En un mundo impulsado por la corriente maker y la creatividad, tener una fundiciĆ³n de metal en casa se ha convertido en algo interesante para los entusiastas de la fabricaciĆ³n y la artesanĆa, o para montar un negocio desde casa. Este proceso fascinante ofrece la posibilidad de moldear y dar vida a una amplia gama de objetos metĆ”licos, desde piezas decorativas Ćŗnicas hasta componentes funcionales de motores, estructuras, etc.
En este artĆculo, vamos a ver todo lo que debes saber para tener una fundiciĆ³n de metal en casa, ademĆ”s de recomendarte algunos productos que debes tener para ello, y asĆ que te puedas sumergir en el apasionante mundo del DIY con metalesā¦
Productos recomendados
Para poder comenzar a fundir metales en casa con seguridad y poder crear cosas como un profesional, necesitarƔs los siguientes productos:
Crisol de carburo de grafito
Molde para metal fundido
Bentonita en polvo para crear moldes personalizados de arena para verter el metal fundido
Horno de fusiĆ³n para metal
Calentador de inducciĆ³n sin llama
Yunque de acero
Forja
Martillo de herrero
Guantes tƩrmicos
Pinzas para fundiciĆ³n
Escudo tƩrmico superior
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Ropa ignĆfuga
Extintor de incendios
MƔscara anti-gas
BotiquĆn de primeros auxilios
Otras herramientas de herrerĆa
Otras herramientas de joyerĆa
ĀæQuĆ© es una fundiciĆ³n de metal?
Una fundiciĆ³n de metal se refiere a un proceso industrial o artesanal en el cual se funde un metal y se vierte en un molde para darle forma a una pieza especĆfica. Durante este proceso, el metal procedente directamente del mineral o de piezas de metal previamente producidas, se somete a una alta temperatura para alcanzar el punto de fusiĆ³n del metal o aleaciĆ³n.
Una vez fundido, se vierte en un molde que ha sido diseƱado previamente para crear una forma y tamaƱo especĆficos. Una vez que el metal se enfrĆa y solidifica en el molde, se obtiene una pieza de metal con la forma deseada, ya sea para crear algĆŗn objeto de joyerĆa con metales preciosos, para piezas mecĆ”nicas o estructurales con formas personalizadas, o para crear lingotes y venderlos.
Este proceso es esencial en la fabricaciĆ³n y ha evolucionado a lo largo de la historia, utilizando diversos mĆ©todos y tecnologĆas. Pero piensa, si hace miles de aƱos se podĆa fundir metal con prĆ”cticas rudimentarias y primitivas, con la actual tecnologĆa puedes hacerlo en casa de forma rĆ”pida, segura y eficienteā¦
Etapas
El proceso de fundiciĆ³n, ya sea en una industria o en casa, se compone de una serie de etapas fundamentales, como:
- Primero se consigue el metal a fundir, ya sea del mineral puro, a partir de otras piezas de ese metal que queremos reutilizar o reciclar, etc.
- Este metal se introduce en un crisol, en el que se aplica calor en hornos o mediante inducciĆ³n, fundiendo asĆ el metal al alcanzar su punto de fusiĆ³n.
- Se transfiere el metal en su estado lĆquido a un molde especĆfico.
- Proceso de endurecimiento o enfriamiento del objeto reciƩn formado.
- Etapa de revisiĆ³n del producto final, acabados superficiales posteriores (pintado, talla, martillado, soldado,ā¦).
Evidentemente, cuando el metal se obtiene directamente del mineral, se deben agregar algunas sustancias extra para hacer que las impurezas sean apartadas mediante la escoria, aunque esto no es necesario si lo haces a partir del metal ya puro.
Vaciado
Aunque el vaciado de un metal puede parecer fĆ”cil, debes tener en cuenta varias cosas. Y es que, una vez calientas el material y alcanzas la temperatura Ć³ptima, el metal estĆ” listo para ser vertido en su forma lĆquida en un molde. Pero este flujo a travĆ©s del sistema de vaciado y la cavidad es una etapa crucial en el proceso de fundiciĆ³n. Para que este paso sea exitoso, es esencial que el metal fluya sin solidificarse a travĆ©s de todas las Ć”reas del molde antes de endurecerse, ten en cuenta que no todos los moldes son formas simples.
