El proceso térmico de inyección en la empresa MADEAL S.A. es un proceso típico de inyección en moldes en este caso de acero y Fundición Nodular Perlitica. Las temperaturas del ciclo de inyección varían dependiendo del producto en proceso, esto debido a la diferencia en la geometría y volumen de los distintos rines de la gama ofrecida por la empresa. Sin embargo, el proceso promedio consta de ciertos pasos generales que se manejan a unas temperaturas promedio similares para cada uno de los rines.
La figura 2.12 muestra las rampas de temperatura promedio al que se someten los moldes en un proceso general de inyección. Cada uno de los puntos indica un
49 momento térmico especifico al que se someten los moldes en el proceso de inyección el cual va desde el desde el montaje del molde a temperatura ambiente (27 °C), precalentamiento del molde en la maquina inyectora (400 °C), una posterior apertura del molde que sirve para realizar una inspección previa al proceso de inyección y que reduce la temperatura hasta 300 °C, y posterior el inicio del proceso de inyección como tal que mantiene el molde en un rango fluctuante de temperaturas que oscilan entre los 500 y 650 °C, dependiendo del tipo de rin que este en producción, hasta la extracción del rin terminado. Este proceso se repite continuamente hasta que el molde presente alguna imperfección y deba ser reparado o hasta que culmine la producción de alguna línea especifica de rines.
Figura 2.12 Curva térmica del ciclo de inyección de rines.
Para realizar la simulación de este proceso a escala de laboratorio se tomaron los puntos de máxima variación de temperatura en la curva de inyección, en total fue necesario considerar 14 momentos térmicos del ciclo de inyección para realizar los estudios a nivel de laboratorio. La curva de simulación del ciclo de inyección se muestra en la figura 2.13, y permite analizar los efectos de los cambios de temperatura variable sobre los aceros antes y después de ser recubiertos.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 TE M PE R AT UR A (° C) TIEMPO (Minutos)
Figura 2.13 Curva de simulación del ciclo de inyección de rines.
En este proceso el aluminio es inyectado en unos moldes construidos en dos piezas las cuales generan el frente y la parte posterior de los rines. Dichas piezas se construyen con acero H13 (figura 2.14 a) y Fundición (figura 2.14 b). En la figura 2.15 se muestran estas piezas montadas sobre la maquina inyectora de aluminio en el momento de extraer un rin al final del proceso de inyección.
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Figura 2.15 Inyector y molde de producción de rines en el momento final del proceso de producción de rines
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55 3. RESULTADOS
En este capítulo se presentan los resultados de la caracterización del acero AISI H13 y la Fundición Perlitica Nodular (FPN) sometidos a cambios variables de temperatura que simulan un proceso de inyección promedio en la producción de rines de aluminio por la empresa MADEAL S.A. así como cambios térmicos lineales orientados a identificar las máximas condiciones térmicas que soportan estos materiales antes y después de ser recubiertos con (TiAI)N.
3.1 Estudios del Comportamiento Térmico del Acero AISI H13 y la