La fundición en arena es el proceso de fundición más utilizado y rentable en la industria de fabricación de bombas, empleado principalmente para producir cuerpos de bombas de tamaño mediano a grande, tapas de bombas, carcasas de cojinetes y otros componentes de hierro fundido o acero relativamente robustos o de gran tamaño.
En cuanto a las características de los componentes de las bombas, las aplicaciones específicas de la fundición en arena son las siguientes:
1. Escenarios y componentes aplicables
Componentes principales: carcasa de la bomba (voluta), tapa de la bomba, soporte (carcasa del cojinete), impulsor grande (típicamente de 500 mm de diámetro).
Materiales aplicables: Hierro fundido gris (HT200/250), hierro dúctil (QT400/500), acero al carbono y acero de baja aleación. Para componentes de bombas de acero inoxidable, también se suele utilizar la fundición en arena, pero se exigen mayores requisitos en cuanto a la refractariedad de la arena de moldeo.
Lote y tamaño: Adecuado para piezas individuales, lotes pequeños o grandes, especialmente ideal para carcasas de bombas de gran tamaño o de servicio pesado (DN500 y superiores).
2. Tipos comunes de procesos de fundición en arena
Fundición en arena húmeda con arcilla:
El método más tradicional, las máquinas de moldeo automatizadas (como las líneas de moldeo en arena verde), es altamente eficiente.
Adecuado para la producción en masa de cuerpos de bombas de agua transparente de tamaño pequeño y mediano, con bajo coste pero precisión de fundición media (CT10-12) y superficie relativamente rugosa.
Fundición en arena con resina autoendurecible (resina fenólica/furánica):
El método de fundición en arena más común en la industria de las bombas, en particular el moldeo en foso o el moldeo manual.
Ventajas: Alta resistencia, buena precisión dimensional (CT9-11), excelente capacidad de plegado, posibilidad de crear sistemas de canaletas complejos o canales de flujo en espiral, y facilidad de modificación.
Se utiliza habitualmente para la producción de piezas individuales, lotes pequeños o cuerpos de bombas de gran tamaño.
3. Puntos técnicos clave de la fundición en arena para componentes de bombas
Selección de la línea de separación: El cuerpo de la bomba se separa normalmente a lo largo del eje o de la superficie de la brida. Para cuerpos de bomba de voluta complejos, puede ser necesario el moldeo de múltiples cavidades (tres o más) o el uso de numerosos machos (machos de arena) para formar los canales de flujo internos.
Fabricación de núcleos de arena:
Los canales de flujo internos, los orificios de las bridas de entrada/salida y los asientos de los anillos de sellado se suelen formar utilizando núcleos de arena.
La fundición en arena de los impulsores generalmente requiere un núcleo de arena de alta precisión para formar los conductos entre las palas (algo común en los grandes impulsores de acero fundido).
Sistema de compuertas: El cuerpo de la bomba es principalmente un componente sometido a presión, y el sistema de compuertas debe diseñarse de forma racional (por ejemplo, compuertas inferiores o escalonadas) para evitar el arrastre de arena y la inclusión de escoria, asegurando un llenado uniforme de la cavidad del molde con metal fundido y minimizando el riesgo de fugas durante las pruebas hidrostáticas.
4. Análisis de ventajas y desventajas
Ventajas:
Flexibilidad extremadamente alta: prácticamente sin restricciones en cuanto a la forma, el tamaño y el peso de la pieza.
Bajo coste: Los moldes (de madera o aluminio) son económicos, y los materiales para dar forma (arena) son asequibles y reciclables.
Su adaptabilidad al material es muy amplia: se puede aplicar desde hierro fundido hasta acero fundido.
Desventajas:
Menor precisión: Mayores tolerancias dimensionales, con márgenes de mecanizado que suelen requerir entre 3 y 8 mm, lo que resulta en una menor utilización del material en comparación con la fundición de precisión.
La calidad de la superficie es media: requiere un posterior granallado para su limpieza, ya que la rugosidad no cumple los requisitos para el paso directo del flujo.
Intensidad de mano de obra: El moldeo manual aún representa una proporción significativa y está influenciado en gran medida por la destreza técnica de los trabajadores.
Resumen: Si los componentes de su bomba son piezas estructurales de hierro fundido o acero fundido de gran tamaño, o si se trata de lotes pequeños con costos de moldeo extremadamente bajos, la fundición en arena de resina es la opción más común. Para piezas pequeñas de hierro fundido en producción a gran escala, se seleccionaría una línea automática de moldeo en arena húmeda.