fundiciones procesos de manufactura
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
1/30
Universidad de OrienteNúcleo- Anzoátegui
Escuela de Ingeniería y Ciencias AplicadasDepartamento de ecánica
FUNDICIONES
Revisado por: Realizado por:
!arcelona" #unio de $%&$
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
2/30
RESUMEN
'e realizo la práctica de arena (ue consisti) en evaluar las propiedades de lamisma *a+o di,erentes condiciones de umedad" donde se proporciono una
presi)n adecuada a la arena con la má(uina de apisonamiento para luego evaluar la resistencia de las muestras con la ma(uina universal de ensayo. se encontr) enla e/perimentaci)n (ue a medida (ue a la arena se le agrega*a umedad estaaumenta*a su resistencia tanto para compresi)n como para corte asta llegar asu punto optimo" luego de cierto porcenta+e de umedad la resistencia de la arenadisminuy). todo este procedimiento se realizo para o*tener los datos necesario" ydeterminar el porcenta+e de umedad adecuado para realizar el molde de arena yposteriormente construir las gra,icas respectivas de 0esistencia vs 1umedad2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
3/30
CONTENIDO
3ág2
I2 O*+etivos444444444444444 2222444444422224II2 Introducci)n444444444444444444444444
III2 arco te)rico444444444444444444444442
I52 ateriales y E(uiposutilizados444444444444444444444444422
52 3rocedimientoE/perimental444444444444444444444444
5I2 6a*la de datos44444444444444444444444
5II2 0esultados4444444444444444444444444
5III2 Análisis de0esultados4444444444444444444444444
I72 Conclusiones4444444444444444444444422
72 0ecomendaciones444444444444444444444
7I2 !i*liogra,ía4444444444444444444444444
7II2 Ap8ndices4444444444444444444444444
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
4/30
INTRODUCCIÓN
9a ,undici)n o colada es el proceso de producci)n de piezas por vaciado deun material ,undido dentro de un molde" el cual tiene la ,orma de la pieza a,a*ricar2 Este proceso se a practicado desde el a:o $%%% a2c2" donde el om*rea producido o*+etos de metal ,undido para prop)sitos artísticos o prácticos2
El tipo más común de moldes de ,undici)n es eco de arena" en donde se,orma una cavidad" con la ayuda de un modelo" para ser vaciado en este elmaterial ,undido2 9os moldes de arena son de gran utilidad ya (ue poseen *uenaspropiedades para la producci)n de coladas" entre las cuales está ser re,ractariospues estos de*en soportar las altas temperaturas de la ,undici)n" ,ácil de
desmoldar" su,icientemente permea*les para permitir el escape de los gasesproducidos y tener resistencia mecánica2
En la siguiente práctica se realizarán los ensayos de resistencia a lacompresi)n y al corte en arenas verdes" los cuales son de gran importancia ya (uecon ellos estudiaremos el comportamiento de la arena de acuerdo a ciertoporcenta+e de umedad2
6omando en cuenta (ue la cantidad de agua agregada a la arena es uno delos ,actores más in,luyentes en el rendimiento del molde y en la calidad de la
pieza" se realizará un molde de arena con ;< de umedad2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
5/30
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERA!
Estudio del comportamiento de las propiedades mecánicas de la arena de moldeo2
OBJETIVOS ES"ECIFICOS!
