Arenas de MoldeoClasificación. Composición. Propiedades. Preparación

Arena de moldeo

Es una mezcla de partículas disgregadas de sílice con ciertas substancias aglutinantes que le confieren propiedades físicas y químicas, que a su vez permiten formar un material adecuado para el moldeo.

Su función principal es contener el metal líquido en la cavidad de un molde, resistiendo la colada y la solidificación del mismo; de sus propiedades y características depende la obtención de piezas sanas en el proceso de fundición.

Clasificación de las Arenas

Según su origen

Arenas Naturales

Arenas Sintéticas

Según su utilización

Arena de moldes

Arena de machos

Según su aplicación

Arenas de contacto

Arenas de relleno

Clasificación de las Arenas

Según la forma del grano

Arenas de granos esferoidales

Arenas de granos angulares

Arenas de granos subangulares (compuesto)

Según el tamaño de grano

Arenas muy gruesas

Arenas gruesas

Arenas medias

Arenas finas

Arenas muy finas

Según el porcentaje de humedad

Arena verde Es arena que no se ha endurecido

por horneado.

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.

Se puede volver a emplear solo añadiendo una cantidad determinada de aglutinante cuando se considere necesario.

Se confeccionan moldes en los que se efectúa la colada sin someterlos a ningún secado.

Arena seca Son arenas lavadas y tamizadas

para dar un tamaño y granulometría adecuada.

Son hechas enteramente de arena común de moldeo mezclada con un material aditivo similar al que se emplea en la arena verde.

Los moldes de arena seca mantienen esta forma cuando son vaciados y están libres de turbulencias de gas debidas a la humedad.

En seco se confeccionan moldes que antes de la colada se someten a un secado para aumentar la cohesión de la misma arena.

Composición Química de las Arenas de Moldeo

Arena de

moldeo

Arena Base

Aglutinantes

NegrosImpurezas

Agua

Arenas Base

Arena Silícea

Principalmente se constituye de SiO4 (cuarzo).

Su estructura el tetragonal.

Posee alta refractariedad y resistencia a la abrasión.

Arena de Zirconio

Su formula química es ZrO2.SiO2

Su estructura es tetragonal.

Posee alta conductividad térmica y compatibilidad con la mayoría de los aglomerantes que se usan en fundición.

Arenas Base

Arena de Olivino

La fórmula es Mg2SiO4

Presenta baja dilatación térmica y buena refractariedad.

Chamota

Es una arcilla refractaria calcinada y triturada.

Presenta bajo coeficiente de dilatación.

Tiene muy bajo costo

Aglutinantes

Inorgánico arcilloso

Cuando se mezclan con una cantidad de agua se hacen plásticas y adhesivas.

Se pueden secar y nuevamente adquieren plasticidad mediante la adición de agua.

Cuando el calentamiento es a elevada temperatura las arcillas se calcinan y pierden la plasticidad.

Inorgánico cementoso

Altera sensiblemente la permeabilidad y el punto de sintetización o vitrificación de la mezcla.

Orgánico Los cereales evitan que

la arena pierda rápidamente la humedad ya que reducen la evaporación del agua. También evitan un secado rápido y formación de costras en machos.

Las recinas retardan la pérdida de resistencia del molde seco.

Los aceites se emplean en la preparación de machos, como el aceite de linaza.

NegrosNegro mineral o de

mezcla

Este contiene como mínimo un 35% de materia volátil y de 50 a 55% de carbón fijo y 10% de cenizas como máximo.

La granulometría es igual o poco más fina que la de la arena.

Negro de estufa o de recubrimiento

Este contiene aproximadamente un 75% de negro vegetal, 15% de grafito (70% C), 10% de arcilla y agua suficiente para formar un barniz bastante fluido.

Grafito

Se usa para aislar superficies.

Este debe contener cerca de un 70% de carbono, un 25% de cenizas y un 5% de materiales volátiles.

Impurezas

Óxido de Hierro, da el color amarillo rojizo: facilita la adherencia y resta refractariedad.

Materias Alcalinas, al tener contacto con la sílice ácida hacen papel de fundentes. Dan baja refractariedad

Materias orgánicas, son restos de vegetales y de animales que hacen las veces de fundentes extremadamente activos. Dan baja refractariedad

Propiedades de las Arenas de Moldeo

Plasticidad

Refractariedad

Permeabilidad

Cohesión o Resistencia

Plasticidad

Es la aptitud para reproducir los detalles de los modelos y depende de la deformabilidad y la fluencia.

La deformabilidad es la aptitud para variar de forma.

La fluencia es la aptitud o facilidad de transmitir a través de su masa, las presiones aplicadas en su superficie.

Refractariedad

Es la facilidad de dejarse atravesar por el aire y los gases que se desprenden al realizar la colada.

Cuanto mas finos sean los grano menor será la permeabilidad.

Los granos angulosos dan mejor permeabilidad que los redondeados.

Mientras mayor sea el contenido de arcilla menor será la permeabilidad.

A mayor apisonado menor es la permeabilidad.

A mayor humedad menor permeabilidad.

Es la cualidad que presenta la arena de resistir más o menos bien las temperaturas elevadas de los metales colados.

Esta se determina por la temperatura a la cual puede someterse sin presentar signos de fusión.

Los granos angulosos y finos dan mejor refractariedad que los esféricos y gruesos.

Esta propiedad disminuye con la presencia de impurezas en la arcilla.

Permeabilidad

Cohesión o ResistenciaEs consecuencia directa de la acción del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este último y del porcentaje de humedad.

Esta depende del porcentaje de arcilla que contenga la arena, que conjuntamente con el agua, es la que sirve de ligamento entre los granos y da resistencia mecánica al conjunto.

Ensayos: Preparación de probetas

Preparación de la Arena de Moldeo

Preparación de la Arena de Moldeo

Secado

• Consiste en eliminar el excedente de agua que contiene la arena una vez extraída desde la cantera.

Desterrona

do

• Pasar la arena por un triturador para eliminar las motas duras provenientes del proceso de secado o moldeo, sin llegar a pulverizar la sílice. Se debe respetar la granulometría de la arena.

Tamizado

• Se realiza para eliminar desechos metálicos indeseables ayudando a mantener limpia la arena.

Preparación de la Arena de Moldeo

Separación Magnética

• Elimina mediante un molino con tambor magnético, partículas metálicas que el tamiz halla dejado pasar.

Humidificación y

Mezclado

• A la arena de moldeo vieja se le adicionará arena nueva en cantidades suficientes. Va desde un simple paleado hasta la instalación de tolvas dosificadoras.

Desintegración o Divisi

ón

• Separa los granos de arenas rebozados en arcilla provenientes del mezclado a fin de introducir el máximo de aire posible entre ellos.

Gracias por su AtenciónOriana Amache

Ramón Terán