Factores que influyen en el proceso de vaciado incluyen:
- Temperatura de vertido: se refiere a la temperatura del metal fundido al momento de introducirlo en el molde. La diferencia crucial aquĆ es entre la temperatura de vertido y la temperatura a la que comienza la solidificaciĆ³n (el punto de fusiĆ³n para un metal puro o la temperatura lĆquida para una aleaciĆ³n). A esta diferencia de temperaturas a veces se le denomina Ā«sobrecalentamientoĀ». Este deberĆa ser lo mĆ”s reducido posible para garantizar un llenado adecuado del molde, ya que tanto la velocidad de oxidaciĆ³n como la solubilidad de los gases en el metal lĆquido dependen de la temperatura.
- Velocidad de vertido: se refiere a la tasa a la cual el metal fundido se vierte en el molde. Si la velocidad es demasiado lenta, existe el riesgo de que el metal se enfrĆe antes de llenar por completo la cavidad. Si la velocidad de vertido es excesiva, puede generar turbulencia y convertirse en un problema grave, lo que podrĆa provocar la erosiĆ³n de la arena del molde y atrapar gases y escoria en el metal fundido.
- Turbulencia en el flujo: se produce cuando el metal lĆquido entra en contacto con las paredes del molde y depende de la velocidad, la viscosidad del metal lĆquido y la geometrĆa del sistema de llenado. Es importante evitar el flujo turbulento, ya que promueve una mayor interacciĆ³n entre el metal y el aire, lo que resulta en la formaciĆ³n de Ć³xidos metĆ”licos que pueden quedar atrapados durante la solidificaciĆ³n, deteriorando la calidad de la fundiciĆ³n. AdemĆ”s, el flujo turbulento puede provocar una erosiĆ³n excesiva del molde debido al impacto del flujo de metal fundido.
CristalizaciĆ³n
Para obtener una estructura cristalina en los metales, se requiere un proceso de enfriamiento controlado despuĆ©s de la fundiciĆ³n. La estructura cristalina en los metales se forma cuando los Ć”tomos o iones se organizan de manera ordenada y repetitiva en una red tridimensional, lo que proporciona al material sus propiedades nuevas y muy interesantes.
Cuando un metal se funde, el estado lĆquido del metal hace que sus Ć”tomos estĆ©n desordenados, rompiendo sus enlaces y moviĆ©ndose libremente. En cambio, si el metal se enfrĆa, estos Ć”tomos vuelven a enlazarse, pero de una forma desordenada. Pero si se controla el enfriamiento, se pude hacer que los Ć”tomos adopte una estructura cristalina deseada. Esto se consigue mediante un enfriamiento uniforme y muy lento.
Durante el enfriamiento se forman pequeƱas agrupaciones de Ć”tomos ordenadas, y poco a poco van siendo mĆ”s y mĆ”s, produciendo el crecimiento del cristal y extendiĆ©ndose por toda la estructura el metal. No obstante, esta red cristalina se podrĆa alterar tras algunos trabajos como el laminado, el temple, el revenido, o la forja, y es necesario un proceso de recristalizaciĆ³n. Esto consiste bĆ”sicamente en calentar el metal a una temperatura en la qu los Ć”tomos rompen sus enlaces, y luego se enfrĆa nuevamente para obtener la estructura uniforme.
Existen algunos otros procesos para producir cristales en metales, como aquellos que usan polvo metalĆŗrgico que se compacta y se somete a un proceso de sinterizaciĆ³n con calentamiento controlado para que los polvos se fusiones y formen una estructura cristalina densa, pero esto es mĆ”s complejoā¦
ĀæQuĆ© metales puedo fundir en casa?
La respuesta a esta pregunta es: todos. Se pueden fundir todos los metales, siempre y cuando estĆ©n a tu alcance, y no sean peligrosos o prohibida su venta, como podrĆan ser los radiactivos. Lo otro que debes considerar para saber si puedes o no fundir un metal es la temperatura que alcanza tu sistema de inducciĆ³n o tu horno, ya que segĆŗn la temperatura de fusiĆ³n de los metales, podrĆ”s fundir solo algunos de ellos. Por ejemplo:
- Galio (Ga) ā 29,76 Ā°C.