&2 Determinar la in,luencia de la umedad en la resistencia al corte de laarena de moldeo2
$2 Determinar la in,luencia de la umedad en la resistencia a la compresi)nde la arena de moldeo2
=2 Analizar el comportamiento de las propiedades mecánicas de la arena demoldeo2
>2 Determinar el porcenta+e de umedad optima por la con,ecci)n de molde dearena verde2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
6/30
MARCO TEORICO
9a ,undici)n en la arena es el proceso más utilizado" la producci)n por
medio de este m8todo representa la mayor parte del tonela+e total de ,undici)n2
Casi todas las aleaciones pueden ,undirse en arena. de eco" es uno de los
pocos procesos (ue pueden usarse para metales con alta temperatura de ,unci)n"
como son el acero" el ní(uel y el titanio2 'u versatilidad permite ,undir partes muy
pe(ue:as o de grandes dimensiones y en cantidades producci)n (ue van de una
pieza a millones de estas2
9a ?undici)n en arena consiste en vaciar un metal ,undido en un molde de
arena de+arlos solidi,icar y romper despu8s el molde para remover la ,undici)n2
3osteriormente la ,undici)n pasa por un proceso de limpieza e inspecci)n" pero enocasiones re(uiere un tratamiento t8rmico para me+orar sus propiedades
metalúrgicas2 'e da ,orma a la cavidad del molde de arena recu*riendo con arena
un modelo o patr)n @un duplicado apro/imado de la parte (ue se va a ,undir"
despu8s se remueve el modelo para separar el molde en dos mitades2 El modelo
contiene el sistema de vaciado" la mazarota" pero si la ,undici)n tiene super,icies
internas @partes uecas o agu+eros de*e incluir tam*i8n un coraz)n2 Como el
molde se sacri,ica para remover la ,undici)n" se tiene (ue acer un nuevo molde
de arena por cada parte a producir2 En esta *reve descripci)n se puede o*servar"
(ue la ,undici)n en arena no solamente incluye operaciones de ,undici)n" sino
tam*i8n la ,a*ricaci)n de modelos y manu,acturas de moldes2
9a ,undici)n en arena re(uiere un patr)n o modelo al tama:o natural de la
parte" y generalmente agrandado" tomado en consideraci)n la contracci)n y las
tolerancias para el ma(uinado de la ,undici)n ,inal2 En el dise:o de los modelos
(ue se utilizan para construir un molde es necesario tener en consideraci)n varias
toleranciasB
6olerancia para la contracci)n2 'e de*e tener en consideraci)n (ue un material al
en,riarse se contrae dependiendo del tipo de metal (ue se est8 utilizando" por lo
(ue los modelos de*erán ser más grandes (ue las medidas ,inales (ue se
esperan o*tener2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
7/30
6olerancia para la e/tracci)n2 Cuando se tiene un modelo (ue se va a remover es
necesario agrandar las super,icies por las (ue se deslizará" al ,a*ricar estas
super,icies se de*en considerar en sus dimensiones la olgura por e/tracci)n2
6olerancia por aca*ado2 Cuando una pieza es ,a*ricada en necesario realizar
algún tra*a+o de aca*ado o terminado de las super,icies generadas" esto se logra
puliendo o (uitando algún material de las piezas producidas por lo (ue se de*e
considerar en el modelo esta re*a+a de material2
6olerancia de distorsi)n2 Cuando una pieza es de super,icie irregular su
en,riamiento tam*i8n es irregular y por ello su contracci)n es irregular generando
la distorsi)n de la pieza" estos e,ectos de*erán ser tomados en consideraci)n en
el dise:o de los modelos2
olpeteo en algunas ocasiones se golpean los modelos para ser e/traídosde los moldes" acci)n (ue genera la modi,icaci)n de las dimensiones ,inales de las
piezas o*tenidas" estas pe(ue:as modi,icaciones de*en ser tomadas en
consideraci)n en la ,a*ricaci)n de los modelos2
9os materiales (ue se usan para acer estos modelos son las maderas" los
plásticos y los metales2 9a madera es un material común para modelos" por la
,acilidad de tra*a+arla y darle ,orma2 'us desventa+as son la tendencia a la torsi)n
