El ciclo del proceso para la fundición en arena consta de seis etapas principales, que se explican a continuación.
- Fabricación de moldes : el primer paso en el proceso de fundición en arena es crear el molde para la fundición. En un proceso de molde fungible, este paso debe realizarse para cada fundición. Se forma un molde de arena empaquetando arena en cada mitad del molde. La arena se empaqueta alrededor del patrón, que es una réplica de la forma externa del molde. Cuando se quita el diseño, la cavidad que formará el molde permanece. Las características interiores de la fundición que el patrón no puede incluir son creadas por núcleos separados hechos de arena antes de comenzar el molde.
En la siguiente sección se describirán más detalles sobre la fabricación de moldes. El tiempo de fabricación del molde incluye colocar el patrón, empacar la arena y quitar la impresión. El tiempo de fabricación del molde se ve afectado por el tamaño de la pieza, el número de núcleos y el tipo de molde de arena. Si el tipo de molde requiere tiempo de calentamiento u horneado, el tiempo de fabricación del molde aumenta sustancialmente. Además, a menudo se aplica lubricación a las superficies de la cavidad del molde para facilitar la extracción de la pieza fundida. El uso de un lubricante también mejora el flujo del metal y puede mejorar el acabado de la superficie de la fundición. El aceite que se utiliza se elige en función de la temperatura de la arena y el metal fundido. - Sujeción – Una vez que se ha hecho el molde, se debe preparar para el vertido del metal fundido. La superficie de la cavidad del molde se lubrica primero para facilitar la extracción de la pieza fundida. Luego, se colocan los núcleos y las mitades del molde se cierran y se sujetan de forma segura. Las mitades del molde deben permanecer bien cerradas para evitar la pérdida de cualquier material.
- Vertido : el metal fundido se mantiene a una temperatura establecida en un horno. Después de sujetar el molde, se puede sacar el metal fundido de su recipiente en la estufa y verterlo en el molde. El vertido se puede realizar manualmente o mediante una máquina automatizada. Se debe apresurar suficiente metal fundido para llenar toda la cavidad y todos los canales del molde. El tiempo de llenado es conciso para evitar la solidificación temprana de cualquier parte del metal.
- Enfriamiento : el metal fundido que se vierte en el molde comenzará a enfriarse y solidificarse una vez que ingrese a la cavidad. Cuando se llena toda la cavidad y se solidifica el metal fundido, se forma la forma final de la pieza fundida. El molde no se puede abrir hasta que haya transcurrido el tiempo de enfriamiento. El tiempo de enfriamiento deseado puede estimarse basándose en el espesor de la pared de la pieza fundida y la temperatura del metal. La mayoría de los posibles defectos que pueden ocurrir son el resultado del proceso de solidificación. Si parte del metal fundido se enfría demasiado rápido, pueden presentar contracción, grietas o secciones incompletas. Se pueden tomar medidas preventivas al diseñar tanto la pieza como el molde y se explorarán en secciones posteriores.
- Retirada : una vez transcurrido el tiempo de solidificación predeterminado, se puede romper el molde de arena y retirar la pieza fundida. Este paso, a veces llamado sacudida, se realiza típicamente mediante una máquina vibratoria que sacude la arena y la expulsa del matraz. Una vez retirado, es probable que la fundición tenga algunas capas de arena y óxido adheridas a la superficie. El granallado se utiliza a veces para eliminar cualquier resto de arena, especialmente de las superficies internas, y reducir la rugosidad de la superficie.
- Recorte : durante el enfriamiento, el material de los canales en el molde se solidifica adherido a la pieza. Este exceso de material debe recortarse de la fundición manualmente mediante corte o aserrado o utilizando una prensa de recorte. El tiempo necesario para recortar el material adicional se puede estimar a partir del tamaño del sobre del molde. Una fundición más extensa requerirá un tiempo de corte más largo. El material de desecho que resulta de este recorte se descarta o se reutiliza en el proceso de fundición en arena. Sin embargo, es posible que sea necesario reacondicionar el material de desecho para que tenga la composición química adecuada antes de combinarlo con metal no reciclado y reutilizarlo.