arenas para fundicion
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MÓDULO: CONTROL DE CALIDAD EN COMPONENTES FUNDIDOS
POR:
MAURO ENRIQUE HERNANDEZ
ING. METALÚRGICO UPTC.
INSTRUCTOR SENA
CENTRO DE MATERIALES Y ENSAYOS
2
ARENAS DE MOLDEO
Molde: Representación en negativo de la pieza que se va a fabricar hecha de una mezcla de materiales apropiados.
Partes de un molde:
Parte superior o tapa.
Parte inferior o base.
Partes intermedias a veces
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CONDICIONES A LAS QUE ESTA SOMETIDO UN MOLDE
• Condiciones mecánicas
• Condiciones térmicas
• Condiciones químicas
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CARACTERISTICAS EXIGIDAS A UN MOLDE
MOLDE
Resistencia a la
erosión
Resistencia al
ataque químico
Facilitar el
desmoldeo
de las piezas
Resistencia
a los esfuerzos
Posibilitar la
obtención de
superficies lisas
Ser permeables
a los gases
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ARENAS
Mineral refractario cuyo tamaño de
grano varía entre 0.05 y 2 mm.
TIPOS DE ARENAS:
• Sílice
• Cromita
• Olivino
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CLASIFICACIÓN ARENAS
DE ACUERDO AL CONTENIDO DE ARCILLA:• Arena cuarzosa [ ] : Arcilla 0.2 - 1.0%• Arena cuarzosa: Arcilla entre 1.0 - 2.0%• Arena magra: Arcilla entre 2.0 - 10%• Arena semimagra: Arcilla entre 10 - 20%• Arena grasa: Arcilla entre 20 - 30%• Arena muy grasa: Arcilla mayor al 30%.
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CLASIFICACIÓN ARENAS
Según su origen: - Natural
- Sintética
Según contenido de humedad: -Verde
-Seca
De acuerdo a la forma del grano:– Arena de grano redondo– Arena de grano semi-redondo– Arena de grano angulado– Arena de grano compuesto.
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CLASIFICACIÓN ARENAS
De acuerdo al tamaño de grano:• Arena de grano grueso: 40• Arena de grano medio: 40-80• Arena de grano fino: 80-100
De acuerdo a la posición en el molde:• Arena de contacto• Arena de relleno.
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AGLOMERANTES Y AGLUTINANTES
AGLUTINANTES: Dan cohesión y plasticidad
a la mezcla en presencia de humedad
EXIGENCIAS QUE DEBEN CUMPLIR:• Distribuirse uniformemente por los granos• Asegurar suficiente resistencia• Dar a la mezcla PLASTICIDAD• No adherirse al modelo• Ser de bajo costo.
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CLASIFICACION AGLUTINANTES
• Tipo arcilloso: como la bentonita, los más utilizados
• Tipo cemento: como los silicatos• Tipo orgánico: como los cereales, dextrina
AGLOMERANTES: Realizan el mismo papel de ligar los granos de arena pero con ausencia de humedad, empleados en la elaboración de machos o almas.
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RECEPCION DE ARENAS
I. ANALISIS GRANULOMETRICO
mide el tamaño y distribución de los granos. -Pesar 100 g de muestra-Ensamblar serie tamices-Colocar serie en dispositivo agitador-Depositar la muestra, tapar y asegurar-Vibrar el conjunto 10 min.
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RECEPCION DE ARENAS
-Pesar contenido retenido en cada tamiz
-Convertir a % los pesos retenidos (A)
-Multiplicar % retenido por el factor (F)
-Sumar productos anteriores (ΣA*F)
-Dividir (ΣA*F) / ΣA
No. Finura AFS= Σ(A*F)
ΣA
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TABLA GRANULOMETRIA
P. RETENIDO %RETENIDO FACTOR PROD.No APER Mm GRAMOS A F A*F14 1.4 618 1.0 925 0.71 1535 0.5 2545 0.355 3560 0.25 4580 0,18 60120 0,125 81170 0,09 118230 0,063 164
FONDO FONDO 275
TAMIZ
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RECEPCION DE ARENA
Las distribuciones más adecuadas son:
• Menor del 95% del peso en 3 tamices consecutivos
• Mayor del 85% del peso en 4 tamices consecutivos
• contenido de finos 1% máx.• Un tamiz debe retener 45% máx.
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RECEPCION DE ARENAS
II. DETERMINACIÓN ARCILLA AFS
• Tomar 50 gr. Muestra (Pi)
• Depositar en vaso precipitador de 1000 ml
• Agregar 25 ml NaOH al 3%
• Adicionar 475 ml agua destilada
• Agitar la mezcla 5 min.
• Colocar mezcla en el lavador
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RECEPCION DE ARENAS
• Cuando el agua esté clara se sifonea
• Secarla entre 105-110°C
• Arena seca y a temperatura ambiente se pesa (Pf)
%Arcilla AFS = Pi-Pf *100 Pi
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RECEPCION DE ARENAS
Un mayor contenido de arcilla implica:
• Uso de más bentonita.
• Disminución de la permeabilidad.
• Aumento del %agua.
• Disminución de permeabilidad.
