Material de fundicióndá forma a produtos como unMáquina trituradora de mandíbulas or Trituradora xiratoriaAxudan a crear todo desdePezas de trituradora de conoa un/unhaMartelo de aceiro de manganesoA elección correcta importa. Consulta esta táboa dunha das principais fundicións europeas:
| Produción anual de ferro fundido | 23.000 toneladas |
| Taxa de defectos | 5–7% |
A ciencia dos materiais abrangue metais, cerámicas, polímeros e materiais compostos. Coñecer o material de fundición axeitado axuda aos enxeñeiros a mellorar a calidade e reducir os residuos.
Conclusións clave
- Escolla do material de fundición axeitado, como ferro, aceiro,aluminio, ou plásticos, afecta directamente á calidade, ao custo e ao rendemento do produto.
- Os materiais ferrosos conteñen ferro e son fortes pero poden oxidarse, mentres que os materiais non ferrosos como o aluminio e o cobre resisten a oxidación e son máis lixeiros.
- Os plásticos e a cerámica ofrecen vantaxes únicas, como a resistencia á corrosión e a tolerancia á calor, o que os fai ideais para aplicacións especiais.
Principais tipos de material de fundición
Material de fundición ferrosa: ferro e aceiro
Os materiais de fundición ferrosos inclúen o ferro e o aceiro. Estes metais conteñen ferro como elemento principal. Desempeñan un papel importante na maquinaria pesada e na construción. O ferro e o aceiro teñen propiedades diferentes. A táboa seguinte mostra como se comparan:
| Propiedade / Característica | Ferro fundido | Aceiro (incluíndo aceiros doces e de carbono) |
|---|---|---|
| contido de carbono | 2–4,5% | 0,16–2,1% |
| Propiedades mecánicas | Alta resistencia á compresión; fráxil | Dúctil; a resistencia á tracción varía |
| Resistencia á corrosión | Mellor en aire contaminado | Corroe máis rápido |
| Maquinabilidade | Fácil (ferro gris); duro (ferro branco) | Bo, varía segundo o tipo |
| Aplicacións | Bloques de motor, discos de freo | Engrenaxes, resortes, pezas de automóbiles |
O material de fundición de ferro funciona ben para bloques de motor e carcasas de bombas.Material de fundición de aceiroAdaptable a engrenaxes, resortes e moitas pezas de automóbiles. Cada tipo achega as súas propias vantaxes.
Material de fundición non ferroso: aluminio, cobre, magnesio, cinc
Os materiais de fundición non ferrosos non teñen o ferro como elemento principal. O aluminio, o cobre, o magnesio e o zinc pertencen a este grupo. Estes metais son máis lixeiros que o ferro e o aceiro. O material de fundición de aluminio é popular para pezas de automóbiles e fuselaxes de avións. O material de fundición de cobre funciona en pezas eléctricas porque conduce ben a electricidade. Os materiais de fundición de magnesio e zinc axudan a fabricar pezas lixeiras para dispositivos electrónicos e ferramentas. Os metais non ferrosos resisten a ferruxe e ofrecen unha boa resistencia para o seu peso.
Outros materiais de fundición: plásticos e cerámica
Algúns materiais de fundición non son metais en absoluto. Os plásticos e a cerámica ofrecen vantaxes únicas. Os plásticos poden formar formas complexas e resistir a corrosión. A cerámica soporta altas temperaturas. A xente antiga usaba material de fundición cerámico para fundir cobre. A cerámica moderna, como a nanocirconía, mostra un rendemento aínda mellor. Teñen unha alta resistencia á flexión, tenacidade e resistencia aos arañazos. Estas cerámicas axudan a fabricar pezas delgadas e resistentes para teléfonos e reloxos.
Os plásticos e a cerámica abren novas portas para os materiais de fundición, especialmente cando importan a resistencia á calor ou as formas especiais.
Propiedades e usos dos tipos de materiais de fundición
Material de fundición de ferro
O material de fundición de ferro destaca pola súa resistencia á compresión. A xente úsao a miúdo para columnas, bloques de motor e maquinaria pesada. O ferro fundido gris contén escamas de carbono, que o fan doado de mecanizar pero tamén fráxil. O ferro fundido branco, con carbono como carburo de ferro, ofrece unha mellor resistencia á tracción e maleabilidade.
- Puntos fortes:
- Manexa ben cargas pesadas.
- Bo para pezas que non se dobran moito.
- Debilidades:
- Fráxil e pode romperse baixo tensión.
- Propenso á oxidación, especialmente en lugares húmidos.
Engadir elementos como silicio, níquel ou cromo pode aumentar a resistencia á corrosión e a durabilidade. A pintura e as inspeccións regulares axudan a previr a ferruxe e a manter as pezas de ferro fundido en bo estado.
