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Moldeo en arena y propiedades de las arenas para moldeo - Coggle Diagram
Moldeo en arena y propiedades de las arenas para moldeo
1. Propiedades físicas de la arena
Propiedades
Forma del grano
Composición química y expansión
Tamaño de grano (AFS/GFN)
Distribución granulométrica
pH
Humedad
Contaminación y LOI
Contenido de arcilla AFS
Otros contaminantes
Arena de sílice
Es la más utilizada en fundición en arena.
Es abundante y barata.
Tiene alta resistencia a la temperatura y elevado punto de fusión.
Su inconveniente es la alta expansión.
Valores de referencia de la arena de sílice
pH: 7.0
Demanda ácida: 0.5 ml de HCl como máximo
Arcilla: 0.25 % como máximo
LOI: 0.30 % como máximo
Punto de fusión: 1700 °C como mínimo
Humedad: 0.10 % como máximo
2. Tipos de arenas para modelo
Naturales
Se utilizan tal como salen de la mina.
Contienen arcillas, impurezas y humedad.
Debido a la arcilla natural, normalmente solo se agrega agua para obtener propiedades aceptables.
Sintéticas
Son lavadas, cribadas y clasificadas por tamaños y formas.
Para preparar la mezcla se agregan:
Bentonita
Agua
3. Forma del grano
Tipos
Angular
Sub-angular
Sub-redonda
Redonda
Efectos de la forma
Granos redondos: aumentan la resistencia y la permeabilidad por la intercomunicación.
Granos irregulares: presentan menor efecto favorable que los redondos.
4. Tamaño del grano — AFS / GFN
AFS / GFN
El número AFS indica la fineza o tamaño promedio del grano.
La granulometría y distribución se determinan mediante análisis de mallas.
Clasificación del tamaño
Muy fina: AFS 110–140 | 110–140 µm
Fina: AFS 70–110 | 140–230 µm
Media: AFS 55–70 | 230–300 µm
Gruesa: AFS 45–55 | 300–370 µm
Muy gruesa: AFS 25–45 | 370–700 µm
Efecto del tamaño
Grano fino: mejora el acabado superficial.
Grano grueso: aumenta la permeabilidad y facilita la salida del aire y gases durante la colada.
5. Distribución granulométrica — Número de mallas
mallas
La arena pasa por una serie de mallas normalizadas por la AFS.
Se considera una distribución óptima cuando tres o cuatro mallas sucesivas retienen el 90 %.
Para considerar una malla, debe quedar retenido 10 % o más en ella.
Importancia del número de mallas
1 o 2 mallas: no se recomienda para fundición.
Alta expansión.
Baja densidad.
Alta permeabilidad.
Puede producir defectos como costras y penetración.
5 o más mallas: baja permeabilidad y moldeabilidad.
3 o 4 mallas: es la distribución más estable para moldeo.
6. Fracción gruesa y fracción fina
Fracción gruesa
Contiene los granos más gruesos.
El total retenido debe ser aproximadamente 5 %.
Proporciona estabilidad a la arena.
Alrededor de estos granos se aglomeran los granos más finos.
Fracción fina
Es la porción de granos finos.
Debe ser aproximadamente 5 %.
Un porcentaje mayor de finos reduce notablemente la permeabilidad.
7. Arcilla AFS
AFS
Es materia impalpable menor de 20 micras (0.020 mm).
Puede contener partículas orgánicas e inorgánicas.
La arcilla acompaña a las arenas de los yacimientos.
Aunque la arena se lava varias veces, no se elimina completamente.
Se recomienda un contenido máximo de 0.25 %.
Efectos de un exceso de arcilla
Baja la permeabilidad.
Baja la refractariedad.
Baja la resistencia.
En arenas con resinas, aumenta el consumo de estas.