• Contenido máx. 0.5%
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RECEPCION DE ARENAS
III. DETERMINACION FORMA GRANO
• Tomar una muestra de arena
• Llevarla al estereoscopio
• Observar su forma:
angular sub-angular
compuesta redondeada
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ENSAYOS A MEZCLAS
• Contenido de humedad
• Determinación de la permeabilidad
• Resistencia a la compresión en verde
• Resistencia a la cizalladura
• Índice de Shatter
• Porcentaje de bentonita activa
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METAL TAMAÑO PIEZAHUMEDAD
% PERMEABILIDAD
A.F.S.
RESISTENCIA A COMPRENSION
EN VERDE (PSI)
NUMERO FINURA A.F.S.
ARCILLA AFS %
**
TEMP.
SINTERIZ oC
ACEROGRANDES MEDIANAS PEQUEÑAS
3,5 - 4.0200 - 300 100 - 150 70 - 120
15 - 19 10 - 12 8,0 - 10
30 - 60 40 - 70 60 - 80
14 - 151,450 1,420 1,400
FUNDICION GRIS
GRANDES >200 Kg 30mm MEDIANAS 40 -200 Kg 15 -30mm PEQUEÑAS <40 Kg 10mm
3.7 - 4.5 100 - 150 10 - 12,0 8,0 - 10,0 6,0 - 8,0
50 - 65 60 - 80 95 - 120
15 - 171,250 1,200 1,200
ALEACIONES DE COBRE
GRANDES >100 Kg 100mm MEDIANAS 20-100 Kg 30 mm PEQUEÑAS < 20 Kg 10mm
4.0 - 4.5 70 - 1008,0 - 10,0 7,0 - 9,0 6,0 - 8,0
100 - 120 130 - 150 180 - 225
14 - 161,250 1,070 1,050
ALEACIONES ALUMINIO
GRANDES 10-20 Kg PEQUEÑAS
4.0 - 5.0 50 - 707,0 - 9,0 6,0 - 8,0
130 - 150 180 - 225
15 - 171,100 1,050
ALEACIONES LIGERAS
GRANDES MEDIANAS PEQUEÑAS
4.5 - 5.0 50 - 707,0 - 9,0 6,0 - 8,0
120 - 140 140 - 160
15 - 17 1,150 1,050
** Este porcentaje depende de la calidad de la bentonita utilizada.
VALORES TIPICOS DE PROPIEDADES EN MEZCLAS DE ARENA VERDE
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MODELO DE HOJA DE ANALISIS GRANULOMETRICO
TAMIZ SERIE DIN No. ORDEN ABERTURA mm
RETENIDO GRAMOS % RETENIDO (A) FACTOR (F) AxF
1 1,400 0,18 0,43 6 2,582 1,000 0,06 0,14 9 1,263 0,710 0,19 0,46 15 6,94 0,500 0,53 1,27 25 31,75 5 0,353 7,45 17,87 35 625,456 0,250 17,27 41,43 45 1864,357 0,180 6,07 14,56 60 873,68 0,125 4,79 11,49 81 930,699 0,090 2,28 5,47 118 645,4610 0,063 1,55 3,72 164 610,0811 fondo 1,31 3,14 275 863,5
41,68 99,98 6455,62
INDICE DE FINURA: 6455,62/99.98= 64.67HUMEDAD (%): 4,5CONTENIDO DE ARCILLA(%): 0.5RESISTENCIA A LA COMPRESION (Kg/cm2):FORMA DE GRANO: sub-angularPERMEABILIDAD:
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ANALISIS GRANULOMETRICO
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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RELACION ENTRE DEFECTOS DE FUNDICION Y PROPIEDADES DE
LA ARENADEFECTOS
PROPIEDADESINCLUSION DE ARENA
ROTURA DE MOLDE DARTAS EROSIÓN
PORO POR BURBUJA AIRE
AGUJEROS PEQUEÑOS
SUPERFICIE RUGOSA
MOLDE DILATADO
PIEZAS INCOMPLETAS VETEADO
HUMEDAD A A A A B B B I B BRESIST. EN VERDE A A A I B - - - BPERMEABILIDAD - - - - I I B - B -COMPACTIVILIDAD I I A - - B A - -ARCILLA TOTAL B - - A - B B B B APERDID. POR IGNIC. - - A - - B B B B BVOL. ARCILLA ACT. A A A A - A A - BESTABILID SUPERFI. I A A A - B A A -TEMP. DE LA ARENA B B B B B B B B B -CARBON - - A B B - - B ADUREZA DE MOLDE A B B A B B A A A BRESIST. AL CORTE A A A A - A A - BCOMPON. QUIM - - B - A A I - - BRELACION EXPAN. B - B A - - B B - BRESIS. COM SECO A - A A - - A A - B
PH A - - - - - - - - -INDICE SHATTER A A - A - - - A - -
NOTA: A = alto, B =bajo, I = importante
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TABLA DE COMPARACION DE LA
SERIE DE TAMICES AFS Y DIN DIN AFS
No. TAMIZ ABERTURA mm FACTOR No. TAMIZ ABERTURA mm FACTOR 14 1,400 6 12 1,680 518 1,000 9 20 0,840 1025 0,710 15 30 0,590 2035 0,500 25 40 0,420 3045 0,355 35 50 0,297 4060 0,250 45 70 0,210 5080 0,180 60 100 0,149 70
120 0,125 81 140 0,105 100170 0,090 118 200 0,074 140230 0,630 164 270 0,053 200
FONDO FONDO 275 FONDO FONDO 300
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