La fundición en molde permanente se refiere al proceso de fundición que utiliza un molde metálico especial (matriz) para recibir el metal fundido líquido. Es apto para producirpiezas fundidasen gran cantidad. Este proceso de cateado se llama fundición a presión de metal o fundición a presión por gravedad, ya que el metal ingresa al molde por gravedad.
En comparación con la fundición en arena, la fundición en molde o la fundición a la cera perdida, en las que es necesario preparar un molde para cada una de las piezas fundidas, la fundición en molde permanente podría producir las piezas fundidas con los mismos sistemas de moldeo para cada pieza de fundición.
El material del molde de fundición permanente se decide teniendo en cuenta la temperatura de vertido, el tamaño de la fundición y la frecuencia del ciclo de fundición. Determinan el calor total que debe soportar la matriz. El material para matrices más utilizado es la fundición gris de grano fino. Para volúmenes muy grandes y piezas de gran tamaño también se utilizan hierro fundido aleado, acero al carbono y aceros aleados (H11 y H14). Se pueden utilizar moldes de grafito para la producción de pequeños volúmenes de aluminio y magnesio. La vida útil de la matriz es menor para aleaciones con temperaturas de fusión más altas, como el cobre o el hierro fundido gris.
Para fabricar porciones huecas, los núcleos también se utilizan en la fundición en molde permanente. Los núcleos pueden estar hechos de metal o arena. Cuando se utilizan núcleos de arena, el proceso se denomina moldeado semipermanente. Además, el núcleo metálico debe retirarse inmediatamente después de la solidificación; de lo contrario, su extracción se vuelve difícil debido a la contracción. Para formas complicadas, a veces se utilizan núcleos metálicos plegables (núcleos de varias piezas) en moldes permanentes. Su uso no es extenso debido al hecho de que es difícil colocar de forma segura el núcleo como una sola pieza y también debido a las variaciones dimensionales que es probable que ocurran. Por lo tanto, en el caso de núcleos colapsables, el diseñador debe proporcionar una tolerancia aproximada en estas dimensiones.
En el ciclo de fundición normal, la temperatura a la que se utiliza el molde depende de la temperatura de vertido, la frecuencia del ciclo de fundición, el peso de la fundición, la forma de la fundición, el espesor de la pared de la fundición, el espesor de la pared del molde y el espesor del revestimiento del molde. Si la fundición se realiza con el troquel frío, es probable que las primeras piezas fundidas tengan errores de funcionamiento hasta que el troquel alcance su temperatura de funcionamiento. Para evitarlo, conviene precalentar el molde a su temperatura de funcionamiento, preferiblemente en un horno.
Los materiales que normalmente se funden en moldes permanentes son aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio, aleaciones de cobre, aleaciones de zinc y fundición gris. El peso unitario de fundición oscila entre varios gramos y 15 kg en la mayoría de los materiales. Pero, en el caso del aluminio, se podrían producir piezas fundidas de gran tamaño, con una masa de hasta 350 kg o más. La fundición en molde permanente es particularmente adecuada para la producción de grandes volúmenes de piezas pequeñas y simples con espesor de pared uniforme y sin estructuras complejas.
Ventajas del proceso de fundición en molde permanente:
1. Debido a los moldes metálicos utilizados, este proceso produce una fundición de grano fino con propiedades mecánicas superiores.
2. Producen muy buen acabado superficial del orden de 4 micras y mejor apariencia.
3. Se pueden obtener tolerancias dimensionales ajustadas
4. Es económico para la producción a gran escala ya que se reduce la mano de obra involucrada en la preparación del molde.
5. Se pueden producir agujeros con núcleos pequeños en comparación con la fundición en arena.
6. Los insertos se pueden colar fácilmente en su lugar
| Comparación de diferentes procesos de fundición
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| Elementos | Fundición en arena | Fundición en molde permanente | fundición a presión | Fundición a la cera perdida | Fundición en molde de carcasa unida químicamente |
| Tolerancias dimensionales típicas, pulgadas | ± 0,010" | ± 0,010" | ± 0,001" | ± 0,010" | ± 0,005" |
| ± .030" | ± 0,050" | ± 0,015" | ± .020" | ± 0,015" | |
| Costo relativo en cantidad | Bajo | Bajo | Más bajo | más alto | Medio alto |
| Costo relativo para un número pequeño | Más bajo | Alto | más alto | Medio | Medio Alto |
| Peso permitido de la pieza fundida | Ilimitado | 100 libras. | 75 libras. | Onzas a 100 libras. | Oz de concha. Hasta 250 libras. sin hornear 1/2 libra - toneladas |
| Sección más delgada calcinable, pulgadas | 1/10" | 1/8" | 1/32" | 1/16" | 1/10" |
| Acabado superficial relativo | Regular a bueno | Bien | Mejor | Muy bien | cáscara buena |
| Relativa facilidad para fundir diseños complejos. | Regular a bueno | Justo | Bien | Mejor | Bien |
| Relativa facilidad para cambiar el diseño en producción. | Mejor | Pobre | más pobres | Justo | Justo |
| Gama de aleaciones que se pueden fundir | ilimitado | Preferiblemente base de aluminio y cobre. | Preferiblemente base de aluminio | Ilimitado | Ilimitado |
Hora de publicación: 29 de enero de 2021