Fundición de metales: fundición a presión, en coquilla y en arena
Fundición en coquilla de aluminio: superficie lisa y dimensiones estables
Índice (7)
- 01De dónde surge la superficie lisa de una pieza fundida en coquilla
- 02Por qué las dimensiones de las piezas fundidas en coquilla son estables
- 03De qué depende la calidad de superficie y de las dimensiones en coquilla
- 04Cómo diseñar una pieza para fundición en coquilla
- 05Acabado de piezas fundidas en coquilla
- 06Preguntas frecuentes
- 07Piezas fundidas en coquilla de aluminio a medida
Las piezas fundidas en coquilla de aluminio tienen una superficie más lisa y tolerancias más estrechas que las piezas en moldes de arena, porque el metal solidifica en un molde metálico rígido que mantiene su forma de ciclo a ciclo. Típicamente, la rugosidad es de aprox. Ra 4–6 µm y las clases de tolerancia DCTG 6–8 según ISO 8062-3. Explicamos de dónde provienen estas ventajas, de qué dependen y cómo diseñar la pieza para aprovecharlas plenamente.
En resumen
- La coquilla es un molde permanente de fundición o acero; el metal lo llena por gravedad.
- La pieza bruta fundida en coquilla suele tener Ra aprox. 4–6 µm, y la de molde de arena, aprox. 4–10 µm.
- Clases de tolerancia habituales: coquilla DCTG 6–8, molde de arena DCTG 7–12, según el método de moldeo.
- Las dimensiones que atraviesan el plano de partición de la coquilla tienen una desviación adicional del orden de 0,3–0,8 mm.
- La solidificación más rápida en coquilla produce una estructura más fina y mejores propiedades mecánicas que en molde de arena.
- Fundimos en coquilla piezas de 0,1 a 50 kg.
De dónde surge la superficie lisa de una pieza fundida en coquilla
En el molde de arena, la superficie de la pieza la definen los granos de arena, por eso es rugosa. En la coquilla, el metal entra en contacto con una cavidad metálica lisa, recubierta con una capa protectora fina (recubrimiento de la coquilla). El recubrimiento protege la coquilla del aluminio líquido, regula la evacuación del calor y facilita el llenado, y además determina el acabado superficial de la pieza: cuanto más fina y uniforme la capa, más lisa la pieza.
El segundo factor es la solidificación rápida. El molde metálico extrae el calor mucho más rápido que la arena de moldeo, por lo que la estructura de la pieza es más fina y la superficie, más compacta.
| Tecnología | Ra de la pieza fundida de aluminio en bruto |
|---|---|
| Molde de arena (arena de bentonita) | aprox. 4–10 µm |
| Coquilla | aprox. 4–6 µm |
| Fundición a presión | aprox. 0,8–1,6 µm |
Valores según el manual «Odlewnictwo» (M. Perzyk et al., WNT) para aleaciones no férreas. Las superficies que requieran menor rugosidad deben mecanizarse, previendo para ellas un sobrematerial.
Por qué las dimensiones de las piezas fundidas en coquilla son estables
La coquilla no se deforma al colar como un molde de arena, y cada pieza se forma en la misma cavidad. En la producción en serie con ciclo automático, la coquilla trabaja en un rango de temperaturas estable, por lo que también la contracción de la pieza es repetible. El resultado son tolerancias más estrechas y menor dispersión de dimensiones en la serie.
| Tecnología | Clase DCTG típica (ISO 8062-3) | Tolerancia para una dimensión de 100 mm |
|---|---|---|
| Molde de arena, moldeo manual | DCTG 9–12 | aprox. ±1,1–3,0 mm |
| Molde de arena, moldeo mecánico | DCTG 7–9 | aprox. ±0,55–1,1 mm |
| Coquilla | DCTG 6–8 | aprox. ±0,39–0,8 mm |
| Fundición a presión | DCTG 5–7 | aprox. ±0,28–0,55 mm |
Los valores se derivan de la tabla de tolerancias ISO 8062-3 para dimensiones de 63–100 mm. En la práctica, la coquilla suele alcanzar un nivel cercano a la clase DCTG 7, es decir, aprox. ±0,55 mm para una dimensión de 100 mm. Las dimensiones que atraviesan el plano de partición de la coquilla tienen una desviación adicional del orden de 0,3–0,8 mm, y las dimensiones formadas por machos de arena dependen de la precisión de asiento del macho. Más información en el artículo sobre tolerancias de las piezas fundidas según ISO 8062-3.
De qué depende la calidad de superficie y dimensiones en la coquilla
- Temperatura de la coquilla. Una coquilla demasiado fría provoca llenados incompletos y cierres en frío; una demasiado caliente alarga la solidificación y favorece la adhesión del metal. La coquilla se precalienta antes de trabajar y se mantiene en un rango de temperaturas constante.