y al desgaste por la a*rasi)n de la arena (ue se compacta a su alrededor" lo cual
limita el número de veces (ue puede usarse2 9os modelos de metales son más
costosos y se utilizan cuando se desean un gran número de colados o*tenidos de
un modelo" o cuando las condiciones son demasiados severas para los modelos
de madera2 9os modelos de metal resisten *ien el desgaste2 9os plásticos
representan un t8rmino medio entre la madera y los metales2 9a selecci)n del
material apropiado para patrones o modelos depende de gran parte de la cantidad
total de ,undiciones a producir2
1ay varios tipos de modelo" (ue se muestran en la siguiente ,igura N &
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
8/30
?ig2& 6ipos de patrones utilizados en la ,undici)n de arenaB a moldeo s)lido" *
modelo dividido" c modelo con placa de acoplamiento y d modelo de do*le placa
superior e in,erior
El más simple esta eco de una pieza" llamado modelo s)lido" (ue tiene la
misma ,orma de la ,undici)n y los a+ustes en tama:o por contracci)n y ma(uinado"
su manu,actura es ,ácil" pero la complicaci)n surge cuando se utiliza para acer el
molde de arena" determinar la localizaci)n del plano de separaci)n entre las $
mitades del molde e incorporar el sistema de vaciado y el vertedero de colada
para un modelo s)lido" puede ser un pro*lema (ue se de+ara al +uicio y a*ilidad
del operador del taller de ,undici)n2 3or tanto los modelos s)lidos se usan
solamente en producciones de muy *a+a cantidad2
9os modelos divididos constan de dos piezas (ue separan la pieza a lo
largo de un plano" 8ste coincide con el plano de separaci)n del molde2 9os
modelos divididos son apropiados para partes de ,orma comple+a y cantidadesmoderadas de producci)n2 El plano de separaci)n del molde (ueda
predeterminado por las dos mitades del molde" más (ue por el +uicio del operador2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
9/30
3ara altos volúmenes de producci)n se emplean los moldelos con placa de
acoplamiento o los modelos de do*le placa @superior o in,erior2 En un modelo con
placa de acoplamiento" las dos piezas del modelo dividido se adieren a los lados
opuestos de una placa de madera o metal2 9os agua+eros de la placa permiten una
alineaci)n precisa entre la parte superior y el ,ondo @Cope y drag del moldeo2 9os
modelos con do*le placa de acoplamiento son similares a los patrones con una
placa" e/cepto (ue las mitades del patr)n dividido se pegan a placas separadas"
de manera (ue las secciones de la parte superior e in,erior del molde se pueden
,a*ricar independientemente" en lugar de usar la misma erramienta para am*as2
9a parte @d de la ,igura incluye el sistema de vaciado y de mazarota en los
modelos con placa de acoplamiento do*le2
9as secciones de la pieza (ue se proyectan dentro del molde de*en tener
un ausamiento o ángulos de salida" como se de,ine en la ,igura mostrada 2 El
prop)sito de este ausamiento en los moldes consumi*les o deseca*les es
,acilitar la remoci)n del modelo del molde2 En la ,undici)n con molde permanente
el o*+etivo es ayudar a remover la parte del molde2 'i se usan corazones s)lidos"
8stos de*en dotarse con ausamientos similares en los procesos de ,undici)n2 El
ausamiento re(uerido necesita ser solamente de l para ,undici)n en arena y de
$ a = para procesos con molde permanente2
9os patrones de,inen la ,orma e/terna de la ,undici)n2 'i posee super,icies
internas" se necesita un coraz)n para de,inirlas2 Un coraz)n es un modelo de
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
10/30
tama:o natural de las super,icies interiores de la parte2 El coraz)n se inserta en la
cavidad del molde antes del vaciado" para (ue al ,luir el metal ,undido" solidi,i(ue
entre la cavidad del molde y coraz)n" ,ormando así las super,icies e/ternas e
