Arenas

CONAMET/SAM-SIMPOSIO MATERIA 2002

ROL DEL AGLOMERANTE DE SILICE EN FUNDICION DE PRECISION
Varela P. G. (1) , Cotella N. G. (1) , Gonzalez Oliver C. J. R. (2) , Kohl R. G. (1) Universidad Nacional de Río Cuarto - Facultad de Ingeniería Ruta Nacional 36 Km. 601 - 5800 Río Cuarto (Cba.) - Argentina e-mail: pvarela@ing.unrc.edu.ar, ncotella@ing.unrc.edu.ar, rkohl@ing.unrc.edu.ar Centro AtómicoBariloche C.C. 1297 - 8400 S.C. de Bariloche (R.N.) - Argentina e-mail: gon@cab.cnea.gov.ar
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RESUMEN El proceso de fundición de precisión permite la producción de componentes industriales de alta calidad, tanto en altos como en bajos volúmenes de producción, y es una alternativa a los procedimientos de forja o mecanizado por arranque de viruta. En contrapartida, tales moldes presentaníndices de falla relativamente elevados. El presente trabajo analiza algunos de los mecanismos de falla de moldes de fundición de precisión aglomerados con silicato de sodio, originados en la estructura interna de los mismos, la cual depende fuertemente de su procedimiento de fabricación. Fueron analizadas muestras de moldes cáscara de fundición de precisión, empleando diversos equip amientostradicionales de caracterización, entre ellos, se utilizó un microscopio electrónico de barrido, cuyos resultados mostraron una estructura porosa bastant e heterogénea y no uniforme de cerámicos pobremente empaquetados, observá ndose una liga aglutinante de sílice. Por consiguiente, las propiedades mecánicas del molde dependen fuertemente de aquellas del aglutinante de sílice. En este trabajo se muestracomo las impurezas del ligante, que aparecen durante las etapas de construcción del molde, alteran fuertemente la composición de fase, así como las propiedades mecánicas y térmicas de los ligantes basados en sílice, y de los moldes en conjunto. Palabras clave s: Fundición de precisión, Cáscara, Investment casting, Aglomerante, Binder

1. INTRODUCCION La técnica de fundición a la cera perdidaprovee gran cantidad de piezas a la industria, que requiere de éstas una perfecta terminación superficial y estrechas tolerancias dimensionales (Mullers y Tagle [1]). Este proceso consiste en recubrir un modelo de cera con materiales cerámicos, luego extraer el modelo por fusión del mismo y llenar el espacio dejado por este con metal fundido, posteriormente a su solidificación se elimina el molde y seobtienen las piezas terminadas. El proceso comienza con la manufactura de un modelo realizado con un material sacrificable tal como cera o poliestireno. Este modelo es entonces recubierto con varias capas de barro refractario , consistente de un mezcla de material refractario y una fase líquida compuesta de aglomerantes, tensioactivos y antiespumantes (Metals Handbook [2]). El aglomerante se unedurante el secado para formar una red de gel, que mantiene unido al material cerámico para formar el molde. Posteriormente, el material de modelo es removido y se calcina la cerámica, para formar una estructura rígida que

es el molde donde se vierte el metal fundido. Luego de la colada, el molde es removido, obteniéndose la pieza metálica terminada que es una réplica del modelo original. Lautilización de métodos de fundición que utilizan modelos perdidos data de 4000 años A.C., pero sin embargo, la utilización industrial del mismo data del año 1932. Han sido examinadas diversas combinaciones de refractario y aglomerante para producir el molde cerámico, pero casi todas las fundiciones de precisión actuales utilizan un sistema de aglomerante basado en sílice, siendo los más tradicionalesla sílice coloidal y el silicato de etilo (B.I.C.T.A. [3]). El procedimiento de elaboración de moldes cerámicos para microfusión aglomerados con silicato de sodio es una tecnología recientemente desarrollada (Kohl et al [4]). La misma consiste básicamente en la utilización de un barro basado en sílice que contiene óxido de sodio, provistos ambos por el silicato de sodio, realizándose la...