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DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DE FUNDICION DE UNA ARENA DEMOLDEO

DIANA CAROLINA ARDILA

VANESSA GARCIA FONSECA

KAREN LIZETH PINZON

SHIRLEY VANESSA NAVAS

ERIKA TATIANA VARGAS

JOHAN ANDRES VARGAS

PROFESOR: Ing. HUBER ALEXANDER ANAYA PALENCIA

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS

LABORATORIO DE PROCESOS DE MOLDEO

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INTRODUCCIN

En la preparacin de moldes en la industria de la fundicin se requieren materiales que

desarrollen propiedades de cohesin, plasticidad y resistencia para reproducir el modelo

de la pieza; deben ser refractarios, permeables para la evacuacin de gases que seproducen al vaciar el molde y ser disgregables para que faciliten el desprendimiento de la

arena de la superficie de la pieza, estos materiales son las arenas sintticas.

Estas propiedades dependen de manera directa del porcentaje de humedad, por esto se

realiz la practica en la que se va analizar la influencia del agua en la arena y como esta

cambia las propiedades de la arena al hacer variar los porcentajes de agua

Las arenas silceas naturales, se clasifican de acuerdo con su contenido de arcilla! arenas

arcillosas naturales grasas, cuyo contenido de arcilla es superior al "#$; arenas arcillosas

naturales magras, cuyo contenido de arcilla es del %$ al #$; arenas silceas cuyo

contenido de arcilla es inferior al %$.

OBJETIVOS

&razar las curvas caractersticas de fundicin de una arena de moldeo, en funcin

del porcentaje de agua y con base en los resultados obtenidos en el laboratorio,

para determinar el porcentaje de agua ptimo.

'eterminar la compresibilidad, el valor de la permeabilidad ()* en verde y el valor

de la compresin en la arena de contacto

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MARCO TERICO

PREPARACION DE PROBETAS NORMA PARA ARENAS DE

PUNDICION

La probeta norma se utiliza para ensayos de permeabilidad en verde o en seco, dureza,

resistencia al corte y compresin en verde o en seco. La importancia de seguir el

procedimiento recomendado para obtener probetas de acuerdo como lo establecen las

normas es determinante para obtener resultados reproducibles en los ensayos que se

hagan.

Las dimensiones y formas de las probetas para este tipo de ensayo, son cilndricas con

di+metro de %,# mm, y longitud de %.# mm, el peso de la arena usada es de unos "% g

en funcin del mismo contenido de aglutinantes

LA PERMEABILIDAD

*e denomina permeabilidad de las arenas de moldeo a la facilidad que ofrecen de dejarse

atravesar por aire y los gases que se desprenden al realizar la colada y que proceden!

a. El aire procede el empuje del metal que lo desplaza al llenar el hueco del moldeb. Los gases proceden de la propia masa de metal y de la arenas. Estos gases est+n

formados principalmente por vapor de agua

LA COMPRESIBILIDAD

La compresibilidad es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos los

cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una presin o compresin determinadamanteniendo constantes otros par+metros.

ARENA PARA MOLDEO EN VERDE

-on la cual se confeccionan moldes en los que se efectua la colada sin someterlos a

ningun secado. Este tipo de arena implica un sistema de molde mas economico y permite

producciones en serie y un empleo menor de cajas de moldeo. ( pesar de esto, no todas

la piezas se pueden producir con el moldeo en verde, particularmente las piezas grandes

son dificiles de hacer con este sistema

ARENA PARA MOLDEO EN SECO

-on esta arena se hacen moldes que antes de la colada se someten a un secado,cuya

finalidad es aumentar la cohesion de la arena, con el fin de que soporte mejor la accion

mecanica del metal fundido, aumentar la permeabilidad y absorber parte de los gases

que se producen en el curso de la colada

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MEZCLADOR DE ARENAS SIMPSON

La funcin de este molino es activar la bentonita disponible dentro de la arena. 'ebido a

que una mezcla de agua y arcilla es en etremo tenaz, el molino utiliza ruedas que

incorporan fuerzas tanto de compresin como de corte para activar las partculas de

bentonita sobre los granos de arena.

Figura 1: mezclador de arena Simpson

RESISTENCIA A LA COMPRESIN:

*eg/n la (.).* la probeta se etrae del tubo y se lleva a la maquina universal de ensayos

de resistencia, )igura ". En ella se aumenta la carga gradualmente por medio de un

volante de mano hasta que la muestra desmorona.

La presin 0fuerza dividida por el +rea del disco1 crece sobre las dos caras de la probeta

hasta que se da una fisura y el cilindro se resquebraja.

