Clasificación de Las Arenas de Moldeo

 

Clasificación de las arenas de moldeo Arena silica:

El más común de los minerales utilizados en la fundición paraproducir moldes y corazones es la silica (sio2) su forma más comúnes el mineral de cuarzo, algunas de las razones de la popularidadde su uso son las siguientes: -La más abundante en la naturaleza -De fácil extracción y universal localización -Bajo costo de producción -Dureza y resistencia a la abrasión satisfactoria -Disponible en una amplia variedad de tamaño de grano y forma -Resistencia al metal y al ataque acido de la escoria adecuado -Conocida como un excelente refractario y excelente resistencia al calor.

La silica exhibe un drástico cambio en el volumen cuando seincrementa la temperatura, los fundidores han aprendido acompensar este problema a travéz del uso de aditivos específicos. Arena de olivina:

Existe en u.s.a. en washington y carolina del norte, su materialmadre es el mineral forsterita (mg2sio4) y fayalita (fe2sio4), parauso de fundición se selecciona e mineral con mayor porcentaje deforsterita, después es pasada a través de un lavado para pulir lasaristas. Menor expansión térmica que la silica Mayor conductividad térmica que la silica Arena de zirconio:

 Aunque su localización localización es a nivel mundial, esta se encuentra encuentra enpequeñas enpequeñas proporciones; los depósitos comerciales estánlocalizados en florida y Australia:  Altamente refractaria refractaria  Alta conductivid conductividad ad térmica  Alta densidad densidad Baja expansión térmica Resistencia a ser humectada por el metal

 

Arena cromita:

Tecnologías de arena de moldeo 2009 Los depósitos comerciales están localizados principalmente enSudáfrica y requiere de largos procesos para poder ser utilizada enfundición:  Alta densidad densidad  Alta refractarieda refractariedad d Difícil de humectar por el metal Muy estable y difícil de romper o descomponerse. Baja expansión térmica  Alta absorción absorción y transferencia transferencia de calor. calor. Composición química de la arene de cromita:Contenido en Cr2O3 44  –  48 %Contenido en FeO 23  – 30 %Contenido en SiO2 1,0 % máx.Contenido en MgO 10  –  11 %Contenido en Al2O3 15  –  16 %Densidad aparente 2,4  –  2,8 grs. / cm3Humedad 0,2 % máx.Granulometría, valor AFS 45  –  60En la tabla 1 se muestra las propiedades de cada tipo de arena, yen la tabla 2 se muestran la expansión térmica de dichas arenas. OTROS TIPOS DE ARENA:

 Arena de silicato de aluminio, subproducto subproducto del minado de titanioArena titanioArena de carbón, resultante de a calcinación de carbón de petróleo. Otro tipo de arenas para moldeo según esta clasificaciónes:

-Arena Verde: es una arena húmeda, es decir, que se hasecado. -Arena seca: es aquella a la que se le ha eliminado toda lahumedad antes de efectuar la colada, mediante el secado deenfurtas. La arena seca es una mezcla de arena de síliceseca, fijada con otros materiales que no sea la arcilla usandoadhesivos de curado rápido. Antes de la colada, el molde seseca a elevada temperatura (entre 200 y 300ºC). De estemodo se incrementa la rigidez del molde, lo que permitefundir piezas de mayor tamaño, geometrías más complejas ycon mayor precisión dimensional y mejor acabado superficial. -Arenas de revestimiento o de contacto: es la que se apisonacontra la cara del moldeo y una vez extraído este, formará lacapa interna del molde. -Arena de relleno: procede de los moldes ya colados y vuelvenuevamente a utilizarse después de preparada para rellenarel molde durante el moldeado

 

  Otros tipos de arena son: -Arena negra -Arena sintética -Arena naturales -Arena para machos -Arena al aceite. Vaciados en moldes de arena en verde

