Caracterización de Arenas de Moldeo para Fundición de Metales Ferrosos y No Ferrosos

Práctica de Laboratorio
Caracterización de Arenas de Moldeo para Fundición de Metales
Ferrosos y No Ferrosos


Resumen
El presente laboratorio busca caracterizar la arena de moldeo para fundición de metales
ferrosos y no ferrosos, mediante el cálculo del porcentaje de humedad, porcentaje de arcilla y el
tamaño de grano (granulometría). Se obtuvo que el porcentaje de humedad para lamuestra de
3.23%. Por otro lado, el porcentaje de arcilla en la muestra era de 9.54%. Y el índice de finura
fue de 56%. los resultados sugieren que este tipo de arena permita la creación de moldes para
fundir piezas gruesas con acabado basto no muy grandes.

Marco teórico
Objetivo General
Determinar las características de las arenas
básicas para la elaboración de moldes
empleados en lafundición de metales
ferrosos y no ferrosos.
Objetivos Específicos
-

Determinar el porcentaje de humedad
en la arena de moldeo para fundición
de metales ferrosos y no ferrosos.

-

Determinar el tamaño de grano de
arena de moldeo.

-

Determinar el contenido de elementos
con tamaño menor a 0.02 mm.

El proceso de fundición se usa en la
creación de piezas metálicas, elevando latemperatura por encima del punto de fusión
de los metales y su posterior vertimiento en
el molde de fundición. Estos a su vez están
constituidos
de
arenas
especiales,
resistentes al calor, que mantienen la forma
negativa de la pieza, mientras esta se
solidifica.
Los moldes se constituyen de sílice (arena),
arcilla e impurezas, en donde la primera le
da cohesión al molde y la arcilla es elaglutinante y brinda plasticidad. Se entiende
que aglutinante es la capacidad de
mantener unido al los otros materiales de la
mezcla, y se pueden encontrar como
aglutinantes inorgánicos de tipo arcilloso,
de tipo cementoso y orgánicos.

Adicionalmente, la arena debe ser de un
material tal que permita el tránsito de gases
al exterior, que son básicamente vapor de
agua [1]. Entonces para lacreación de
moldes de arena para fundición, se debe
tener en cuenta la cohesión, la
permeabilidad, y refractariedad, necesaria
para soportar altas temperaturas.
Los aglutinantes inorgánicos de tipo
arcilloso como la betonita, determinan su
capacidad de cohesión por la forma de sus
granos y la plasticidad por el contenido de
agua. Por otro lado, lo inogánicos
cementosos como el cementoPortland
usan silicato de sodio, el cual afecta en
gran medida la permeabilidad. Por último,
los aglutinantes orgánicos como cereales,
lignina y los aceites aportan cohesión y
arden a baja temperatura [1].

Cuando se está creando un molde para
fundición se debe tener en cuenta el
porcentaje de contracción que presenta el
metal cuando se enfría y así mismo elegir
las dimensiones delmolde.
En cuanto a las características del grano de
arena, su tamaño se puede determinar
haciendo pasar una muestra debidamente
pesada por tamices como los mostrados en
la figura 1. Luego
puede ser clasificado según el índice de
finura (AFS) que se muestra en la tabla 1 y
haciendo uso de la ecuación 2.
AFS =

Σ ( %RETENIDO ∗FACTOR )
Σ%RETENIDO

(2)

Tabla 1. Índice de finura para arenasde
fundición

Para la determinación del porcentaje de
arcilla, se usa un método de método de
agitación, decantación y transvase por
sifón, en donde se comparan el peso inicial
y final para determinar el porcentaje de
arcilla, como se ve en la ecuación a
continuación.

% de arcilla =

w0 −wf
wo

x100

(1)

Las arenas de se clasifican en arenas para
moldeo en verde (o arenaverde) y arenas
para moldeo en seco (o arena seca) según
la necesidad de secado del molde. Así, con
la arena verde se efectúa la colada sin un
secado anterior y en con arena seca se
hace un secado que mejora la cohesión y
permeabilidad del molde. La arena verde no
se puede usar para fundiciones de piezas
muy grandes, y si en cambio, la arena seca
[1].

De acuerdo a la tabla anterior,...