- Temperatura de colada. Depende de la aleación y del espesor de pared; normalmente se sitúa en el rango de 680–760 °C. Una temperatura demasiado alta aumenta la oxidación y la absorción de hidrógeno del metal.
- Recubrimiento de la coquilla. El espesor y la uniformidad del recubrimiento influyen en el acabado superficial y en el llenado de paredes finas.
- Ventilación. El aire debe tener por dónde salir de la cavidad; de lo contrario se forman llenados incompletos y sopladuras.
- Estado de la coquilla. El desgaste, las grietas térmicas y los depósitos en la superficie de la cavidad se reflejan en la pieza fundida, por lo que las coquillas requieren limpieza y mantenimiento.
- Calidad de la aleación. El refinado elimina el hidrógeno y las inclusiones de óxido, y la modificación mejora la estructura de los siluminios (aleaciones Al-Si). Ambos tratamientos los realizamos en nuestra fundición.
Cómo diseñar una pieza para fundición en coquilla
- paredes uniformes – orientativamente a partir de unos 3–4 mm – y transiciones suaves entre ellas,
- ángulos de desmoldeo en las paredes paralelas a la dirección de apertura de la coquilla,
- radios de redondeo en las esquinas en lugar de aristas vivas,
- dimensiones críticas situadas a un lado del plano de partición o con sobremetal para mecanizado,
- orificios y canales que pueden realizarse con macho metálico; cavidades complejas, con macho de arena,
- sobremetal para mecanizado solo en las superficies funcionales.
Encontrará más reglas en guía de diseño de piezas fundidas de aluminio, y la selección de la aleación se describe en el artículo cómo elegir la aleación de aluminio para coquilla.
Acabado de piezas fundidas en coquilla
La superficie lisa de la pieza fundida en coquilla suele bastar sin mecanizado adicional. Los ajustes, las roscas y las superficies de estanqueidad se mecanizan en centros CNC de 3 y 5 ejes. Previa solicitud, las piezas se rectifican, pulen y recubren con pintura en polvo en colores RAL, y también se someten a tratamiento térmico, p. ej., piezas de aleación EN AC-42000 (AlSi7Mg) en estado T6.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la fundición en coquilla de aluminio?
Se trata de una fundición en la que el aluminio líquido se vierte por gravedad en un molde metálico permanente –coquilla– fabricado en fundición de hierro o acero. La coquilla se utiliza durante muchos ciclos, por lo que el método resulta adecuado para series, y las piezas presentan una superficie lisa y dimensiones repetibles.
¿Qué rugosidad y precisión tiene una pieza fundida en coquilla?
La superficie en bruto suele tener Ra aprox. 4–6 µm, y las clases de tolerancia típicas son DCTG 6–8 según ISO 8062-3. Para una dimensión de 100 mm, equivale a aprox. ±0,39–0,8 mm (para DCTG 7, aprox. ±0,55 mm), con una desviación adicional para las dimensiones que atraviesan el plano de partición.
¿Se pueden pintar y anodizar las piezas fundidas en coquilla?
Pintura en polvo: sí, la realizamos en colores RAL. El efecto del anodizado depende de la aleación: las aleaciones con alto contenido de silicio dan un recubrimiento irregular y gris, mientras que las aleaciones de aluminio con magnesio se anodizan bien, p. ej., EN AC-51300 (AlMg5).
¿Qué pesos de piezas fundidas en coquilla fabrican?
De 0,1 a 50 kg. Nuestras máquinas de coquilla permiten trabajar con moldes de dimensiones de hasta 1400 × 1200 × 750 mm. En la producción en serie, las coquillas se vierten en ciclo automático y, en series cortas, manualmente.
¿Es respetuosa con el medio ambiente la fundición en coquilla?
La coquilla se utiliza durante muchos ciclos, por lo que no se genera arena de moldeo usada como en los moldes de arena (salvo posibles machos de arena). El aluminio admite múltiples refusiones. Trabajamos con un sistema de gestión ambiental ISO 14001:2015.
Piezas fundidas en coquilla de aluminio bajo pedido
Envíe un plano o modelo 3D y prepararemos una oferta de piezas fundidas en coquilla. Más información sobre la tecnología, las aleaciones y los parámetros en la página fundición en coquilla de aluminio. Solicite un presupuesto.
Autor: equipo de la Fundición de Poznań
Fundición de Poznań es la marca de Adjatech Metalworking Sp. z o.o., una fundición familiar de metales no férreos en Poznań. La familia Brukwicki se dedica al modelismo de fundición desde 1950. Fundimos aleaciones de aluminio en coquilla, en moldes de arena y a presión; mecanizamos las piezas en máquinas CNC y las pintamos en polvo. Trabajamos con sistemas de gestión ISO 9001 e ISO 14001 (certificados de TÜV Rheinland Polska).
