moldeo en arena

MOLDEO
La fundición ha existido desde tiempos prehistóricos. Una gran variedad de métodos y procesos de moldeo y fundición han sido desarrollados a través del tiempo [25]. Existe una gran variedad de materiales que se pueden utilizar para la fabricación de los moldes como lo son: cerámica, arena, metales y polímeros.
La figura 5.1, muestra rutas de proceso para la fundición. En donde losmoldes de arena por los procesos de ensamble de corazones en frío y los procesos de vacío cubren los requerimientos de precisión y rigidez. Esto no significa que el resto de las rutas de proceso de moldeo sean inadecuadas, ya que existen muchos factores que influyen en la selección de un tipo de molde o ruta de manufactura, como lo pueden ser los costos, la disponibilidad del mercado entre otras[26].
5.1 Moldeo de Arena
El moldeo de arena es uno de los procesos de mayor versatilidad, el cual posee un gran número de diseños en cuestión de tamaño, formas y calidad del producto (Figura 5.2) [25].
Diferentes tipos de arenas son utilizadas; sílica, zirconio, olivita o cromita, donde las mas utilizadas para fundiciones de aluminio son la sílica y zirconio [25].
El moldeo de arena paracorazones puede ser clasificado por procesos de
curado como:
Caja Fría
No horneado
Caja caliente
En el proceso de caja fría, el curado se realiza por medio del contacto de un catalizador vaporizado, mientras que en el proceso no horneado se utiliza un líquido catalizador que reacciona con un aglutinante. Ambos procesos realizan un curado del corazón a temperatura ambiente. Para el procesode caja en caliente, la mezcla arena-resina es expuesta a fuentes de calor para que ocurra 76
la reacción de polimerización. En ellos, la arena es revestida con dos reactivos que forman una resina, al ser curada ya sea por procesos de catalización o térmico, es convertida en un plástico sólido que cubre la arena y mantiene su forma durante el vaciado [25].
5.2 Control de la arena en el procesode caja fría.
El control de la arena es imprescindible en el moldeo de corazones ya que representa hasta un 99% de la mezcla. Las principales características a controlar en la arena en el proceso de caja fría son:
Forma de la partícula.
Granulometría (GFN).
Temperatura.
Humedad.
PH y la demanda de ácido.
5.2.1 Forma de la partícula.
Si bien la forma de la partícula fuedefinida de acuerdo a la ecuación 4.1 por el factor de redondez, existen normas como las de la AFS (American Foundry Society) que describen la forma de una partícula como redonda sub-angular y angular, figura 5.3 [27].
Fig.5.3 Clasificación AFS de la forma de la partícula.
(Izquierda) angular, (centro) Sub-angular, (derecha) redonda [27].
La forma de la partícula afecta las propiedades físicas delos moldes. Los moldes elaborados con aquellas que son redondas poseen una densidad mayor que los producidos con partículas angulares. Debido a que una mayor cantidad de granos pueden ser compactados en un determinado volumen. 77
Un grano redondo proporciona la mayor permeabilidad y requerirá la menor cantidad de resina para ser recubierto, caso contrario a las partículas subangular y angular.El uso de partículas redondas proporcionan una baja relación área superficial-volumen permitiendo usar bajos niveles de resina hasta en un 0.8% [25,28]. A diferencia de las partículas angulares que proporcionan un alta relación área superficial- volumen conduciendo a el uso de altos contenidos de resina [25].
5.2.2 Granulometría GFN (Grain Fineness Number).
La granulometría es unacaracterística que indica el tamaño y la distribución del grano de la arena [28]. Se determina mediante la prueba de análisis de malla y se denomina tamaño de grano AFS (American Foundrymen´s Society) GFN (Grain Fineness Number). La prueba consiste en tomar una muestra representativa de arena y colocarla sobre el juego de mallas. Posteriormente estas se colocan dentro del equipo giratorio (figura 5.4(a)) en...