Fundición VS. Forjado?

Antes de explicar algunas de las diferencias entre la fundición y la forja, tomemos un momento para considerar dos materiales que comúnmente experimentan estos procesos: hierro y acero. El hierro es un material muy familiar en nuestra vida cotidiana y se utiliza para crear diversas herramientas y otros productos. El hierro es también el componente principal en las aleaciones de acero, así que ¿cómo son estos dos materiales diferentes?

La primera distinción importante a hacer es que el término "hierro", como se usa en la conversación cotidiana, no siempre se refiere al hierro elemental puro; A menudo, se refiere a una aleación de hierro. El hierro elemental tiene un punto de fusión muy alto, y se usa para producir varias aleaciones de hierro y acero que luego se clasifican dependiendo del método de producción utilizado y los porcentajes de hierro, carbono y otros elementos presentes en la aleación.

Todo el mundo probablemente conoce algunas diferencias básicas entre el hierro y el acero y puede identificar algunos objetos comunes hechos de cada uno. Los objetos tales como una tetera tradicional o una cubierta de alcantarilla de la carretera pueden estar hechos de hierro fundido, mientras que los ejemplos de uso de acero incluyen cuchillos de cocina y tubos de acero. La variedad de aleaciones de hierro y acero disponibles ofrece una amplia gama de materiales a elegir basados en las propiedades deseadas. Otros factores, como las normas regionales establecidas por los organismos gubernamentales, también pueden afectar a los materiales que se seleccionan para determinados equipos industriales.

Hierro fundido		Acero
Tapa de alcantarilla	Olla de te tradicional	Cuchillo de cocina	Tubería de acero

Diferencias entre el hierro fundido y el acero

La principal diferencia de composición entre el acero y el hierro es la cantidad de carbono presente en la aleación. El hierro fundido contiene típicamente más del 2,0% de carbono en peso; Para producir acero, los niveles de carbono se reducen a entre 0,008% y 2,0%. El hierro fundido tiene un punto de fusión relativamente bajo (inferior al del hierro elemental), mientras que el acero se funde a una temperatura más alta que el hierro fundido. Estas diferencias tienen efectos significativos sobre cómo se pueden formar y utilizar los metales. El punto de fusión inferior del hierro fundido y la facilidad con la que fluye son razones clave por las que se utiliza comúnmente en el fundido de una amplia variedad de productos.

Como su nombre indica, el hierro está destinado únicamente a ser fundido; No se puede forjar. Además, si bien sobresale en la capacidad de colada y en el logro de la forma establecida por el molde, el hierro fundido no puede ser soldado de manera fiable debido a su mayor contenido de carbono, lo que provoca una soldadura frágil. Como tal, no proporciona la resistencia ni la conectividad de tuberías típicamente requeridas por aplicaciones de alta presión y alta temperatura. En tales casos, el acero es una opción apropiada.

Por otra parte, el acero puede fundirse o forjarse en la forma deseada. También puede soldarse y es generalmente más fuerte que el hierro fundido, haciéndole una opción conveniente para el uso de alta presión, de alta temperatura. La aleación de acero más común es el acero al carbono. Sin embargo, dependiendo de la finalidad prevista del producto final, el material puede estar compuesto de aleaciones de grado superior tales como acero inoxidable o acero de molibdeno. Típicamente, tales aceros de aleación especiales serán elegidos por su mayor resistencia a la corrosión y desgaste o para satisfacer requisitos de alta temperatura.

	Hierro fundido	Acero
Contenido de carbono	2% o mayor	Entre 0.008 y 2.0%
Método de moldeado	Fundición	Fundición o Forja
Soldadura	No es posible	Posible

Fundición

Los productos fundidos se fabrican pasando completamente el material a un estado líquido y luego vertiéndolo en un molde para solidificar. El material toma la forma del molde a medida que se enfría y luego se retira del molde una vez solidificado. Una sartén de cocción es un ejemplo de un elemento cotidiano hecho por fundición con hierro.

Esta animación muestra un ejemplo general del fundido de piezas basado en el formado de fundición en arena.

Forjado

Forjar es el proceso de conformar un metal (comúnmente en forma de lingote o de hoja) usando alta presión, ya sea golpeándolo con un martillo o presionándolo con un troquel. A menudo, el material se calienta de antemano para facilitar el forjado, pero permanece sólido durante todo el proceso. Los cuchillos de cocina y otras cuchillas son ejemplos típicos de productos fabricados mediante forja. Dado que el acero puede ser forjado o fundido, los fabricantes suelen especificar el grado y el tipo de material real como "acero fundido" o "acero forjado" para aclarar qué proceso se utilizó.

Esta animación muestra un ejemplo general del proceso de forja por el método de troquelado

Fundición Vs. Forjado: ¿Qué diferencia hace?

¿Por qué fabricar una Válvula en fundición?

Los productos con contornos intrincados se crean mejor a través de la fundición debido a la relativa facilidad con que el material puede ser conformado. Al fundir completamente el material y verterlo en un molde, la colada es eficaz en la creación de productos con interiores complejos tales como los que requieren cámaras u otras áreas huecas. TLV crea trampas de vapor De Flotador Libre® a través de la colada para proporcionar los diversos pasajes y el espacio dentro de la trampa necesaria para que el Flotador Libre® funcione.

Después de la fundición	Después del maquinado

¿Por qué forjar una válvula?

Puesto que el proceso de forjado fuerza el material sólido a la forma necesaria aplicando grandes cantidades de presión, no es un método ideal para productos que requieren espacios huecos o diseños complejos. Con el fin de producir tales productos a través de forja, es necesario tallar o abrir agujeros más tarde en la etapa de mecanizado. Sin embargo, el acero de forja es un proceso relativamente rápido y puede ofrecer una mayor resistencia y uniformidad. TLV crea trampas de vapor de disco de alta presión a través de la forja, ya que su diseño es relativamente simple, y no requieren mucho espacio hueco o mecanizado posterior.

Después del forjado	Después del maquinado

¿Cómo influye el método de moldeado en la producción en masa?

Como se mencionó anteriormente, el acero puede ser forjado o fundido. Sin embargo, si la fundición permite una mayor flexibilidad en la creación de productos con formas más sofisticadas, ¿por qué no simplemente fundir todas las válvulas? En realidad, ninguno de los métodos de conformación es superior, ya que tanto el forjado como el fundido ofrecen sus ventajas y desventajas dependiendo de los requisitos específicos de aplicación.

El alto punto de fusión del acero hace que sea más difícil de fundir, y existe el riesgo de que se formen cavidades de aire si el material fundido no es capaz de fluir en cada hendidura del molde. Por otro lado, la forja ofrece un menor costo cuando la fabricación en alto volumen, pero también puede presentar ciertos riesgos propios, tales como desalineación. La desalineación al forjar puede dar lugar a formas inadecuadas, fracturas u otros daños al producto.

Por lo tanto, para crear un producto que equilibre adecuadamente el costo frente a la calidad, es importante considerar todas las características, como el tamaño del producto, la complejidad de la forma, la cantidad que se producirá por lote y la cantidad de procesos de mecanizado necesarios después de Configuración inicial. En última instancia, la decisión final de forjar o moldear debe hacerse seleccionando el método que ofrece el equilibrio óptimo de estos factores.

Trampas y Orificios #2

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