Revista Empresarial El acero en Santander tiene

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Revista Digital de la Asociación de Empresas del Sector Metalmecánico de Santander ASOMECSA
“Unión que forja progreso”
Revista Empresarial
Edición No 8 - 2016
ASOMECSA
El acero en Santander tiene nombre propio
METALGREEN SAS
Un spin off de ASOMECSA
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En esta edición
TIPOS DE FUNDICIONES
Tomado de: Departamento de Ingeniería Mecánica FIUBA
Página 4
FUNDICIONES DE ACERO
Tomado de: AMERICAN SOCIETY FOR METALS. ASM
Handbook: Properties and selection. Ohio: ASM, 1990.
Página 9
PORTAFOLIO EMPRESARIAL ASOMECSA
Dirección Comercial ASOMECSA
Página 12
GENERALIDADES SOBRE LOS HORNOS
DE INDUCCIÓN ELECTRICA
Tomado de: Revista internacional FUNDIDORES
Página 14
CONGRESOS DE FUNDICIÓN 2016 - 2017
Dirección Ejecutiva ASOMECSA
Página 16
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EDITORIAL
“ASOMECSA es un Clúster que Crece y se
Consolida bajo el común denominador de
pensar y actuar en medio del Ecosistema de
Negocios orientado principalmente por la
Innovación y el valor compartido de lo que
hacemos, el cual va más allá de ser un
paradigma en boga, es en esencia, la razón
de co-existencia empresarial para los años
venideros centrados en la alta complejidad
de la competitividad”
De Ustedes;
Dr. Carlos Gabriel Herrera Ordoñez
Director Ejecutivo ASOMECSA
[email protected]
Twitter: @asomecsa
Facebook: asomecsa
www.asomecsa.com
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TIPOS DE FUNDICIONES
Tomado de: Departamento de Ingeniería Mecánica FIUBA
FUNDICIÓN EN ARENA.
Existen dos métodos diferentes por los cuales la fundición a la arena se puede
producir. Se clasifica en función de tipo de modelo usado, ellos son: modelo
removible y modelo desechables. En el método empleando modelo removible, la
arena comprimida alrededor del modelo el cual se extrae más tarde de la arena.
La cavidad producida se alimenta con metal fundido para crear la fundición. Los
modelos desechables son hechos de poliestireno y en vez de extraer el modelo
de la arena, se vaporiza cuando el metal fundido es vaciado en el molde.
Para entender el proceso de fundición, es necesario conocer como se hace un
molde y que factores son importantes para producir una buena fundición. Los
principales factores son:
•Procedimiento de moldeo
•Modelo
•Arena
•Corazones
•Equipo metálico
•Metal
•Vaciado y limpieza
Procedimiento de moldeo. Los moldes se clasifican según los materiales usados:
Moldes de arena en verde.
Es el método más común que consiste en la formación del molde con arena
húmeda, usada en ambos procedimientos. La llamada arena verde es
simplemente arena que no se ha curado, es decir, que no se ha endurecido por
horneado. El color natural de la arena va desde el blanco hasta el canela claro,
pero con el uso se va ennegreciendo. La arena no tiene suficiente resistencia
para conservar su forma, por ello se mezcla con un aglutinante para darle
resistencia; luego se agrega un poco de agua para que se adhiera. Esta arena se
puede volver a emplear solo añadiendo una cantidad determinada de
aglutinante cuando se considere necesario.
Moldes con capa seca.
Dos métodos son generalmente usados en la preparación de moldes con capa
seca. En uno la arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de
10 mm se mezcla con un compuesto de tal manera que se seca y se obtiene una
superficie dura en el molde. El otro método es hacer el molde entero de arena
verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se
endurezca la arena cuando el calor es aplicado. Los rociadores usados para este
Moldes con arena seca.
Estos moldes son hechos enteramente de arena común de moldeo mezclada
con un material aditivo similar al que se emplea en el método anterior. Los moldes
deben ser cocados totalmente antes de usarse, siendo las cajas de metal. Los
moldes de arena seca mantienen esta forma cuando son vaciados y están libres
de turbulencias de gas debidas a la humedad.
Moldes de arcilla.