El moldeo en arena verde consiste en la elaboración de moldes partiendo de la mezcla de arena de sílice y bentonita (un derivado de la arcilla) a un 30 - 35 % con una cantidad moderada de agua. Molde en arena verde: Muestra de un molde en arena verde listo para verter la fundición. Esta primera elaboración de la mezcla se denomina arena de contacto, tras su primera utilización esta mezcla es reutilizable como arena de relleno, la cual al añadirle agua vuelve a recuperar las condiciones para el moldeo de piezas. De esta manera, se puede crear un circuito cerrado de arenería. Existe otro tipo de preparado de la arena, es un tipo de preparado ya comercial, consiste en una mezcla de arena de sílice con aceites vegetales y otros aditivos. Este tipo de preparado no es reutilizable, ya que tras su utilización dichos aceites se queman perdiendo así las propiedades para el moldeo. Por este motivo no es aconsejable su utilización en grandes cantidades y de forma continua en circuitos de arenería cerrados ya que su utilización provocaría el progresivo deterioro de mezcla del preparado del circuito y por lo tanto su capacidad para el moldeo. Este preparado facilita la realización del moldeo manual, ya que alarga el proceso de manipulación para realizar el modelaje. Existen dos tipos de moldeo en verde: el moldeo manual y el moldeo en máquina. Moldeo manual: Consiste en el moldeo realizado de forma manual, y por lo tanto de una manera artesanal. Este tipo de modelaje se está perdiendo en la actualidad debido a la especialización, a la desaparición progresiva de los operarios de fundición y a la utilización de las máquinas de moldeo. Moldeo en máquina: Consiste en el moldeo realizado por medio de una máquina de moldeo. Existen en la actualidad distintos tipos de máquinas para este fin: las máquinas multifunción, máquinas multipistones y máquinas automáticas. La utilización de este tipos de máquinas ha facilitado la automatización de este proceso, aumentando notablemente las cantidades productivas.

 

Proceso de fundición de moldeado en verde.

El Término "arena verde" es conocido principalmente por el contenido de humedad dentro de la arena. La arena se somete a un “moldeado / mezclado”, proceso en el que varios tipos de arcilla y aditivos químicos que actúan como aglutinantes se mezclan con la arena, el resultado es un compuesto que es conveniente para el proceso de moldeo en arena. Esta mezcla de preparado de arena se comprime alrededor del patrón (patrón de la pieza deseada) a presiones y temperaturas específicas, para garantizar que mantenga su forma durante el resto del proceso de fundición. La arena mezclada se compacta alrededor del patrón, tomando la forma del molde deseado.  A veces el diseño de la fundición implica conductos internos en la pieza. Esto se hace mediante el uso de machos de arena que están constituidos por una mezcla de arenas similares. Los núcleos están ubicados estratégicamente para formar los conductos necesarios en la fundición. Las dos mitades del molde posteriormente se cierran y el metal se vierte en la cavidad y se deja solidificar. Después de que la solidificación haya tenido lugar, la arena se hace vibrar hasta que se libera de la fundición. El proceso de acabado puede ser completado por rectificado, mecanizado, la galvanoplastia y la pintura. Vaciado de arenas de resinas:

La técnica de moldeo con resina autofraguante, también conocida como de curado en frío, es muy utilizada en fundición para la elaboración de moldes. Esta técnica requiere recubrir el modelo de la pieza con una mezcla que contiene uno o más tipos de arena, resina y endurecedor o catalizador. Dependiendo del tamaño de la pieza, se utilizan cajas o fosos en los que se introduce el modelo sobre el que se se vierte la mezcla hasta su completo recubrimiento. La situación de trabajo incluye las siguientes operaciones: Preparación de la mezcla (automatizada, en circuito cerrado): la preparación de la arena (sílice, cromita, olivino o zirconia) o mezcla de arenas, se realiza en mezcladoras compuestas por tolvas dosificadoras que descargan la cantidad de arena o arenas necesaria para obtener la formulación adecuada para el moldeo a realizar. Una vez preparada la arena o mezcla de arenas, en la zona del distribuidor, y mediante el husillo de transporte, se incorpora la resina (aglomerante) y el catalizador o el endurecedor, dando como resultado la mezcla húmeda óptima para el moldeo. Moldeo: se puede realizar en una o dos etapas. En el caso de moldeo en una única etapa, la mezcla húmeda cae por gravedad creando a modo de “cama” del modelo unas capas en el fondo de la caja o foso. Se coloca el modelo y se sigue depositando la mezcla formando las capas necesarias hasta que el modelo quede