internas de la ,undici)n2 El coraz)n se ace generalmente de arena compactada2
El tama:o real del coraz)n de*e incluir las tolerancias para contracci)n y
ma(uinado lo mismo (ue el patr)n2 El coraz)n" dependiendo de la ,orma" puede o
no re(uerir soportes (ue lo mantengan en posici)n en la cavidad del molde
durante el vaciado2 Estos soportes" llamados su+etadores" se acen de un metal
cuya temperatura de ,usi)n sea mayor (ue la pieza a ,undir2 3or e+emplo" para
,undiciones de ierro colado se usan su+etadores de acero2 9os su+etadores
(uedan atrapados en la ,undici)n durante el vaciado y la solidi,icaci)n2
CARACTERISTICAS #UE DEBEN TENER AS ARENAS DE MODEO
9a ,orma en la (ue la arena se comporta en un molde para producir *uenos
colados puede pro*arse y depende principalmente de su permea*ilidad en verde"
0esistencia en 5erde y su 0esistencia en 'eco2 Estas propiedades se determinan
principalmente por la ,inura del grano" ,orma del grano" contenido de arcilla y
contenido de umedad en la arena2&2 3E0EA!I9IDADB El metal caliente al contacto con la arena úmeda
produce gases y vapores de agua" la arena de*e poseer la a*ilidad de
poder de+ar escapar los gases2
9os granos más ,inos en un molde imparten un aca*ado más liso a un
colado2 3or otra parte" estos granos disminuyen la permea*ilidad2 De*e
alcanzarse el me+or arreglo2 3ara ,undiciones grandes (ue re(uieren arena
gruesa para alta permea*ilidad" la super,icie de la cavidad del molde puede
tener una capa delgada de material de granos ,inos en las caras2
1ay dos ,ormas distintas de granos de arenaB Angular y 0edondeada @?ig
N $2 9os granos claramente angulares no pueden empa(uetarse +untos en
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
11/30
,orma tan estreca y en consecuencia dan una permea*ilidad más alta (ue los
granos redondeados2 Esto se puede o*servar en la siguiente ,igura N =B
?ig2 $2 ?ormas de ranos
?ig2 = 0elaciones 6ípicas de la 3ermea*ilidad de arena para moldeo respecto
Al contenido de umedad y ,ormas de granos
6anto el tipo como la cantidad de glutinante tiene un e,ecto decisivo en la
permea*ilidad de la arena" so*re amplios márgenes de contenido de umedad" se
encuentra (ue la *entonita da más permea*ilidad (ue la arcilla para orneo2 En la
siguiente ?igura N >" se muestra 8ste comportamientoB
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
12/30
?ig >2 3ermea*ilidad de dos clases para moldear con arena con variascantidades de umedad
9a permea*ilidad puede disminuir con el aumento del contenido de arcilla"
en general el contenido de arcilla es )ptimo cuando está presente en la
e/tensi)n de revestir las partículas de arenas por completo sin llenar los
espacios entre los granos2 Con un *a+o contenido de umedad las partículas
,inas de arcillas tapan los espacios entre los granos y la permea*ilidad es *a+a2
ás umedad suaviza y aglutina la arcilla rodeando los granos para
condiciones )ptimas" un e/ceso de umedad llena los vacíos y disminuye la
permea*ilidad
&2 0E'I'6ENCIA EN 5E0DEB Es la capacidad de la arena de tener cierta
plasticidad y resistencia para ,ormar la cavidad2 9a resistencia en verde
e/presa en g2 3or cmF ) en li*ras por pulgadas cuadradas necesarias para
aplastar una muestra normalizada2
ientras más ,inos sena los granos de arenas" mayor será el área de super,iciede una masa dada" y mayor será la cantidad de aglutinante necesario para cu*rir
el área2
9os contactos y ligas entre los granos son más numerosos y por tanto la
resistencia en verde es más alta con granos más ,inos 2Esto se puede o*servar el
la ,igura N G
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
13/30
?ig2 G 6ama:o de los ranos de Arena
9os granos redondos se empacan +untos en ,orma más estreca (ue los
granos angulares y como resultado se ligan +untos con una resistencia en verde