Los moldes de arcilla se usan para trabajos grandes. Primero se construye el molde
con ladrillo o grandes partes de hierro. Luego, todas estas partes se emplastecen
con una capa de mortero de arcilla, la forma del molde se empieza a obtener
con una terraja o esqueleto del modelo. Luego se permite que el molde se seque
completamente de tal manera que pueda resistir la presión completa del metal
vaciado. Estos moldes requieren de mucho tiempo para hacerse y su uso no es
muy extenso.
Moldes furánicos.
El proceso es bueno para la fabricación de moldes usando modelos y corazones
desechables. La arena seca de grano agudo se mezcla con ácido fosfórico el
cual actúa como un acelerador. La resina furánica es agregada y se mezcla de
forma continua el tiempo suficiente para distribuir la resina. El material de arena
empieza a endurecerse casi de inmediato al aire, pero el tiempo demora lo
suficiente para permitir el moldeo. El material usualmente se endurece de una a
dos horas, tiempo suficiente para permitir alojar los corazones y que puedan ser
removidos en el molde. En uso con modelos desechables la arena de resina
furánica puede ser empleada como una pared o cáscara alrededor del modelo
que estará soportado con arena de grano agudo o en verde o puede ser usada
como el material completo del molde.
Moldes de CO2.
En este proceso la arena limpia se mezcla con silicato de sodio y es apisonada
alrededor del modelo. Cuando el gas de CO2 es alimentado a presión en el
molde, la arena mezclada se endurece. Piezas de fundición lisas y de forma
intrincada se pueden obtener por este método, aunque el proceso fue
desarrollado originalmente para la fabricación de corazones.
Moldes de metal.
Los moldes de metal se usan principalmente en fundición en matriz de aleaciones
de bajo punto de fusión. Las piezas de fundición se obtienen de formas exactas
con una superficie fina, esto elimina mucho trabajo de maquinado.
Moldes especiales.
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propósito contienen aceite de linaza, agua de melaza, almidón gelatinizado y
soluciones liquidas similares. En ambos métodos el molde debe secarse de dos
maneras: por aire o por una antorcha para endurecer la superficie y eliminar el
exceso de humedad.
•Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del metal.
•Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye con rapidez durante la
colada.
•Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal
fundido. Los gases contaminan el metal y pueden alterar el molde.
•Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a través
del cuerpo del molde mismo, más bien que penetrar el metal.
•Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal
y poderse desprender con limpieza del colado después del enfriamiento.
•El corazón debe ceder lo suficiente para permitir la contracción del colado
después de la solidificación.
Máquinas para moldeo.
Estas máquinas ofrecen velocidades más altas de producción y mejor calidad de
los colados además de mano de obra ligera y costos más bajos.
Máquinas de moldeo por sacudida y compresión.
Consta básicamente de una mesa accionada por dos pistones en cilindros de
aire, uno dentro del otro. El molde en la mesa se sacude por la acción del pistón
inferior que eleva la mesa en forma repetida y la deja caer bruscamente en un
colchón de rebote. Las sacudidas empacan la arena en las partes inferiores de la
caja de moldeo pero no en la parte superior. El cilindro más grande empuja hacia
arriba la mesa para comprimir la arena en el molde contra el cabezal de
compresión en la parte superior. La opresión comprime las capas superiores de la
arena en el molde pero algunas veces no penetra en forma efectiva todas las
áreas del modelo.
Máquinas de sacudida y vuelco con retiro del modelo.
En esta máquina una caja de modelo se coloca sobre un modelo en una mesa,
se llena con arena y se sacude. El exceso de arena se enrasa y se engrapa un
tablero inferior a la caja de moldeo. La máquina eleva el molde y lo desliza en
una mesa o transportador. La caja se libera de la máquina, el modelo se vibra, se
saca del molde y se regresa a la posición de carga. Máquinas similares
comprimen y también sacuden.
Máquina lanzadora de arena.
