Técnica de materiales - hierro fundido
Con el término de hierro fundido designamos una familia de aleaciones de hierro formada por hierro, carbono (con una proporción de 2,1 hasta aprox. 4,5%) y silicio (hasta 3,5%). La adición de carbono reduce el punto de fusión del metal y lo hace más fluido, lo que le confiere una excelente colabilidad y permite fabricar piezas con formas complejas a menor coste.
Si el carbono está presente en el hierro fundido en forma de grafito, se denomina fundición gris, que se utiliza principalmente en el campo del mecanizado con arranque de viruta.
Más información sobre los materiales de fundición
Es habitual distinguir entre el hierro fundido gris, con un aspecto de ese color en la fractura, y el hierro fundido de corazón negro, con un aspecto blanco en la fractura.
Por su excelente colabilidad, el hierro fundido blanco se utiliza con frecuencia para fabricar objetos macizos (radiadores, hornos, yunques, etc.) u objetos artísticos.
En el área del mecanizado con arranque de viruta se usa fundición gris, sobre todo por su facilidad de mecanizado y sus bajos costes de producción en comparación con otras aleaciones de fundición de hierro.
Al contrario de lo que se suele creer, el hierro fundido no es más pesado que el acero. Tiene una densidad incluso algo menor.
Definición de fundición
Los hierros fundidos son aleaciones de hierro y carbono con una proporción de carbono por encima del 2% y otros compuestos de aleación como el silicio. Los hierros fundidos se funden y se vierten como hierro en bruto, materiales de retorno o reciclados en hornos de cubilote o eléctricos. En el grupo del hierro fundido gris se incluye el hierro fundido con grafito laminar y el hierro fundido con grafito esferoidal.
El hierro fundido que se utiliza con más frecuencia en la industria es el con grafito laminar, también llamado GJL. En este caso, el carbono libre está presente esencialmente en forma laminar. El hierro fundido con grafito laminar se denomina también fundición gris.
En la fundición gris con grafito esferoidal (también llamado GJS), el grafito se incorpora en forma de bolas o nódulos en la masa principal metálica.La forma esferoidal impide los picos de tensión que ocurren en las láminas de grafito.
Propiedades del hierro fundido
- Resistente a la corrosión
- Buena maquinabilidad
- Amortiguador de vibraciones
- Resistente a la temperatura
- Buena rigidez de forma
- Resistente al desgaste
- Buena conductividad térmica
- Buena colabilidad
Las especiales propiedades del hierro fundido explican el uso permanente en las más diversas áreas.
Resistente a la corrosión - ¿Por qué es resistente a la corrosión el hierro fundido?
Las piezas de hierro fundido con una costra de fundición incólume tienen una buena resistencia a la corrosión, que se puede mejorar aún más añadiendo a la aleación silicio, cromo y níquel, o bien pintándolas o recubriéndolas.
Resistencia al desgaste - ¿Por qué el hierro fundido tiene una alta resistencia al desgaste?
En el hierro fundido, las láminas forman unas ramificaciones tridimensionales, con lo que, por un lado, logran una ductilidad muy reducida y, por el otro, una gran resistencia al desgaste..
Clasificación del hierro fundidohierro fundido gris
- Hierro fundido con grafito laminar (GJL): EN-GJL-200, EN-GJL-250, EN-GJL-300
- Fundición de grafito esferolítica (GJS): EN-GJS-400
| Clasificación | Vista general | Ejemplos de productos |
|---|---|---|
| Hierro fundido con grafito laminar (GJL) | EN-GJL-200 | Empuñadura en cruz rectificada por vibración de fundición gris |
| EN-GJL-250 | ||
| EN-GJL-300 | ||
| Fundición de grafito esferolítica (GJS) | EN-GJS-400 |
Ámbitos de aplicación del hierro fundido
La fundición gris posee unas excelentes propiedades de colabilidad y una elevada rentabilidad. Todas estas propiedades positivas hacen que el hierro fundido se emplee en numerosos y variados sectores industriales. Además de para la construcción clásica de dispositivos portapiezas, el hierro fundido se emplea también en la automoción y en la fabricación de formas geométricas complejas.
Los distintos epígrafes explican qué propiedades permiten el uso en el ámbito de aplicación correspondiente.
Hierro fundido en la construcción de portapiezas
Las principales características necesarias para el mecanizado del hierro fundido son las siguientes:
- Gran capacidad de amortiguación
- Alta resistencia a la corrosión
- Absorción del ruido
- Gran rigidez
Por estas propiedades, la fundición gris es el material ideal como elemento básico en la construcción de portapiezas y dispositivos.
Los elementos básicos de norelem:
El hierro fundido en la industria del automóvil
El hierro fundido, por su fabricación sencilla y económica, tiene unos campos de aplicación muy extensos y variados en la industria. Aproximadamente la mitad del hierro fundido fabricado se procesa en la industria automotriz, como por ejemplo en :
- Cigüeñales
- Árboles de levas
- Brazos transversales
- Pinzas de freno
- Cubos de rueda
Los componentes de hierro fundido están sólidamente consolidados en la industria automovilística gracias a sus enormes prestaciones. La propiedad especial de amortiguación de vibraciones y su excelente rigidez de forma son otras ventajas adiciones para el uso en la industria del automóvil.
Hierro fundido para componentes con geometrías complejas
- Gracias a su colabilidad, el hierro fundido es ideal para fabricar componentes con formas geométricas muy complejas. Desde delicados componentes de paredes finas hasta piezas complejas de varias toneladas de peso. Las formas geométricas de alta complejidad y materiales especialmente resistentes se pueden reproducir con una gran estabilidad del proceso.
- Además de sus diversas formas y excelentes propiedades mecánicas, el material es completamente reutilizable.