más alta (ue con granos angulares2 En la ,igura N ;" se da una comparaci)n para
los $ tipos de granos2
?ig2 ; 0elaciones típicas de la resistencia en verde de una arena para moldeo
respecto al contenido de umedad y ,orma de granos2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
14/30
Algunos Aglutinante proporcionan resistencia en verde más alta (ue otros" la
comparaci)n de la !entonita y la Arcilla para orneo de di,erentes niveles de
umedad se presenta en la ,igura N H
?ig2 H Comparaci)n de las resistencias en verde de dos muestras de arena para
moldeo con di,erentes aglutinantes de arcilla a di,erentes niveles de umedad
9a resistencia en verde aumenta en proporci)n a la cantidad de aglutinantes en
un molde de arena" pero demasiado aglutinante da:a la permea*ilidad y de*e
aceptarse un compromiso2 El e,ecto de la umedad en la resistencia en verde es
similar al e,ecto en la permea*ilidad2 9a resistencia en verde aumenta con lasprimeras adiciones de umedad" alcanza una resistencia má/ima" entonces
empieza a disminuir como se indica en la grá,ica N " tam*i8n muestra (ue un
e/ceso de umedad tiene un e,ecto de*ilitante y aún nuli,ica la in,luencia del
tama:o de grano2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
15/30
?ig2 Como varia la resistencia en verde de arena de moldeo
para varios tama:os de grano
$2 0E'I'6ENCIA EN 'ECOB Cuando se vacía el metal ,undido en el molde2"
la arena en contacto con el metal caliente pierde rápidamente agua. esta
arena de*e ser resistente en seco" es decir" soportar la erosi)n y la presi)n
metalostática sin desconcarse ni destruir el molde2 En general la
resistencia en seco varia en la misma ,orma (ue la resistencia en verde con
la ,inura de granos" ,orma de grano y contenido de umedad2 'in em*argo
los aglutinantes di,erentes pueden a,ectar en ,orma distinta la resistencia en
seco y la resistencia en verde2
Ca*e destacar (ue e/isten otras propiedades con in,luencia en la arena" tales
comoB
&2 E'6A!I9IDAD 6J0ICAB Es la a*ilidad de la arena de poder
conservar sus propiedades dimensionales por e,ecto del calor2
$2 0E?0AC6A!I9IDADB Capacidad de la arena desde el punto de vista de
material para soportar altas temperaturas @$>%%-=$%% ? evitando la
aderencia de la arena a las piezas2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
16/30
=2 0ADO DE ?9UENCIAB Capacidad de la arena de poder llenar todos
los intersticios de la cavidad2
>2 ACA!ADO 'U3E0?ICIA9B 9a arena de*e poseer una granulometría y
,inura adecuada para evitar darle rugosidad y mal aca*ado a las piezas2
G2 CO9A3'A!I9IDADB Es la propiedad (ue de*e tener la arena de
desmoronarse para ,acilitar la salida de la pieza despu8s de vaciado y
soli,icado el metal2
;2 0EENE0A!I9IDADB Es la capacidad de la arena de moldeo de ser
reusa*le mediante la adici)n de componentes adecuados2
METODOS DE MODEO DE "IE$AS EN ARENA
3ara lograr la producci)n de una pieza ,undida es necesario acer las siguientes
actividadesB
&2 Dise:o de los modelos de la pieza y sus partes internas
$2 Dise:o del molde
=2 3reparaci)n de los materiales para los modelos y los moldes
>2 ?a*ricaci)n de los modelos y los moldes
G2 Colado de metal ,undido
;2 En,riamiento de los moldes
H2 E/tracci)n de las piezas ,undidas
2 9impieza de las piezas ,undidas
K2 6erminado de las piezas ,undidas
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
17/30
E MODE:
?ig2 &% olde y elementos componentes2
A CAVIDAD DE MODE:
'e ,orma mediante un modelo de madera" plastico u otro material" (ue tiene la
,orma de la parte (ue sera ,undida2 9a cavidad se ,orma al recu*rir el modelo de
am*as semica+as con arena en partes iguales" de manera (ue al remover el modelo
(uede un vacio (ue tenga la ,orma deseada de la parte de ,undicion2 El modelo se
so*redimensiona generalmente para permitir la contraccion del metal cuando este