Esta máquina logra un empaque consistente y un efecto de apisonado lanzando
arena con alta velocidad al modelo. La arena de una tolva se alimenta mediante
una banda a un impulsor de alta velocidad en el cabezal. Una disposición común
es suspender la lanzadora con contrapesos y moverla para dirigir la corriente de
arena con ventaja dentro de un molde. La dureza del molde se puede controlar
mediante el operador cambiando la velocidad del impulsor y moviendo la
cabeza impulsora. Su principal utilidad es para apisonar grandes moldes y su
única función es empacar la arena en los moldes. Generalmente trabaja con el
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Plástico, cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales usados
en moldes para aplicaciones particulares. El molde debe poseer las siguientes
características:
en
fundición
• Moldeo en banco: Este tipo de moldeo es para trabajos pequeños, y se
hace en un banco de una altura conveniente para el moldeador. En estos
tipos de moldeo se producen grandes cantidades, también se utilizan
placas correlativas que son modelos especiales metálicos de una sola pieza
al igual que las cajas de tableros de soporte que permiten sacar con
facilidad el modelo del molde de arena, el cual se puede volver a utilizar.
• Moldeo en piso: Cuando las piezas de fundición aumentan de tamaño,
resulta difícil su manejo, por consiguiente, el trabajo es hecho en el piso. Este
tipo de moldeo se usa prácticamente todas las piezas medianas y de gran
tamaño. Suelen ser muy costosos, tienen el mismo procedimiento que el
moldeo en banco salvo las características ya mencionadas.
• Moldeo en fosa: Las piezas de fundición extremadamente grandes son
moldeadas en una fosa en vez de moldear en cajas. La fosa actúa como la
base de la caja, y se usa una capa separadora encima de él. Los lados de
la fosa son una línea de ladrillos y en el fondo hay una capa gruesa de
carbón con tubos de ventilación conectados a nivel del piso. Entonces los
moldes de fosa pueden resistir las presiones que se desarrollan por el calor
de los gases, esta práctica ahorra mucho en moldes costosos.
• Molde en maquina: Las maquinas han sido construidas para hacer un
número de operaciones que el moldeador hace ordinariamente a mano,
tales como apisonar la arena, voltear el molde completo, formar la
alimentación y sacar el modelo; todas estas operaciones pueden hacerse
con la maquina mucho mejor y más eficiente que a mano.
Sistema de alimentación del molde.
Los conductos que llevan el metal vaciado a la cavidad de molde son llamados
sistema de alimentación, generalmente están constituidos por una vasija de
vaciado, comunicando a un canal de bajada o conducto vertical conocido
como bebedero, y a un canal a través del cual el metal fluye desde la base del
bebedero a la cavidad del molde. En piezas grandes, de fundición puede usarse
un corredor el cual toma el metal desde la base del bebedero y lo distribuye en
varios canales localizados alrededor de la cavidad. El propósito de este sistema
es, primeramente colocar el metal dentro de la cavidad. Como quiere que sea el
diseño del sistema de alimentación es importante e involucra un número de
factores.
El metal debe entrar a la cavidad con el mínimo de turbulencia, y cerca del
fondo de la cavidad en los casos de fundiciones pequeñas. La erosión de los
conductos o superficie de la cavidad deben ser evitadas con una regulación
apropiada del flujo del metal o por el uso de arena seca de corazones. El metal
debe entrar en la cavidad así como proporcionar una solidificación direccional.
La solidificación debe progresar desde la superficie del molde a la parte del metal
más caliente compensando así la contracción.
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equipo de retiro del modelo. Los procesos de moldes
comercialmente ordinaria pueden ser clasificados como:
Los rebosaderos que se obtienen proporcionan en los moldes la alimentación del
metal líquido a la cavidad principal de la pieza para compensar las
contracciones. Estas pueden ser tan grandes en sección, así como el resto del
metal líquido, tan grande como sea posible, y puede localizarse cerca de las
secciones grandes que pueden estar sujetas a una gran contracción. Si estas se
colocan en la parte superior de la sección, la gravedad puede ayudar a la
alimentación del metal en la propia pieza fundida.
Los rebosaderos ciegos son como rebosaderos con cúpula, se localizan en la
mitad de la tapa de la caja, los cuales no tienen la altura completa de la tapa.
Estos están por lo normal colocados directamente sobre el canal, donde el metal
alimenta dentro de la cavidad del molde y entonces complementa el metal
caliente cuando el vaciado está completándose.