Figura 2. Maquina universal de ensayos de resistencia

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DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD:

La permeabilidad se epresa como el volumen de aire 0cm21 que pasa en la unidad de

tiempo a travs de la unidad de seccin de la arena, y sometido a la unidad de presin.

*e determina midiendo la velocidad del aire a travs de una muestra normalizada de

arena, y operando con la presin unidad. *e utiliza un medidor de permeabilidad como la)igura 3.

Figura 3. Permemetro elctrico

DETERMINACIN DE LA COMPACTABILIDAD:

*e mide apisonando el etremo de una probeta sobre la que se deja caer tres veces un

pisn.

RESULTADOS

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Pesar 5 Kg de arenaAgregar 6% del peso dela arena en Bentonita

[300g]

Se lleva al mezcladorde arenas de moldeo

durante 3 minutos.

Aadir poco a poco0!5% de agua["5ml]!directamente so#re el

mezclador.

$a cantidad de aguaue se va aadiendo

varia en cada mezcladode la arena.

&s decir! para cadaensa'o realizado! se va

aumentando odisminu'endo la

cantidad de agua!dependiendo de la

(orma ue va'atomando la curva.

)ontornear las paredesdel mezclador paraprevenir la (ormaci*n

de n*dulos.

A continuaci*n se retirala arena del mezclador.

Se tamiza la arena conla a'uda de una

esp+tula.

&ste ensa'ose repite porlo menos ,veces m+s! demodo uellegue a unpunto en elcualdisminu'aeste valor.

Se realiza elensa'o ' setoma lamedida del %decompactaci*n.

Se u#ica lapro#eta en elapisonador depro#etas A-Suniversal

Se de#etamizar laarena! parael posteriorllenado de lapro#eta.

PROCEDIMIENTO

squema 1. Procedimiento para la preparaci!n de la arena

. DETERMINACIN DE LA COMPACTACIN

squema 2. Procedimiento para el ensayo de compactaci!n

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!. DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD Y LA COMPRESIN EN VERDE

squema 3. Procedimiento para el ensayo de permea"ilidad y compresi!n

MATERIALES Y EQUIPOS

4ezclador de arenas de moldeo.

'eterminador de humedad de las arenas.

5erme+metro.

4aquina universal para determina la resistencia de las arenas.

(pisonador de probetas ()*

&amiz 67 "

8ureta graduada

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AN"LISIS Y RESULTADOS

# AGUA COMPRESIN

PERMEABILIDAD

COMPACTACIN$#%

0,5 //10,2 3!,3!1 22 ///1

0,5 6!56!,1!0 /,3/,5/,1 "6"1"6

0,6 1!06!26!2 /"/3/5 32323631

1 ,!/3!253!6 /0/"/" 50,,2

0,3 ,!",!",!6 "00"0""00 ,,,2

#a"la 1. $esultados o"tenidos en el la"oratorio

CUESTIONARIO Y CALCULOS

%H2O COMPACTABILID

AD

PERMEABILID

AD AFS en

verde

COMPRESION

en verde

0!5 /2

0." /2.33 2.33 3.21

0.5 "6.33 /,5 6.63

0.6 31.33 /3.33 6.21

/ , //.33 3.23

.2 9#.: 3.: 9.22

#a"la 2. Promedio de resultados o#tenidos en el la#oratorio.

). 4u porcentae de agua considera usted adecuado para su mezclade moldeo! Si el proceso utilizado es el moldeo manual7! )ual parael moldeo a m+%uina de #aa presi*n7

'ependiendo del tipo de moldeo que se va a realizar, sea manual o a m+quina de

baja presin se decide cual es la cantidad de agua que se debe usar para cada tipo

de proceso, ya que esto se relaciona con el tipo de apisonado que se maneja para

cada caso. -omo se sabe el apisonado en el moldeo manual no es tan homogneo y

preciso, es por esta razn que se debe usar una humedad mayor que en el moldeo a

m+quina de baja presin, todo esto con el fin de solventar de una manera u otra la no

precisin del apisonado y de esta manera obtener un molde de calidad y que tenga

una gran compactacin.

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(dem+s en el apisonado a m+quina de baja presin el porcentaje de agua debe ser

menor con respecto al del moldeo manual, debido a que en este caso es m+s precisa

la m+quina al realizar la presin sobre el molde y as compactarlo de una mejor

forma.

En base a lo dicho anteriormente, podemos decir que el porcentaje de agua en elmoldeo manual debe ser mayor que el usado en el moldeo a m+quina de baja

presin, adem+s esto es importante como la permeabilidad que va ligada al

porcentaje de humedad, y tal como se puede ver en la ta"la 2.La permeabilidad varia

siendo creciente en el rango de .3