolvente se introduce por una abertura 22 de extremo de la pieza
12. Con el núcleo o macho 10 convencional lleno que se ha
representado en la figura 2, el disolvente se propaga dentro del
núcleo o macho 10 siguiendo líneas 24 de frente sucesivas,
disolviendo de forma progresiva el núcleo o macho 10 de derecha a
izquierda de la figura 2.
Debido a esto, la operación de disolución del
núcleo o macho 10 es una operación larga que, en el caso de una
producción de gran serie, genera grandes costes de inmovilización en
el taller donde se realiza la disolución de los núcleos o machos
10.
\newpage
Como ilustra la figura 3, para remediar este
inconveniente el invento proporciona un núcleo o macho 10 que
comprende una cavidad 26 interior destinada a permitir, después del
uso del núcleo o macho 10 para la realización de una pieza 12 de
fundición, que un disolvente tenga acceso por capilaridad al centro
del núcleo o macho 10 con el fin de acelerar la disolución dentro
de la pieza 12.
De esta manera, durante la operación de
disolución del núcleo o macho 10 el disolvente penetra en la cavidad
26 como se representa en la figura 3 y se propaga desde el interior
hacia el exterior del núcleo o macho siguiendo direcciones 28
variadas representadas por las flechas de la figura 3.
De acuerdo con el invento, la cavidad 26
interior se realiza durante la operación de moldeo del núcleo o
macho 10.
De forma no limitativa para el invento, la
cavidad 26 se podría realizar por perforación o introduciendo,
antes del moldeo del núcleo o macho, un elemento de temperatura de
fusión más elevada que las sales a base de borato de potasio,
elemento que se retiraría del núcleo o macho 10 antes de la
operación de disolución de dicho núcleo o macho 10 para conformar
la citada cavidad 26.
Sin embargo, en la realización del invento, la
cavidad 26 está constituida por un rechupe interno del núcleo o
macho obtenido gracias a un enfriamiento rápido de la superficie 28
exterior del núcleo o macho 10 durante su moldeo.
Para ello, un procedimiento de fabricación del
núcleo o macho 10 comprende al menos una operación de moldeo tal
como la anteriormente mencionada con referencia a la figura 1,
seguida por una operación de enfriamiento rápido de la superficie
28 exterior del núcleo o macho 10.
Durante esta operación de enfriamiento rápido de
la superficie 28 exterior del núcleo o macho 10, se enfría
rápidamente la pared de la cavidad 18 del molde 16 que está en
contacto con el núcleo o macho 10.
Para ello, como ilustra la figura 1, el molde 16
comprende medios 30 de enfriamiento situados cerca de la pared de
la cavidad 18 del molde 16.
Para la buena realización del invento se pueden
utilizar todos los medios de enfriamiento conocidos del estado del
arte.
En la rotura de la figura 1 se han representado,
a modo de ejemplo y de forma no limitativa, medios 30 de
enfriamiento constituidos por un intercambiador 32 de calor alojado
dentro del molde 16. Como ilustran las flechas, el intercambiador
es alimentado con fluido refrigerante a través de un conducto 34 de
llegada y dicho fluido es evacuado por un conducto 36. Esta
configuración permite evacuar un gran número de calorías en un
tiempo muy reducido.
Intercambiadores 34 de este tipo están
repartidos siguiendo toda la periferia de la cavidad 18, para
garantizar un enfriamiento rápido y uniforme de la cavidad 18.
Por último, antes de la operación de moldeo del
núcleo o macho 10, el procedimiento puede comprender una operación
preliminar de calentamiento del molde 16 para disminuir la
diferencia inicial de temperatura entre las sales minerales y el
molde 16.
Para ello el molde 16 comprende medios 38
internos de calentamiento, por ejemplo una o varias resistencias 40
eléctricas alojadas dentro del molde 16 y destinada o destinadas a
permitir su aumento de temperatura de forma uniforme.
Por lo tanto, el invento permite realizar
núcleos o machos de sales minerales a base de boratos de potasio
que tienen la particularidad de poderse disolver rápidamente, lo que
permite reducir los costes y los tiempos de producción de piezas 12
moldeadas con machos de este tipo.
Claims (7)
1. Núcleo o macho (10) para la realización de
formas huecas por fundición, obtenido por moldeo de una colada de
sales minerales fundidas dentro de un molde (16),
caracterizado porque comprende una
cavidad (26) interior destinada a permitir que un disolvente tenga
acceso por capilaridad al centro del núcleo o macho con el fin de
acelerar la disolución dentro de la pieza (12) después del uso del
núcleo o macho.
2. Núcleo o macho (10) de acuerdo con la
reivindicación precedente, caracterizado porque la cavidad
(26) interior se conforma durante el moldeo de dicho núcleo o
macho.
3. Núcleo o macho (10) de acuerdo con la
reivindicación precedente, caracterizado porque la cavidad
(26) está constituida por un rechupe interno del núcleo o macho
obtenido como consecuencia de un enfriamiento más rápido de su
superficie (28) exterior que de su centro.
4. Procedimiento de fabricación de un núcleo o
macho (10) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado
porque la operación de moldeo es seguida por una operación de
enfriamiento rápido de la superficie (28) exterior del núcleo o
macho (10).
5. Procedimiento de fabricación de un núcleo o
macho (10) de acuerdo con la reivindicación precedente,
caracterizado porque, durante la operación de enfriamiento
rápido de la superficie (28) exterior del núcleo o macho (10), se
enfría rápidamente la pared de una cavidad (18) del molde (16) en
contacto con el núcleo o macho (10) con la ayuda de medios (30) de
enfriamiento situados cerca de la pared de la cavidad (18) del molde
(16).
6. Procedimiento de fabricación de un núcleo o
macho (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5
precedentes, caracterizado porque las sales minerales
fundidas se cuelan por gravedad dentro del molde (16) durante la
operación de moldeo del núcleo o macho.
7. Procedimiento de fabricación de un núcleo o
macho (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6
precedentes, caracterizado porque comprende una operación
preliminar de calentamiento del molde (16) con la ayuda de medios
(38) de calentamiento internos al molde (16), antes de la operación
de moldeo, con vistas a disminuir la diferencia inicial de
temperatura entre las sales minerales y el molde (16).
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