Cuando un n\u00facleo de acero no puede soportar el calor, la industria de la fundici\u00f3n a presi\u00f3n dispone de una segunda familia de materiales a la que recurrir. Las aleaciones base tungsteno y base molibdeno conducen el calor varias veces m\u00e1s r\u00e1pido que el acero y se expanden aproximadamente a la mitad de la tasa, y esa combinaci\u00f3n es lo que les confiere su resistencia a la fatiga t\u00e9rmica, a la soldadura y a la erosi\u00f3n. Esta p\u00e1gina expone las dos familias, su composici\u00f3n, c\u00f3mo se fabrican, qu\u00e9 toleran y qu\u00e9 no, y la \u00fanica familia base n\u00edquel que funciona en otros campos pero ha fallado en la fundici\u00f3n a presi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El atractivo no es la resistencia. Son las dos propiedades t\u00e9rmicas en conjunto. La conductividad t\u00e9rmica de estas aleaciones es varias veces superior a la del acero, por lo que el calor se evacua m\u00e1s r\u00e1pido de la cara, y su expansi\u00f3n t\u00e9rmica es aproximadamente la mitad, por lo que la cara se mueve menos contra la restricci\u00f3n del portador. El efecto combinado conduce a una buena resistencia a la fatiga t\u00e9rmica, a la soldadura y a la erosi\u00f3n. Su uso abarca desde n\u00facleos en la fundici\u00f3n a presi\u00f3n de aluminio hasta insertos completos en moldes para las aleaciones de fundici\u00f3n de lat\u00f3n y ferrosas de mayor punto de fusi\u00f3n. La alta conductividad t\u00e9rmica tambi\u00e9n significa que para la mayor\u00eda de las aplicaciones de n\u00facleos no se requiere enfriamiento por agua. Son m\u00e1s costosos que los aceros para trabajo en caliente, y la fuente es clara en que no se recomendar\u00edan donde una pieza de acero ya est\u00e1 funcionando satisfactoriamente.<\/p>\n\n\n\n
La aleaci\u00f3n base tungsteno desarrollada por la Mallory Company en Am\u00e9rica en la d\u00e9cada de 1960 se conoce como Anviloy. En Gran Breta\u00f1a es comercializada por Johnson Matthey Metals y se conoce como Matthey 4000. Pertenecientes a una familia generalmente denominada compuestos de alta densidad base tungsteno, estas aleaciones se fabrican por metalurgia de polvos debido a los altos puntos de fusi\u00f3n involucrados. Las mezclas \u00edntimas de polvos finos se compactan, ya sea isost\u00e1ticamente o en matrices cerradas, y un tratamiento de sinterizaci\u00f3n a aproximadamente 1500 C densifica entonces la estructura mediante la interacci\u00f3n de la fase l\u00edquida de n\u00edquel y hierro con el tungsteno y el molibdeno. Lo que resulta es una estructura uniforme de granos de tungsteno rodeados por una matriz de n\u00edquel, hierro y molibdeno, con una densidad de aleaci\u00f3n superior al 90 por ciento. No se requiere tratamiento t\u00e9rmico para estas aleaciones. El menor contenido de tungsteno de la aleaci\u00f3n 4100 le confiere ductilidad adicional.<\/p>\n\n\n\n Composici\u00f3n nominal de los dos compuestos de alta densidad base tungsteno, en porcentaje en peso. El menor contenido de tungsteno de la aleaci\u00f3n 4100 confiere ductilidad adicional.<\/em><\/p>\n\n\n\n Las dos aleaciones de molibdeno en la tabla a continuaci\u00f3n contienen m\u00e1s del 99 por ciento de molibdeno y fueron desarrolladas por la Climax Molybdenum Company. El grado Mo 0.5 Ti tiene una resistencia ligeramente inferior a la del TZM. La producci\u00f3n implica la compactaci\u00f3n de polvo met\u00e1lico, sinterizaci\u00f3n y colada al vac\u00edo. No hay cambio de fase con el que trabajar, por lo que el tratamiento t\u00e9rmico es innecesario. La dureza y la resistencia se desarrollan en cambio mediante el endurecimiento por deformaci\u00f3n, el endurecimiento por soluci\u00f3n s\u00f3lida de los elementos de aleaci\u00f3n que se disuelven en el molibdeno, y el endurecimiento por dispersi\u00f3n de la precipitaci\u00f3n de carburos complejos. A aproximadamente 650 C su conductividad es aproximadamente ocho veces la del acero, y a 1000 C es aproximadamente cuatro veces.