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Se debe prever que no entre la escoria u otras partículas extrañas a la cavidad
del molde. La vasija de vaciado, debe estar próxima a la parte superior al agujero
del bebedero, facilitando el vaciado y eliminado la escoria. El metal debe ser
vaciado de tal manera que la vasija de vaciado y el agujero del bebedero estén
llenos todo el tiempo.
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FUNDICIONES DE ACERO
Tomado de: AMERICAN SOCIETY FOR METALS. ASM
Handbook: Properties and selection. Ohio: ASM, 1990.
FUNDICIONES DE ACERO
Clasificación de las fundiciones de acero.
a. Fundiciones de acero al carbono.
Las fundiciones de acero al carbono contienen menos del 1.70 % de C, junto con
otros elementos normalmente presentes. Estos elementos pueden estar presentes
en porcentajes que varían como sigue: Mn 0.50 a 1.00, Si 0.20 a 0.70, P 0.05 máx.
Además las fundiciones de acero al carbono contienen pequeños porcentajes de
otros elementos, que no fueron agregados sino que son residuales de la chatarra
de 67 acero usada como parte de la carga de fusión.
b. Fundiciones de acero de aleación.
Una fundición de acero considera como de acero de aleación si los elementos
de aleación, residuales o agregados, están presentes en porcentajes mayores
que los siguientes: Mn, 100;Si 0.70; Cu, 0.50; Cr, 0.25; Mo, 0.10; V, 0.05; W, 0.05; Al,
0.05; Ti, 0.05. Las limitaciones sobre los contenidos de fósforo y azufre que se
aplican a los aceros de aleación fundidos son iguales a las del acero al carbono
fundido, a no ser que se especifiquen con el fin de obtener algunos efectos de
aleación. Las fundiciones de acero de alto contenido de aleación, del tipo
resistente al calor y a la corrosión son semejantes a los aceros forjados inoxidables.
2.4.2 Características de las fundiciones de acero.
Propiedades mecánicas.
Las propiedades mecánicas sobresalientes del acero fundido son la resistencia
mecánica, la ductilidad y la resistencia al choque. Las piezas fundidas de acero
poseen gran rigidez y pueden soportar temperaturas elevadas y bajas; las piezas
son soldables y tienen excelentes propiedades de aguante.
Resistencias a la tracción y de fluencia: Las fundiciones 68 de acero
ferríticos de una dureza o templabilidad dada tienen la misma resistencia a
la tracción, ya sea fundidos, laminados, forjados o soldados, sin que importe
el contenido de aleación. Para fines de diseño en los que intervengan las
propiedades de tracción y de fluencia, se pueden intercambiar con la más
plena confianza los aceros laminados. Forjados, fundidos y soldados.
Ductilidad: Si se comparan las propiedades de ductilidad de los aceros con
sus valores de dureza. Los aceros fundidos, forjados y laminados, y sus
soldaduras son casi idénticos. Las propiedades longitudinales de los aceros
forjados y laminados son ligeramente más altas que las de acero fundido a
las del metal de soldadura. Las propiedades transversales son inferiores en
Impacto o choque: Con frecuencia se emplea el ensayo de choque con
probeta ranurada como medida de la tenacidad de los materiales. Los
aceros fundidos tienen excelente resistencia al choque a temperaturas
normales y bajas, Generalmente los aceros forjados se prueban en la
dirección del laminado arrojan valores de choque más altos que los acero
fundidos de composición semejante. En el ensayo de resistencia al
desgaste, los aceros fundidos reaccionan de manera semejante a los
aceros laminados y dan 69 valores correspondientes, que dependen de la
composición, estructura y dureza. Los caeros al carbono fundido que
contienen aproximadamente 0.50% de C, y los de bajo contenido de
aleación de los tipos de cromo, cromo – molibdeno, níquel – cromo, cromo
– vanadio y de contenido medio de manganeso, todos los cuales
contienen más de 0.40% de C, han dado excelente resistencia al desgaste
en servicio.
Resistencia a la corrosión: El acero fundido y el acero forjado de
composición y tratamiento térmico semejante parecen ser igualmente
resistentes a la corrosión cuando les rodea un mismo medio ambiente.
Pequeñas cantidades de cobre en el acero fundido aumentan su
resistencia a la corrosión atmosférica. Los aceros fundidos de alto contenido
de aleación, de los tipos al cromo y al cromo – níquel, se emplea por lo
común para resistir la corrosión.