 

completamente rodeado y cubierto. A medida que se van añadiendo estas capas se deben ir compactando con el objetivo de que la resistencia después del fraguado sea la adecuada. Cuando el moldeo se realiza en dos etapas, el modelo se deposita directamente sobre el fondo de la caja o foso y se va cubriendo con la mezcla que cae por gravedad, siguiendo la misma técnica descrita anteriormente. Una vez cubierto totalmente el molde se le da la vuelta y se repite la operación sobre la parte que resta por cubrir. La compactación puede realizarse: 1/ Mecánicamente, bien sea por impacto de aire, por vibración o mediante el uso de martillos neumáticos especialmente adaptados a esta tarea denominados pisones o atacadores; 2/ Con los pies, pisando la mezcla. Opción que se emplea sobre todo en fosos debido a su gran tamaño; 3/ Manualmente, aplastando la mezcla directamente con las manos o utilizando alguna herramienta manual. La tarea de moldeo suele requerir la intervención de varios trabajadores: el trabajador que dirige el brazo distribuidor por el que cae la mezcla y uno o varios trabajadores que realizan la compactación de las capas. Durante la realización de esta tarea pueden liberarse al ambiente vapores de los componentes volátiles provenientes de la resina y/o catalizador o endurecedor con el consiguiente riesgo de exposición por inhalación o por contacto con los ojos y la piel del trabajador. También se puede producir derrames y salpicaduras que pueden afectar a los ojos y a la piel.

V aciado e en n mol moldes des metá metálic licos os perma permanentes: nentes: Moldeo de piezas con moldes permanentes

Los moldes permanentes están constituidos de materiales cementosos (cemento, yeso, etc.) y son utilizados para producciones en serie y para modificar la estructura de las piezas, cuando llevan corazón las piezas a moldear, las modificaciones no se harán al modelo patrón si no al molde permanente dependiendo de las necesidades que se requieran en ese momento.  A los moldes permanentes permanentes podemos clasificarlos clasificarlos como a continuación continuación se mencionan: Moldes permanentes a presión. Moldes permanentes por gravedad.

Moldes permanentes a presión

Estos moldes se realizan montando un molde metálico sobre un horno de inducción donde el horno sellado le inyecta gasdel bajorefractario presión, que se utiliza para forzarse al encuentra metal líquido en y el se horno a través

 

calentando el "tallo" en la cavidad. Algunas veces se usan bombas de vacío para remover el aire atrapado en el molde y para asegurar una estructura mas densa y un llenado rápido. El proceso es mas económico, el promedio de producción, es de cantidades de 5000 a 50000 pzas/año. Las piezas producidas por este método son de buena densidad, están libres de inclusiones, tienen buena presentación dimensional y las perdidas por sobra son comúnmente menores del 10%, y pueden ser tan bajas como el 2%. Molde permanente por gravedad Este método utiliza un molde permanente hecho de metal o grafito. Estos moldes se cubren con una sustancia refractaria y luego con negro de humo, la cual reduce los efectos de enfriamiento en el metal y facilita la remoción de la pieza de fundición. No se utiliza presión excepto la obtenida por la altura del metal en el molde. El proceso se usa satisfactoriamente para piezas de fundición ferrosa o no ferrosa aunque este último no presenta muchos problemas como las piezas de fundición ferrosas debido a las bajas temperaturas de vaciado. En este tipo de moldes se pueden utilizar corazones tanto de metal como de arena seca, si se emplean corazones tan pronto como el metal empieza a solidificar. El tipo más simple de molde permanente esta embisagrado de un lado del molde, teniendo en el otro lado del molde dispositivos para mantener juntas las dos mitades. Los moldes permanentes producen piezas libres de arena con un buen acabado y buenos detalles en la superficie, se adaptan en la superficie a la producción de piezas pequeñas y de tamaño medio, son capaces de mantener tolerancias que van desde 0.064 a 0.25 mm. El alto costo del equipo y el costo de mantenimiento de los moldes pueden considerarse como una desventaja de este proceso, por lo que se obtienen productos tales como pistones de aluminio, utensilios de cocina, partes de refrigeradores, planchas eléctricas y pequeños discos para engrane. Las piezas de fundición de hierro empiezan a incrementarse en su producción por este método. Las matrices se alinean con corazones de arena y se pueden obtener espesores de 6 mm. En este proceso se utilizan pequeñas cantidades de arena comparando con el proceso de fundición a la arena, el costo de limpieza es bajo y de mejor exactitud. En la elaboración de moldes permanentes es necesario tomar en cuenta factores tanto metalúrgicos como mecánicos, también dentro de los factores que pueden tomarse en cuenta se encuentran los rechupes, la forma en que se realiza el vaciado, el buen escape de gases, el uso del corazón, etc.