As probas amosan que a area empregada na fundición de ferro pode soportar calor elevada, pero o acabado da superficie depende do tamaño e da forma do gran da area. Isto afecta á textura lisa ou rugosa do produto final.
Material de fundición de aceiro
O material de fundición de aceiro achega unha combinación de resistencia, ductilidade e tenacidade. A xente escolle o aceiro para engrenaxes, resortes e pezas de automóbiles porque pode soportar tanto a tensión como a compresión. As propiedades do aceiro cambian coas diferentes aliaxes e tratamentos.
| Tipo de aliaxe de aceiro | Resistencia elástica (MPa) | Resistencia á tracción (MPa) | Alongamento (%) | Resistencia á corrosión |
|---|---|---|---|---|
| Aceiro ao carbono (A216 WCB) | 250 | 450-650 | 22 | Pobre |
| Aceiro de baixa aliaxe (A217 WC6) | 300 | 550-750 | 18 | Feira |
| Aceiro de alta aliaxe (A351 CF8M) | 250 | 500-700 | 30 | Excelente |
| Aceiro inoxidable (A351 CF8) | 200 | 450-650 | 35 | Excelente |
O rendemento do aceiro depende de como se fabrica. Un arrefriamento máis rápido crea grans máis pequenos, o que fai que o aceiro sexa máis resistente. Os tratamentos térmicos e os métodos de fundición coidadosos tamén poden mellorar a tenacidade e reducir defectos como os poros.
Material de fundición de aluminio
O material de fundición de aluminio é popular pola súa lixeireza e flexibilidade. É común en pezas de automóbiles, estruturas de avións e electrónica. O aluminio destaca pola súa boa relación resistencia-peso e a súa excelente resistencia á ferruxe.
| Propiedade/Aspecto | Aluminio fundido | Aceiro fundido | Ferro gris |
|---|---|---|---|
| Densidade | 2,7 g/cm³ | 7,7–7,85 g/cm³ | 7,1–7,3 g/cm³ |
| Resistencia á tracción | 100–400 MPa (ata 710 MPa para algunhas aliaxes) | 340–1800 MPa | 150–400 MPa |
| Punto de fusión | 570–655 °C | 1450–1520 °C | 1150–1250 °C |
| Condutividade térmica | 120–180 W/m·K | Moderado | ~46 W/m·K |
| Condutividade eléctrica | Bo | Pobre | Pobre |
| Maquinabilidade | Fácil | Moderado | Bo pero fráxil |
| Resistencia á corrosión | Excelente | Moderado | Pobre |
| Amortiguación de vibracións | Moderado | Bo | Excelente |
| Custo | Baixo para a produción en masa | Alto | Moderado |
- Beneficios:
- Crea formas complexas con gran precisión.
- Aforra enerxía debido a un punto de fusión máis baixo.
- Resiste a corrosión, polo que dura máis tempo no exterior.
- Bo para a produción de alto volume.
- Limitacións:
- Non tan forte como o aceiro.
- Pode ser fráxil nalgunhas aliaxes.
- Necesita un control coidadoso para evitar defectos como a porosidade.
A análise estatística amosa que a calidade da fundición de aluminio e a presenza de defectos teñen un grande impacto na resistencia e a tenacidade. Os enxeñeiros empregan probas e software especiais para comprobar e mellorar a calidade da fundición.
Material de fundición de cobre
O material de fundición de cobre é coñecido pola súa condutividade eléctrica e térmica. A xente usa pezas de fundición de cobre en pezas eléctricas, fontanería e artigos decorativos. As aliaxes de cobre, como o bronce e o latón, ofrecen unha maior resistencia e unha mellor resistencia á corrosión.
| Mostra de aliaxe | Condutividade eléctrica (% IACS) | Microdureza (Vickers) | Resistencia elástica (MPa) |
|---|---|---|---|
| EML-200 | 80% | Comparable a EMI-10 | 614 ± 35 |
| EMI-10 | 60% | Comparable a EML-200 | 625 ± 17 |
Tratamentos como o subenfriamento profundo poden aumentar a condutividade sen perder resistencia. Engadir elementos como o zinc ou o estaño tamén pode mellorar a resistencia ao desgaste e a durabilidade. As pezas fundidas de cobre funcionan ben en ambientes agresivos porque resisten a corrosión, especialmente cando se alian con outros metais.
Material de fundición de magnesio
O material de fundición de magnesio é o máis lixeiro de todos os metais estruturais. É perfecto para pezas que precisan ser resistentes pero non pesadas, como en automóbiles, avións e electrónica. As aliaxes de magnesio teñen unha alta relación resistencia-peso e son fáciles de mecanizar.