Resistencia al calor: Aunque no son comparables a los aceros de alto
contenido de aleación del tipo níquel – cromo preparados en especial
para resistir el calor, los aceros fundidos con 4.0 a 6.5 % de Cr, en particular
con adiciones de 0.75 a 1.25 de W, o de 0.40 a 0.70 de Mo y 0.75 a 1.00 de
Ti, manifiestan buena resistencia mecánica y considerable resistencia a la
formación de costras o escamas a 550ºC (1000 ºF) y temperaturas inferiores.
Maquinabilidad: Que presentan los aceros al carbono y de aleación
fundidos es comparable a la de los aceros forjados de 70 resistencia,
ductilidad y dureza equivalentes, y de microestructura similar. Como regla
general, la dureza sola no constituye un criterio para predecir la duración
de una herramienta en el corte de aceros fundidos; en general, para una
estructura dada, los aceros simples al carbono poseen mejores propiedades
para su maquinado que los aceros de aleación; para conseguir una vida
equivalente de la herramienta, la película superficial de un acero fundido
debe maquinarse a una velocidad que sea aproximadamente la mitad de
la velocidad de corte recomendada para el metal base.
Aplicaciones generales de fundiciones de acero.
Todas las empresas que producen grandes artefactos emplean piezas de acero
fundido. Son la base para la construcción de los vagones de ferrocarril y se
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una cantidad que depende del grado de trabajo. Como en la mayoría de
las condiciones de servicio intervienen varias direcciones de carga, algunas
veces es particularmente ventajoso asegurar propiedades direccionales
uniformes del acero fundido.
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emplean en gran cantidad en equipo para construir caminos, remolques,
implementos agrícolas, tractores elevadores y palas mecánicas. Las piezas de
acero fundido también se emplean para válvulas, conexiones y accesorios y otras
piezas en las industrias petrolera y química. Las piezas grandes tienen aplicación
en los trenes de laminación, buques e instalaciones marítimas, minería,
aserraderos y en las industrias de las máquinas herramienta. 71 Las fuerzas
armadas requieren piezas de fundición para armamentos, artillería, buques y
aviones. Si los requisitos para el servicio incluyen condiciones de carga dinámicas
y esfuerzos por impacto o fatiga, se emplean piezas de acero fundido.
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PORTAFOLIO EMPRESARIAL ASOMECSA
Dirección Comercial ASOMECSA
La dirección comercial de ASOMECSA nos trae en esta publicación la muestra del
portal web de la asociación, a través de la cual se puede conocer las novedades
del portafolio de servicios y productos que las diferentes empresas de ASOMECSA
ofrecen a sus clientes.
Es muy fácil…Ingresa a www.asomecsa.com, para entrar al portal de productos y
servicios, tal y como se muestra a continuación:
Luego has click en cualquiera de los iconos de acceso de productos, servicios y
contacto y cuenta con ASOMECSA para el desarrollo de diversos tipos de
proyectos para el sector de tu interés.
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GENERALIDADES SOBRE LOS HORNOS DE INDUCCIÓN ELECTRICA
Tomado de: Revista internacional FUNDIDORES
Un Horno de inducción es un horno eléctrico en el que el calor es generado por la
inducción eléctrica de un medio conductivo (un metal) en un crisol, alrededor del
cual se encuentran enrolladas bobinas magnéticas.
El principio de calentamiento de un metal por medio de la inducción fue
descubierto por Michael Faraday en 1831 mientras se encontraba
experimentando en su laboratorio.
Una ventaja del horno de inducción es que es limpio, eficiente desde el punto de
vista energético, y es un proceso de fundición y de tratamiento de metales más
controlable que con la mayoría de los demás modos de calentamiento.
Otra de sus ventajas es la capacidad para generar una gran cantidad de calor
de manera rápida. Los principales componentes de un sistema de calentamiento
por inducción son: el cuerpo de bobinas, conformado por las bobinas de fuerza
(donde como están dispuestas físicamente es donde hay mayor agitación del
baño líquido) y por las bobinas de refrigeración , la fuente de alimentación, la
etapa de acoplamiento de la carga, una estación de enfriamiento, el material
refractario que protege a las bobinas del baño líquido y la pieza a ser tratada.