se solidi,ica y en,ria2 9a arena umeda contiene un aglomenrante (ue le permitemantener su ,orma2 9a cavidad proporciona las super,icies e/ternas de la ,undicion
pero ademas puede tener super,icies internas" (ue se de,inen por un corazon
@maco" el cual es una ,orma colocada en el interior de la cavidad del modelo para
,ormar la geometria interior de la pieza2
E SISTEMA DE VACIADO O DE COADA:
Es el canal o red de canales por donde ,luye el metal ,undido acia la cavidad
desde el e/terior del molde2 Este recorrido se inicia en la parte e/terna en lo (ue es
la copa de vaciado donde se vierte el metal ,undido y la ,orma de la misma ayuda a
minimizar las salpicaduras y la tur*ulencia del metal y a partir de ella entra en el
*e*edero (ue es de ,orma vertical" se ,orma con pasador de madera en ,orma
conica @no necesariamente al terminar el *e*edero se encuentra la *ase del
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
18/30
*e*edero es una a*ertura rectangular" (ue se llena de metal ,undido antes de pasar
al canal de alimentacion y ayuda a me+orar la uni,ormidad del ,lu+o del metal li(uido"
al disminuir su tur*ulencia2
CANA DE AIMENTACION
Es el paso siguiente del ,lu+o del metal despues de la *ase del *e*edero (ue lo
conduce asta la cavidad a traves de un canal orizontal y si es muy largo este
canal" de*e ir reduciendose en diamentro al pasar por cada vaciadero2 Este
ausamiento del canal evita (ue el metal ,undido ,luya con demasiada rapidez en el
e/tremo mas ale+ado del canal de alimentacion (ue vendria siendo una e/tension
del mismo y es aca donde la mayoria de las impurezas (ue entran con el metal
(uedan atrapadas2
MA$AROTA
Es una reserva en el molde (ue sirve como ,uente de metal li(uido para compensar
la contraccion de la ,undicion durante la solidi,icacion2 De*e dise:arse de ,orma tal
(ue solidi,i(ue despues de la ,undicion principal2 'e puede colocar so*re la cavidad
o entre el *e*edero y la cavidad2
VACIADERO
Es una a*ertura orizontal (ue va desde el canal de alimentacion a la cavidad del
molde2 El numero de vaciaderos depende del tama:o del molde2
"ROCEDIMIENTO DE MODEO:
El molde de*e poseer las siguientes característicasB
De*e ser lo su,icientemente ,uerte para sostener el peso del metal2
De*e resistir la acci)n de la erosi)n del metal (ue ,luye con rapidez durante
la colada2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
19/30
De*e generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal
,undido2 9os gases contaminan el metal y pueden alterar el molde2
De*e construirse de modo (ue cual(uier gas (ue se ,orme pueda pasar a
trav8s del cuerpo del molde mismo" más *ien (ue penetrar el metal2
De*e ser su,icientemente re,ractario para soportar la alta temperatura del
metal y poderse desprender con limpieza del colado despu8s del
en,riamiento2
El coraz)n de*e ceder lo su,iciente para permitir la contracci)n del colado
despu8s de la solidi,icaci)n2
OS "ROCESOS DE MODES EN FUNDICIÓN COMERCIAMENTE
ORDINARIA "UEDEN SER CASIFICADOS COMO:
MODEO EN BANCO:
Este tipo de moldeo es para tra*a+os pe(ue:os" y se ace en un *anco de una
altura conveniente para el moldeador2 En estos tipos de moldeo se producen en
grandes cantidades" tam*i8n se utilizan placas correlativas (ue son modelosespeciales metálicos de una sola pieza al igual (ue las ca+as de ta*leros de
soporte (ue permiten sacar con ,acilidad el modelo del molde de arena" el cual se
puede volver a utilizar2
MODEO EN "ISO:
Cuando las piezas de ,undici)n aumentan de tama:o" resulta di,ícil su mane+o" por
consiguiente" el tra*a+o es eco en el piso2 Este tipo de moldeo se usaprácticamente para todas las piezas medianas y de gran tama:o2 'uelen ser muy
costosos" tienen el mismo procedimiento (ue el moldeo en *anco salvo las
características ya mencionadas2
MODEO EN FOSA:
