Estudio de los fenómenos de transporte durante la solidificación de aleaciones Al-Cu-Si-Ni para la fundición de moldes para moldeo rotacional.

Benavides Treviño, José Roberto (2016) Estudio de los fenómenos de transporte durante la solidificación de aleaciones Al-Cu-Si-Ni para la fundición de moldes para moldeo rotacional. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Se llevó a cabo el estudio de los fenómenos de transporte durante la solidificación de aleaciones Al-Cu-Si-Ni para la fundición de moldes para moldeo rotacional. La experimentación realizada en este proyecto presenta una metodología para la manufactura de moldes de aluminio que consistió en el diseño del molde de rotomoldeo y su sistema de colada, posteriormente se realizó un análisis de llenado y solidificación utilizando simulaciones computacionales con la finalidad de eliminar defectos. En la segunda etapa se fabricó un molde cerámico con la geometría deseada para vaciar el metal en estado líquido, una vez solidificado el metal se quiebra el molde cerámico y se obtuvo el molde metálico para rotomoldeo. La tercera etapa fue el diseño de una aleación Al-Cu-Si en donde se modificó el contenido de Si creando dos grupos principales, de 3 y 6% de Si, a estos grupos se adicionó 0, 0.3 y 0.6% de Ni con el objetivo de estudiar su efecto sobre las propiedades térmicas para mejorar la conductividad térmica de la aleación y disminuir tiempos de producción. La cuarta etapa consistió en la simulación de precipitación de fases y propiedades termo-físicas utilizando el software comercial JmatPRO, y la fundición de las muestras. En la quinta etapa se utilizó la prueba tatur con la cual se midió la densidad, la susceptibilidad de microporosidad y porcentaje de contracción de cada aleación. La última etapa fue la caracterización de los intermetálicos presentes en las muestras por medio de análisis térmico, microscopia electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos-X, DSC, y un analizador de conductividad térmica. El aumento de 3 a 6% de Si dio como resultado una disminución en la conductividad térmica de ~5 W/m°C, por otro lado el aumento de 0 a 0.6% de Ni incrementa la conductividad térmica de 148 a 164 W/m°C para el grupo 1 (3% Si) y de 143 a 146 W/m°C para el grupo 2 (6% de Si) a 300°C.

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