Las fundiciones más modernas como las de METALGREEN SAS, utilizan este tipo de
horno y cada vez más fundiciones están sustituyendo los altos hornos por los de
inducción, debido a que aquellos generaban mucho polvo entre otros
contaminantes. El rango de capacidades de los hornos de inducción abarca
desde menos de un kilogramo hasta cien toneladas y son utilizados para fundir
hierro y acero, cobre, aluminio y metales preciosos. Uno de los principales
inconvenientes de estos hornos es la imposibilidad de refinamiento; la carga de
materiales ha de estar libre de productos oxidantes y ser de una composición
conocida y algunas aleaciones pueden perderse debido a la oxidación (y deben
ser re-añadidos).
El rango de frecuencias de operación va desde la frecuencia de red (50 ó 60 Hz)
hasta los 10 kHz, en función del metal que se quiere fundir, la capacidad del
horno y la velocidad de fundición deseada - normalmente un horno de
frecuencia elevada (más de 3000 Hz) es más rápido, siendo utilizados
generalmente en la fundición de aceros, dado que la elevada frecuencia
disminuye la turbulencia y evita la oxidación. Frecuencias menores generan más
En la actualidad los hornos de frecuencia de línea (50 ó 60 Hz, según país) han
quedado en desuso, ya que los mismos poseían muy poca eficiencia energética y
además cargaban con un alto coste de mantenimiento, dado que contenían
una gran cantidad de elementos electromecánicos. En las últimas décadas
(aproximadamente desde finales de la década de 1970) se han incorporado
equipos de estado sólido, conformados en su etapa de potencia con
componentes tales como tiristores (diodos SCR) y transistores de potencia tipo
IGBT, con lo que el rendimiento y eficiencia de estos equipos ha aumentado
considerablemente.
Un horno para una tonelada precalentado puede fundir una carga fría en menos
de una hora. En la práctica se considera que se necesitan 600 kW para fundir una
tonelada de hierro en una hora, y en su funcionamiento normalmente emite un
zumbido, silbido o chirrido (debido a la magnetostricción), cuya frecuencia
puede ser utilizada por los operarios con experiencia para saber si el horno
funciona correctamente o a qué potencia lo está haciendo.
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turbulencias en el metal, reduciendo la potencia que puede aplicarse al metal
fundido.
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CONGRESOS DE FUNDICIÓN 2016 - 2017
Dirección Ejecutiva ASOMECSA
ASOMECSA, como medio de comunicación y divulgación de las actividades del sector
metalmecánico, quiere dar a conocer los más importantes eventos de la Fundición a nivel mundial,
donde esperamos la participación de empresarios y fundidores de la región, pára alimentar de
conocimientos la industria metalmecánica de Santander.
A continuación los más importantes eventos para el 2016 y 2017.
Congreso de tratamiento térmico
ESPAÑA Jornada Tratamientos
Térmicos
28 de de septiembre 2016 - Bilbao
Soporte Euro 390
Congreso de Fundición
ESPAÑAFUNDICION Jornada
29 de de septiembre 2016 - Bilbao
Soporte Euro 390
Tratamiento térmico Congreso
PORTUGAL
Oct. 21 de 2016 - COIMBRA
soporte 390 euros
Tratamiento térmico Congreso
MéxicoJornada Tratamientos
Térmicos
14 Junio 2017 - Querétaro
soporte 399 euros
Fundición Congreso
MEXICOFUNDICION Jornada
15 Junio 2017 - Querétaro
soporte 399 euros
Tratamiento térmico Congreso
INDIA
Nov 2017 - PUNE
soporte 390 euros
Nov 2017 - PUNE
soporte 390 euros
Tratamiento térmico Congreso
BRASIL
Congresso tratamento térmico Brasil
Oct 2017 - Sao Paulo
soporte 445 euros
Tratamiento térmico Congreso
POLONIA
Oct 8th 2014 - Cracovia
soporte 390 euros
Tratamiento térmico Congreso
Chicago
13ª de mayo de el año 2015 - Chicago
soporte US $ 599
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Fundición y Die Casting INDIA