- Rubidio (Rb) ā 39,31 Ā°C
- Potasio (K) ā 63,5 Ā°C
- EstaƱo (Sn) ā 231,93 Ā°C
- Plomo (Pb) ā 327,46 Ā°C
- Zinc (Zn) ā 419,53 Ā°C
- Aluminio (Al) ā 660,32 Ā°C
- Cobre (Cu) ā 1.984 Ā°C
- Hierro (Fe) ā 1.535 Ā°C
- NĆquel (Ni) ā 1.455 Ā°C
- Plata (Ag) ā 961,78 Ā°C
- Oro (Au) ā 1.064 Ā°C
- Platino (Pt) āĀ 1.768 Ā°C
- Titanio (Ti) ā 1668 ĀŗC
Esto en cuanto a metales puros, pero tambiƩn tenemos aleaciones que podemos fundir, como:
- Acero inoxidable: entre 1,370Ā°C y 1,480Ā°C.
- Bronce: en el rango de 900Ā°C a 1,000Ā°C, dependiendo de la composiciĆ³n.
- LatĆ³n: varĆa entre 900Ā°C y 940Ā°C, dependiendo de la proporciĆ³n de cobre y zinc.
- NĆquel-hierro (Invar): es aproximadamente 1,430Ā°C.
- Bronce de aluminio: generalmente se encuentra en el rango de 625-675Ā°C.
Hay que decir que la forma en la que se enfrĆan (de forma lenta o busca) estos metales podrĆa modificar su estructura interna, haciĆ©ndolos mĆ”s duros o mĆ”s quebradizos, e incluso conseguir la cristalizaciĆ³n de su estructura atĆ³mica para conseguir metales inteligentesā¦
Metales ferrosos y no ferrosos
Hay que distinguir bien entre los metales ferrosos y no ferrosos, ya que tienen particularidades diferentes. Por un lado tenemos los metales ferrosos:
- Ferrosos: son aquellos metales que contienen hierro, como puede ser el hierro dulce, el acero, acero inoxidable, etc., y asĆ hasta centenas de aleaciones conocidas. La metalurgia ferrosa representa aproximadamente el 90% de la producciĆ³n mundial de metales. El hierro se destaca por su densidad, su resistencia cuando se combina con carbono, su amplia disponibilidad y facilidad de refinado, asĆ como su susceptibilidad a la corrosiĆ³n y sus propiedades magnĆ©ticas. La creaciĆ³n de aleaciones de hierro mediante la incorporaciĆ³n de diversos elementos, en proporciones especĆficas, permite atenuar o eliminar uno o varios de estos atributos.
- No ferrosos: se refiere al proceso de fundir cualquier metal que no sea hierro o no contenga hierro. Ejemplos de estos metales son el plomo, el cobre, el nĆquel, el estaƱo, el zinc y, ademĆ”s, los metales considerados preciosos como el oro, la plata y el platino. Es esencial distinguir estos procesos de fundiciĆ³n de los metales ferrosos, ya que requieren procedimientos y recursos diferentes, especializados segĆŗn el metal que se pretenda trabajar. Suelen ser mĆ”s reactivos que los materiales ferrosos. A lo largo del proceso, se requieren filtros especiales para eliminar gases reactivos que podrĆan daƱar el metal, como la escoria o el hidrĆ³geno, los cuales podrĆan obstruir la purificaciĆ³n del metal. AdemĆ”s, se emplean secadoras para mantener los concentrados no ferrosos libres de humedad y se utilizan arenas especializadas en la preparaciĆ³n de los moldes. En tĆ©rminos de tĆ©cnicas utilizadas, el principio de la fundiciĆ³n de metales no ferrosos es similar al de los metales ferrosos, aunque se aplican algunas tĆ©cnicas de llenado de moldes especializadas, como la inyecciĆ³n a presiĆ³n, que garantiza la obtenciĆ³n de piezas con dimensiones mucho mĆ”s precisas y superficies de mejor calidad.
Recicla y gana
La fundiciĆ³n de metal en casa es una actividad apasionante que, si se realiza de manera adecuada y segura, puede proporcionar oportunidades para ganar dinero, ya sea vendiendo tus joyas, esculturas metĆ”licas, etc., o reciclando multitud de objetos de metal y vendiendo los lingotes resultantes al peso. AquĆ tienes algunas ideas:
- Joyas: puedes fundir joyas que no necesites o no te gusten (u otros objetos que sepas que contienen metales preciosos), ya sean de oro o plata, para poder crear una pieza Ćŗnica y venderla al peso. Ten en cuenta que el gramo de oro tiene un precio bastante importanteā¦
- Electricidad: muchos elementos de electricidad y electrĆ³nica contienen grandes cantidades de cobre, como es el caso de los cables. Si cuentas con cableado viejo, motores estropeados con sus bobinados de cobre, etc., puedes obtener este cotizado metal.