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
20/30
9as piezas de ,undici)n e/tremadamente grandes son moldeadas en una ,osa en
vez de moldear en ca+as2 9a ,osa actúa como la *ase de la ca+a" y se usa una
capa separadora encima de 8l2 9os lados de la ,osa son una línea de ladrillos y en
el ,ondo ay una capa gruesa de car*)n con tu*os de ventilaci)n conectados a
nivel del piso2 Entonces los moldes de ,osa pueden resistir las presiones (ue se
desarrollan por el calor de los gases" esta práctica aorra muco en moldes
costosos2
MODEO EN MA#UINA:
9as ma(uinas an sido construidas para acer un numero de operaciones (ue el
moldeador ace ordinariamente a mano" tales como apisonar la arena" voltear el
molde completo" ,ormar la alimentaci)n y sacar el modelo. todas estas
operaciones pueden acerse con la ma(uina muco me+or y más e,iciente (ue a
mano2 Como son las siguientesB
a(uinas para moldeoB
Estas má(uinas o,recen velocidades mas altas de producci)n y me+or calidad de
los colados además de mano de o*ra ligera y costos más *a+os2
M%#UINAS DE MODEO "OR SACUDIDA & COM"RESIÓN:
Consta *ásicamente de una mesa accionada por dos pistones en cilindros de
aire" uno dentro del otro2 El molde en la mesa se sacude por la acci)n del pist)n
in,erior (ue eleva la mesa en ,orma repetida y la de+a caer *ruscamente en un
colc)n de re*ote2 9as sacudidas empacan la arena en las partes in,eriores de la
ca+a de moldeo pero no en la parte superior2 El cilindro más grande empu+a acia
arri*a la mesa para comprimir la arena en el molde contra el ca*ezal de
compresi)n en la parte superior2 9a opresi)n comprime las capas superiores de la
arena en el molde pero algunas veces no penetra en ,orma e,ectiva todas las
áreas del modelo2
MA#UINAS DE SACUDIDA & VUECO CON RETIRO DE MODEO:
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
21/30
En esta má(uina una ca+a de modelo se coloca so*re un modelo en una mesa" se
llena con arena y se sacude2 El e/ceso de arena se enrasa y se engrapa un
ta*lero in,erior a la ca+a de moldeo2 9a má(uina eleva el molde y lo desliza en una
mesa o transportador2 9a ca+a se li*era de la má(uina" el modelo se vi*ra" se saca
del molde y se regresa a la posici)n de carga2 á(uinas similares comprimen y
tam*i8n sacuden2
M%#UINA AN$ADORA DE ARENA:
Esta má(uina logra un empa(ue consistente y un e,ecto de apisonado lanzando
arena con alta velocidad al modelo2 9a arena de una tolva se alimenta mediante
una *anda a un impulsor de alta velocidad en el ca*ezal2 Una disposici)n común
es suspender la lanzadora con contrapesos y moverla para dirigir la corriente de
arena con venta+a dentro de un molde2 9a dureza del molde se puede controlar
mediante el operador cam*iando la velocidad del impulsor y moviendo la ca*eza
impulsora2 'u principal utilidad es para apisonar grandes moldes y su única
,unci)n es empacar la arena en los moldes2 eneralmente tra*a+a con el e(uipo
de retiro del modelo2
El molde de*e poseer las siguientes característicasB
De*e ser lo su,icientemente ,uerte para sostener el peso del metal2
De*e resistir la acci)n de la erosi)n del metal (ue ,luye con rapidez durante
la colada2
De*e generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal
,undido2 9os gases contaminan el metal y pueden alterar el molde2
De*e construirse de modo (ue cual(uier gas (ue se ,orme pueda pasar a
trav8s del cuerpo del molde mismo" más *ien (ue penetrar el metal2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
22/30
De*e ser su,icientemente re,ractario para soportar la alta temperatura del
metal y poderse desprender con limpieza del colado despu8s del
en,riamiento2
El coraz)n de*e ceder lo su,iciente para permitir la contracci)n del colado
despu8s de la solidi,icaci)n2
MATERIAES & E#UI"OS
Ma'eriales!
ordaza de corte2ordaza de compresi)n26amiz2Cilindro graduado2!e*edero2
Arena2
E()ipos!
