La tarea principal en el diseño del proceso de fundición es seleccionar el método de fundición apropiado. Cada método de fundición tiene sus propias ventajas, desventajas y alcance aplicable. La selección de un método de fundición debe basarse en factores como los tipos de aleación aplicables, la estructura y el tamaño de las piezas fundidas, los requisitos técnicos de precisión dimensional, rugosidad de la superficie y calidad interna, el tamaño del lote de producción y las condiciones de producción existentes de la empresa. Se debe realizar una consideración integral y un análisis comparativo desde las perspectivas técnicas, económicas, de condiciones de producción, utilización de recursos y protección ambiental para elegir el método de fundición más económico que pueda producir piezas fundidas que cumplan con los requisitos de calidad con equipos de proceso existentes o potencialmente disponibles.
En términos de tipos de aleaciones aplicables, la elección del método de fundición depende principalmente de la resistencia al calor del material del molde. La arena de sílice utilizada en la fundición en arena tiene una refractariedad de hasta 1700 grados, que es aproximadamente 100 grados más alta que la temperatura de vertido del acero al carbono, lo que la hace adecuada para piezas fundidas hechas de diversos materiales metálicos como acero fundido, hierro fundido y metales no-ferrosos. Los moldes de carcasa utilizados en la fundición a la cera perdida están hechos de materiales más refractarios como polvo de alúmina, polvo de cuarzo puro y arena de sílice, lo que permite la producción de piezas fundidas de acero aleado con puntos de fusión aún más altos. La fundición en molde permanente, la fundición a presión y la fundición a baja-presión suelen utilizar moldes y núcleos metálicos. Incluso con recubrimientos refractarios aplicados a la superficie, su refractariedad no es alta, por lo que generalmente solo se usan para piezas fundidas de metales no ferrosos con puntos de fusión bajos.
Con respecto a los tamaños de fundición aplicables, la elección del método de fundición está relacionada principalmente con condiciones como las dimensiones del molde, la capacidad del horno de fusión de metales y la capacidad del equipo de elevación. La fundición en arena y la fundición de espuma perdida tienen menos limitaciones y pueden producir piezas fundidas pequeñas, medianas y grandes. La fundición a la cera perdida generalmente es adecuada solo para producir piezas fundidas de tamaño pequeño y mediano-debido a la susceptibilidad de los patrones de cera y las conchas a deformarse durante el proceso. Para la fundición en molde permanente, la fundición a presión y la fundición a baja-presión, la dificultad y el alto costo de fabricar moldes y núcleos metálicos grandes, junto con las limitaciones de tonelaje de los equipos, generalmente restringen su uso a la producción de piezas fundidas de tamaño pequeño y mediano-.
Con respecto a la aplicabilidad a la estructura, forma y complejidad de la fundición, métodos como la fundición en arena, la fundición a la cera perdida y la fundición de espuma perdida no imponen limitaciones sobre la forma o complejidad de las piezas fundidas. La fundición centrífuga es más adecuada para formas específicas como tuberías y manguitos. La fundición en molde permanente es adecuada para producir piezas fundidas con formas relativamente simples y no es ideal para piezas fundidas complejas de paredes delgadas-. La fundición a presión puede producir piezas fundidas con formas complejas, pero el alto costo de los moldes de fundición a presión-significa que solo es económica para la producción en masa. Sin embargo, la fundición a presión sigue siendo económicamente viable en general para producir piezas debido a su alta productividad y ahorros significativos en tiempo de mecanizado.
En cuanto a la precisión dimensional de la fundición y la rugosidad de la superficie, la elección del método de fundición está relacionada principalmente con la precisión y el acabado de la superficie del molde. Las piezas fundidas en arena generalmente presentan una precisión dimensional más pobre y valores de rugosidad superficial más altos. En la fundición a la cera perdida, los troqueles de patrón se pueden mecanizar de manera muy precisa y suave, lo que da como resultado patrones de cera precisos. Los moldes de carcasa no tienen líneas de separación, lo que produce una excelente precisión dimensional y valores de rugosidad superficial muy bajos para piezas de fundición a la cera perdida. Debido a que se forman bajo alta presión y alta velocidad en la fundición a presión, y a que los moldes de fundición-a presión se mecanizan con precisión, las piezas-fundidas a presión también exhiben una muy buena precisión dimensional y valores de rugosidad superficial muy bajos. Los moldes metálicos (núcleos) utilizados en la fundición en molde permanente y en la fundición a baja-presión no son tan precisos ni tan suaves como los moldes de fundición a presión-. El formado bajo gravedad o baja presión da como resultado piezas fundidas con mejor precisión dimensional y rugosidad superficial que las piezas fundidas en arena, aunque no tan buenas como las piezas fundidas a presión.
En términos del tamaño del lote de producción, el método de fundición también debe corresponder al volumen de producción de la fundición. La fundición en arena, la fundición a la cera perdida y la fundición de espuma perdida se pueden utilizar para producción de una sola pieza,-lotes pequeños y en masa. Sin embargo, los métodos de fundición como la fundición a baja-presión, la fundición a presión y la fundición centrífuga, debido al alto costo de los equipos y los moldes, solo son adecuados para la producción por lotes. Para la producción en masa o por lotes de piezas fundidas rotacionales huecas como manguitos, tuberías y cilindros, la fundición centrífuga puede simplificar enormemente el proceso de producción, eliminar la necesidad de sistemas de compuertas y elevadores y lograr altas tasas de rendimiento. Además, la fundición a espuma perdida, que utiliza un proceso de moldeo en arena seca con presión negativa al vacío, puede reducir significativamente las emisiones de desechos, minimizar el polvo, el humo y la contaminación acústica, facilitar la sacudida y utilizar el calor residual para el tratamiento de endurecimiento con agua de piezas fundidas de acero con alto contenido de manganeso y el tratamiento con solución de piezas fundidas de acero resistentes al calor-. Por lo tanto, se debe priorizar la fundición de espuma perdida para la producción de fundición de acero con alto contenido de manganeso para lograr objetivos integrales de utilización de recursos y protección ambiental.