- Latas: las latas de aluminio que se usan para las bebidas pueden ser fundidas y vender luego el aluminio resultante, una forma de obtener beneficios de algo que se desecha. Algo parecido puede ocurrir con las latas de hojalata que se usan para muchas conservas, aunque esta otra aleaciĆ³n es mĆ”s barata que el aluminio.
- Otros: ya sean trozos de viga, perfiles, varillas, chatarra, piezas de un desguace, objetos viejos, etc., dependiendo del tipo de metal que sean, tambiĆ©n pueden ser fundidos para reciclarlos y obtener otras formas o para venderlos al peso en algĆŗn punto especializado.
Otras ideas para hacer
Por supuesto, si quieres salirte del mero reciclaje y venta del metal al peso, tambiƩn puedes hacer mucho mƔs:
- Piezas: ofrece servicios de fundiciĆ³n para crear piezas de repuesto o restaurar componentes metĆ”licos para personas que restauran coches antiguos, motocicletas o muebles de metal.
- FundiciĆ³n artĆstica y decorativa: crea elementos decorativos para el hogar, como manijas de puertas, pomos de muebles o lĆ”mparas de metal personalizadas.
- Trofeos y premios: abastece a eventos deportivos locales, competiciones o premiaciones con trofeos y premios de metal personalizados.
- Estructuras: funde metal para crear estructuras poco comunes o que no se vendan fƔcilmente, o tal vez piezas para reparaciones de partes que ya no se fabrican.
- JoyerĆa: puedes fundir metales nobles y preciosos para crear tu propia joyerĆa personalizada y convertirte en un diseƱador de moda.
Medidas de seguridad para fundir metal
La fundiciĆ³n de metal es una actividad que implica riesgos significativos, por lo que es esencial seguir medidas de seguridad adecuadas para proteger tu salud y bienestar. A continuaciĆ³n, se presentan algunas medidas de seguridad clave que debes tomar al fundir metal:
- Equipo de protecciĆ³n personal: usa siempre el equipo de protecciĆ³n personal, que incluye gafas de seguridad, botas adecuadas, guantes resistentes al calor, delantales ignĆfugos y, en algunos casos, cascos y protecciĆ³n para los ojos. TambiĆ©n es posible que necesites mascarilla, puesto que en algunos casos se pueden producir gases tĆ³xicos que no debes inhalar.
- Ćrea de trabajo segura: establece un Ć”rea de trabajo bien ventilada y dedicada a la fundiciĆ³n de metal, preferiblemente en un taller o garaje. AsegĆŗrate de que estĆ© libre de objetos inflamables y que haya extintores de incendios adecuados a mano. AdemĆ”s, si el Ć”rea tiene una baja humedad, mucho mejor, ya que la presencia de agua en el ambiente podrĆa generar algunos problemas en el proceso.
- VentilaciĆ³n adecuada: la fundiciĆ³n de metal en casa puede liberar humos y vapores tĆ³xicos al fundir ciertos elementos. Usa un sistema de ventilaciĆ³n adecuado, como un extractor de humos o trabaja al aire libre para evitar la inhalaciĆ³n de estos productos quĆmicos peligrosos.
- Control de incendios: mantĆ©n un extintor de incendios de polvo quĆmico seco clasificado para fuegos de tipo D (metales combustibles) cerca de tu Ć”rea de trabajo. TambiĆ©n ten a mano un cubo de arena o una manta ignĆfuga. JamĆ”s emplees agua para metales que estĆ”n a temperaturas muy elevadas, ya que puedes generar un incidente mayor.
- Equipo de fundiciĆ³n seguro: utiliza hornos o equipos de fundiciĆ³n diseƱados especĆficamente para esta tarea. Inspecciona el equipo regularmente para asegurarte de que no haya fugas de gas o problemas elĆ©ctricos.
- Manejo adecuado de metales: manipula los metales fundidos con cuidado y utilizando pinzas o herramientas adecuadas. Evita el contacto, las salpicaduras, etc., y siempre mantƩn a las mascotas y a los niƱos alejados durante el proceso para evitar accidentes.