a(uina universal de ensayo2arcaB 1arry L2Dietert
Apreciaci)nB M %2&CapacidadB &2H 3si2
ApisonadorarcaB 1arry L26olerancia estandarizada2
S)s'a*+ia: Agua2
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
23/30
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
&2 'e midi) &% li*ras de arena verde sint8tica2$2 'e tritur) la arena asta conseguir una *uena ,ineza de la misma2=2 'e izo pasar la arena a trav8s de un cernidor asta eliminar la mayor
cantidad de grumos2>2 'e coloc) las mordazas de compresi)n en la ma(uina universal de ensayos
con las caras de ,orma inversa2G2 'e calcul) el volumen de agua con el (ue se consigue un porcenta+e de
umedad del $2'e repiten los pasos del K al &= con porcenta+es de umedad de >" ;" "
&%
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
24/30
&;2'e repitieron los pasos anteriores para resistencia al corte colocando lasmordazas de corte en la ma(uina universal de ensayo respectivamente2
&H2'e procedi) a utilizar el porcenta+e de umedad de ;< ya (ue es elrecomenda*le para la realizaci)n del molde de arena2
&2'e evalu) la consistencia del molde2
&K2'e procede a recoger la arena y los implementos de tra*a+o2$%2'e proceden a limpiar el la*oratorio2
TABA DE DATOS
Ta,la -! 5olúmenes necesarios calculados y agregados de acuerdo al < deumedad y masa de muestra esta*lecida2
EN'AO < DE 1UEDAD 5O9UEN DE 1$OCA9CU9ADO @9
5O9UEN DE 1$O A0EADO @9
& $ K$"G K$"G$ > &K"H KH2&$= ; $K"HK &%%2%K
> =K>"H &%>2KKG &% G%>">K &%K"H&
Ta,la .! 5alores e/perimentales de resistencia a la compresi)n de acuerdo al <de umedad2
EN'AO < DE1UEDAD
0E' &@3'I 0E' $@3'I 0E'=@3'I
30OEDIO
& $ $2G $2> $2; $2G
$ > G2& >2H >2K >2K= ; G ;2G ; G2=> >2 >2; G >2G &% >2% =2 =2G =2HH
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
25/30
Ta,la .! 5alores e/perimentales de resistencia al corte de acuerdo al < deumedad2
EN'AO < DE
1UEDAD
0E' &@3'I 0E' $@3'I 0E'
=@3'I
30OEDIO
& $ &2G &2K &2H &2H$ > $ &2 $2& &2KH= ; $ $2& $2= $2&=> $2& &2G &2H &2G &% &2H &2> &2G &2G=
TABA DE RESUTADOS
Gra/i+a -! 0esistencia a la compresi)n vs
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
26/30
Gra/i+a .! 0esistencia al corte vs
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
27/30
A"1NTICE
A3JNDICE A2 uestra de cálculos
• Cálculo de la masa de arena para ensayo de compresión y corte
g lb
g lblblb M M M cajaarenacajaarena 7,4088
1
3,4549855,90625,10480,11 =•=−=−=
+
• Cálculo del volumen de agua agregado para 2% de humedad para ensayo
de compresión y corte
ml ml ml V V V
ml
ml
g
g M V
g g
H
M H M
presenteO H agregado
O H
O H
O H
arena
O H
58,92058,92
58,92
1
58,92
58,922100
42,45362
%100
%
2
2
2
2
2
=−=−=
===
=
−
⋅=
−
•=
= ρ
• Calculo de la resistencia promedio al corte para las probetas con 2% de
humedad
PSI R R R
Rpromedio 7.13
7.19.15.1
3
321=
++=
++=
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
28/30
• Calculo de la resistencia promedio a la compresión para las probetas con
2% de humedad
PSI R R R
Rpromedio 5.23
6.24.25.2
3
321=
++=
++=
APÉNDICE B. ANEXO
Figura 3. Ar!a "r# u$i%i&a#a ! %a 'r()$i)a
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
29/30
Figura 4. Pr*)+* # )*%a#* # ar!a 'ara %i,i!ar r+i#u*+
Figura 5. -aui!a u!i"r+a% # /+i+$!)ia
-
8/19/2019 Fundiciones Procesos de Manufactura
30/30
Figura 6. A'i+*!a#*r Figura 7. Ci%i!#r* gra#ua#*