<\/p>\n\n\n\n Composici\u00f3n nominal de las dos aleaciones base molibdeno, en porcentaje en peso. Ambas contienen m\u00e1s del 99 por ciento de molibdeno, y en ambas el resto del an\u00e1lisis es molibdeno.<\/em><\/p>\n\n\n\n Las propiedades que hacen que estos materiales valgan su costo se exponen a continuaci\u00f3n frente al acero para trabajo en caliente que reemplazar\u00edan. L\u00e9anse en conjunto. Ninguna de las dos familias est\u00e1 endurecida ni revenida, por lo que no hay tratamiento t\u00e9rmico que controlar ni distorsi\u00f3n que prever, y las aleaciones de tungsteno mantienen una resistencia a la tracci\u00f3n comparable con el H13 hasta aproximadamente 650 C y lo superan por encima de esa temperatura. Las aleaciones de molibdeno son m\u00e1s resistentes y duras que el H13 a 650 C.<\/p>\n\n\n\n Materiales para moldes de metal refractario comparados con el acero para trabajo en caliente H13. Las columnas de conductividad y expansi\u00f3n son relativas, seg\u00fan lo publicado en la fuente.<\/em><\/p>\n\n\n\n Una pieza de aleaci\u00f3n refractaria se asienta dentro de un portador de acero, y ambas no se mueven juntas. Debido a que la expansi\u00f3n t\u00e9rmica de la aleaci\u00f3n refractaria difiere de la del acero que la rodea, las holguras deben ajustarse para mantener el molde funcionando sin problemas. Para obtener el beneficio completo de la alta tasa de transferencia de calor, la cara posterior del inserto o n\u00facleo y su cara correspondiente en el portador de acero deben estar limpias y lisas, de modo que ambas hagan contacto firme. Estas aleaciones tambi\u00e9n son m\u00e1s sensibles a las entallas que el acero para moldes, por lo que deben evitarse las esquinas interiores agudas y las entallas y proporcionar radios generosos siempre que sea posible. En cuanto al mecanizado, las aleaciones base tungsteno pueden cortarse con herramientas de carburo de tungsteno, pero el tungsteno se elimina solo lentamente mediante mecanizado por chispa y con alto desgaste del electrodo, por lo que se utiliza el mecanizado convencional tanto como sea posible. La soldadura de insertos de molde base molibdeno debe reducirse o evitarse por completo.<\/p>\n\n\n\n Las aleaciones Nimonic se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial para aviones a reacci\u00f3n. Est\u00e1n basadas en la composici\u00f3n de alambre de resistencia el\u00e9ctrica de 80 por ciento de n\u00edquel y 20 por ciento de cromo, con otros elementos a\u00f1adidos. El Nimonic 75 contiene aproximadamente 0.4 por ciento de titanio y 0.1 por ciento de carbono, y en el Nimonic 80a y otros de la serie el endurecimiento por precipitaci\u00f3n tiene lugar a trav\u00e9s de una fase compleja de n\u00edquel, aluminio y titanio. El Nimonic 75 y el 80a se utilizan en la fundici\u00f3n en molde permanente de bronce de aluminio para n\u00facleos e insertos de molde. En la fundici\u00f3n a presi\u00f3n el historial es el contrario. Todas las pruebas con los Nimonic en moldes de fundici\u00f3n a presi\u00f3n han fracasado en mostrar resultados que valgan la pena, en gran parte debido al ataque en los l\u00edmites de grano.