- Características principais:
- Moi lixeiro, o que axuda a aforrar combustible nos vehículos.
- Boa rixidez e moldeabilidade.
- Alta resistencia específica, especialmente en aliaxes fundidas.
As probas experimentais amosan que engadir buratos ou formas especiais pode facer que o magnesio sexa aínda máis lixeiro sen perder moita resistencia. Non obstante, o magnesio pode corroerse facilmente, polo que se adoitan usar revestimentos ou elementos de aliaxe para protexelo.
Material de fundición de zinc
O material de fundición de zinc úsase a miúdo para pezas pequenas e detalladas. É doado de fundir e enche ben os moldes, o que o fai ideal para engrenaxes, xoguetes e ferraxes. As aliaxes de zinc ofrecen boa resistencia e tenacidade para o seu peso.
- Vantaxes:
- Excelente para crear formas complexas.
- Boa resistencia á corrosión.
- O baixo punto de fusión aforra enerxía durante a fundición.
- Desafíos:
- Non tan forte como o aceiro ou o aluminio.
- Pode volverse fráxil co tempo, especialmente en condicións de frío.
As pezas fundidas de zinc son comúns nas industrias do automóbil e da electrónica porque combinan a precisión coa rendibilidade.
Material de fundición de plástico
O material de fundición de plástico abre moitas opcións de deseño. É lixeiro, resiste a corrosión e pode adoptar case calquera forma. A xente usa pezas de fundición de plástico en dispositivos médicos, bens de consumo e pezas de automóbiles.
- Propiedades mecánicas:
- A resistencia, a rixidez e a tenacidade dependen do tipo de plástico e de como estea fabricado.
- Engadir fibras como o carbono ou o vidro pode facer que os plásticos sexan moito máis resistentes.
| Propiedade / Material | Woodcast® | Materiais de fundición sintéticos | Xeso de París (PoP) |
|---|---|---|---|
| Resistencia á compresión | Alto | Inferior | Fráxil |
| Resistencia á tracción | Inferior | Máis alto | Fráxil |
| Resistencia á flexión (MPa) | 14.24 | 12,93–18,96 | N/D |
| Resistencia á auga | Bo | Varía | Pobre |
As pezas de plástico fundido poden soportar ben a auga e a calor, dependendo do material. Algunhas non son tóxicas e seguras para uso médico. Outras poden conter produtos químicos que requiren unha manipulación coidadosa.
Material de fundición de cerámica
O material de fundición cerámico destaca pola súa capacidade para soportar altas temperaturas. As cerámicas son duras, resistentes ao desgaste e non se oxidan. A xente úsaas en electrónica, aeroespacial e mesmo en xoiería.
- Propiedades térmicas:
- Pode soportar temperaturas de ata 1300 °C.
- Excelente para illamento e protección térmica.
- Resiliencia:
- As fibras cerámicas flexibles pódense usar en illamento reutilizable para naves espaciais.
- A cerámica avanzada combina unha alta resistencia cunha baixa condutividade térmica.
Os investigadores desenvolveron novos materiais cerámicos que son resistentes e flexibles, o que os fai ideais para entornos extremos como o espazo ou a fabricación de alta tecnoloxía.
Os materiais de fundición cerámicos manteñen a súa forma e resistencia mesmo baixo unha calor intensa, o que os fai valiosos para moitas aplicacións modernas.
A selección do material de fundición axeitado inflúe na calidade, o custo e o rendemento do produto. Os enxeñeiros comparan os métodos e as propiedades da fundición utilizando táboas e estudos de casos reais para combinar cada material co seu mellor uso. Coñecer estes detalles axuda aos equipos a deseñar mellores pezas, aforrar cartos e evitar erros custosos.
Preguntas frecuentes
Cal é a principal diferenza entre os materiais de fundición ferrosos e os non ferrosos?
Os materiais ferrosos conteñen ferro. Os materiais non ferrosos non. Os tipos ferrosos adoitan pesar máis e oxidarse máis rápido. Os tipos non ferrosos resisten a oxidación e parecen máis lixeiros.
Por que os enxeñeiros escollen o aluminio para a fundición?
O aluminio pesa menos que o aceiro. Resiste a ferruxe e adquire a forma con facilidade. Os enxeñeiros o usan para pezas de automóbiles, fuselaxes de avións e electrónica.
Poden os plásticos e a cerámica soportar altas temperaturas?
A cerámica soporta calor moi alta. Os plásticos adoitan fundirse a temperaturas máis baixas. Os enxeñeiros escollen a cerámica para fornos ou motores, mentres que os plásticos son axeitados para traballos máis fríos.
Data de publicación: 17 de xuño de 2025