- Primeros auxilios: siempre debes tener a mano un kit de primeros auxilios cerca de tu Ć”rea de trabajo y conoce cĆ³mo usarlo. Las quemaduras son un riesgo comĆŗn, por lo que debes saber cĆ³mo tratarlas adecuadamente. Y si son quemaduras graves, acude urgentemente a urgencias.
- FormaciĆ³n y experiencia: antes de comenzar a fundir metal, busca capacitaciĆ³n y adquiere experiencia. Aprende sobre los tipos de metales y sus puntos de fusiĆ³n, asĆ como las tĆ©cnicas de fundiciĆ³n seguras, lo que puedes y no puedes hacer, etc. FamiliarĆzate con los productos quĆmicos involucrados en la fundiciĆ³n de metal y con los riesgos asociados. AsegĆŗrate de conocer las medidas de seguridad especĆficas para cada tipo de metal.
Recuerda que la fundiciĆ³n de metal es una actividad que requiere conocimientos y experiencia, por lo que es importante aprender de fuentes confiables y estar siempre atento a la seguridad.
ĀæPuedo crear aleaciones?
La respuesta a esta otra pregunta es que sĆ. Puedes crear tus propias aleaciones, siempre y cuando sean entre metales que se pueden alear entre sĆ, ya que hay algunos que no se pueden mezclar. Por tanto, debes conocer cuĆ”les son las posibilidades antes de proceder a mezclar metales sin ton ni son.
PrĆ”cticamente casi todos los metales pueden ser aleados, es decir, combinados con otros metales o elementos para crear aleaciones con propiedades especĆficas y nuevas. Los metales mĆ”s propicios a las aleaciones son:
- Hierro (Fe): es un metal base para muchas aleaciones, como el acero, que es una aleaciĆ³n de hierro y carbono. El acero es ampliamente utilizado en la industria y la construcciĆ³n debido a su resistencia y durabilidad.
- Aluminio (Al): El aluminio se alea con otros metales, como el cobre, el silicio, el zinc y el magnesio, para crear aleaciones que son livianas y resistentes a la corrosiĆ³n. Ejemplos son las aleaciones de aluminio utilizadas en la industria aeroespacial y de automĆ³viles.
- Cobre (Cu): se utiliza en una variedad de aleaciones, incluyendo el bronce (cobre y estaƱo) y el latĆ³n (cobre y zinc). Estas aleaciones son conocidas por su resistencia, conductividad elĆ©ctrica y caracterĆsticas estĆ©ticas.
- NĆquel (Ni): se combina con otros metales, como el hierro o el cromo, para crear aleaciones resistentes a la corrosiĆ³n, como el acero inoxidable y el Monel.
- Titanio (Ti): se utiliza en aleaciones en la industria aeroespacial y mĆ©dica debido a su alta resistencia y baja densidad. La aleaciĆ³n mĆ”s comĆŗn es el Ti-6Al-4V (Titanio-6% Aluminio-4% Vanadio).
- Plomo (Pb): se utiliza en aleaciones, como el plomo-estaƱo, para soldadura y en aplicaciones de contrapeso debido a su alta densidad.
- Zinc (Zn): se combina con otros metales para crear aleaciones como el latĆ³n y el zamak. El latĆ³n es ampliamente utilizado en la fabricaciĆ³n de instrumentos musicales y decoraciones, mientras que el zamak se emplea en piezas fundidas.
- EstaƱo (Sn): se utiliza en aleaciones de soldadura y en la fabricaciĆ³n de objetos como utensilios de cocina y envases.
- Plata (Ag): se combina con otros metales, como el cobre, para crear aleaciones como la plata de ley utilizada en la fabricaciĆ³n de joyas.
- Oro (Au): se combina con otros metales para crear aleaciones utilizadas en la fabricaciĆ³n de joyas, como el oro de 18 quilates (Au-75%, Cu-25%), etc.
Estos son solo algunos ejemplos, y existen muchas otras aleaciones que se utilizan en diversas aplicaciones industriales, desde la industria aeroespacial hasta la construcciĆ³n y la electrĆ³nica. Las aleaciones permiten ajustar las propiedades de los metales para satisfacer necesidades especĆficas en una amplia gama de industrias.