<\/p>\n\n\n\n La parte del molde en la que se montan estos materiales se trata en la p\u00e1gina de materiales de componentes de moldes de fundici\u00f3n a presi\u00f3n<\/a>, y los n\u00facleos e insertos que reemplazan en la p\u00e1gina de selecci\u00f3n de machos e insertos<\/a>. Los grados de acero elegidos seg\u00fan el metal de fundici\u00f3n est\u00e1n en la p\u00e1gina de acero para moldes de fundici\u00f3n a presi\u00f3n<\/a>, y el H13 con el que se comparan las tablas anteriores en la p\u00e1gina del acero para herramientas H13<\/a>. Las propiedades t\u00e9rmicas de los grados para trabajo en caliente se detallan en la p\u00e1gina de constantes t\u00e9rmicas para trabajo en caliente<\/a>, y las propiedades de los grados para trabajo en caliente con molibdeno en la p\u00e1gina de H21<\/a>. C\u00f3mo se reblandece y agrieta un molde en servicio se describe en la p\u00e1gina de agrietamiento por fatiga t\u00e9rmica<\/a>, el dise\u00f1o de refrigeraci\u00f3n en la p\u00e1gina de dise\u00f1o de la l\u00ednea de enfriamiento del molde<\/a>, la cuesti\u00f3n de la vida \u00fatil del molde para los procesos de baja presi\u00f3n en la p\u00e1gina de vida \u00fatil de moldes permanentes<\/a>, y el panorama general de fallos en la p\u00e1gina de desgaste y falla del molde<\/a>. La selecci\u00f3n del acero seg\u00fan el proceso de fundici\u00f3n a presi\u00f3n se detalla en la p\u00e1gina de selecci\u00f3n de fundici\u00f3n a presi\u00f3n de alta presi\u00f3n<\/a>.<\/p>\n\n\n\n Inserciones y n\u00facleos de metales refractarios para fundici\u00f3n a presi\u00f3n, PDF imprimible<\/strong><\/p>\n\n Los materiales de molde base tungsteno y base molibdeno, su composici\u00f3n, c\u00f3mo se fabrican, c\u00f3mo se comparan con el H13 y qu\u00e9 toleran en el portamolde, en una hoja de referencia con nuestros datos de contacto.<\/p>\n\nElemento<\/th> Matthey 4000<\/th> Matthey 4100<\/th><\/tr><\/thead> Tungsteno<\/td> 90.0<\/td> 86.0<\/td><\/tr> N\u00edquel<\/td> 4.0<\/td> 6.7<\/td><\/tr> Hierro<\/td> 2.0<\/td> 3.3<\/td><\/tr> Molibdeno<\/td> 4.0<\/td> 4.0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Las aleaciones base molibdeno<\/h2>\n\n\n\n
Elemento<\/th> TZM<\/th> Mo 0.5 Ti<\/th><\/tr><\/thead> Titanio<\/td> 0.50<\/td> 0.50<\/td><\/tr> Carbono<\/td> 0.015<\/td> 0.020<\/td><\/tr> Zirconio<\/td> 0.08<\/td> no especificado<\/td><\/tr> Molibdeno<\/td> Resto<\/td> Resto<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Las dos familias frente al H13<\/h2>\n\n\n\n
Material<\/th> conductividad t\u00e9rmica<\/th> Expansi\u00f3n t\u00e9rmica<\/th> Resistencia a 650 C<\/th> el tratamiento t\u00e9rmico<\/th> Uso t\u00edpico<\/th><\/tr><\/thead> Aleaciones base tungsteno, Matthey 4000 y 4100<\/td> Aproximadamente cuatro veces la del acero<\/td> Menos de la mitad que la del acero<\/td> Comparable con el H13, y m\u00e1s resistente por encima<\/td> No se necesita ninguno<\/td> N\u00facleos e insertos completos, hasta la fundici\u00f3n a presi\u00f3n de lat\u00f3n y ferrosas<\/td><\/tr> Aleaciones de molibdeno, TZM y Mo 0.5 Ti<\/td> Aproximadamente ocho veces la del acero a 650 C y aproximadamente cuatro veces a 1000 C<\/td> Aproximadamente la mitad que la del H13<\/td> Superior al H13<\/td> No se necesita ninguno<\/td> N\u00facleos e insertos para las aleaciones de fundici\u00f3n de mayor punto de fusi\u00f3n<\/td><\/tr> Acero para trabajo en caliente H13<\/td> Referencia<\/td> Referencia<\/td> Referencia<\/td> Temple y revenido<\/td> El material est\u00e1ndar para insertos y n\u00facleos de molde<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Qu\u00e9 tener en cuenta al montarlos<\/h2>\n\n\n\n
La familia base n\u00edquel que funciona en otros campos pero no aqu\u00ed<\/h2>\n\n\n\n
A d\u00f3nde ir despu\u00e9s<\/h2>\n\n\n\n