Analisis de arenas

Práctica No. 3

“Análisis de Arenas”

Objetivo:

Al término de la práctica, el alumno será capaz de identificar las propiedades tecnológicas de las arenas para su uso o recepción.

Objetivos específicos:

Determinar los siguientes elementos:

• Compactibilidad
• Densidad
• Permeabilidad
• Porcentaje de Humedad
• Resistencia a la Comprensión
• Resistencia al Corte

Material y Equipo:

• Cámara fotográfica
• Molino de arenas
• Brocha para limpieza
• Probetero o apisonador
• Medidor de permeabilidad (permeámetro)
• Deshidratador
• Máquina Universal
• Balanza granataria
• Probeta
• Cronometro
• Pinzas
• Mordazas
• Bentonita
• Agua
• Arena sílica
• Recipientes de plástico

Desarrollo Teórico:

Características de arena para fundición:

Para el proceso ordinario de fundición a la arena se requiere el empleo de cantidades considerables de arena. Esta es empleada en la fabricación de los moldes que servirán para hacer el vaciado del metal directamente en ellos. Para lograr una buena arena, es necesario prestar mucha atención a todos los detalles que entran en la preparación, manejo y uso apropiado de la misma.

La medición de las propiedades de las arenas, forman parte del control de este material, siendo dichas mediciones muy importantes cuando se correlacionan con la calidad de las piezas fundidas obtenidas, debido a que son factor clave para la eliminación de las causas de los innumerables defectos de función.

Una arena de moldeo es el resultado de unir y mezclar convenientemente varios componentes para obtener  de ellas las características deseadas.

Características de arena verde:

Arena verde: Se hacen de una mezcla de arena, arcilla y agua, el término verde se refiere al hecho de que el molde contiene humedad al momento del vaciado. Los moldes de arena verde tienen suficiente resistencia en la mayoría de sus aplicaciones, así como buena Retractibilidad, permeabilidad y reutilización, también son los menos costosos. Por consiguiente son los más usados, aunque también tiene sus desventajas. La humedad de la arena puede causar defectos en algunas fundiciones, dependiendo del metal y de la forma geométrica de la pieza.

Bentonita: La bentonita se utiliza en la fabricación de moldes para fundición, a pesar de que la industria ha empezado a utilizar otras tecnologías y ha ido sustituyendo a las bentonitas por otros productos.

Las arenas de moldeo están compuestas por arena y arcilla, generalmente bentonita, que proporciona cohesión y plasticidad a la mezcla, facilitando su moldeo y dándole resistencia suficiente para conservar la forma adquirida después de retirar el molde y mientras se vierte el material fundido.

La proporción de las bentonitas en la mezcla varía entre el 5 y el 10%, pudiendo ser ésta tanto sódica como cálcica, según el uso a que se destine el molde. La bentonita sódica se usa en fundiciones de mayor temperatura que la cálcica por ser más estable a altas temperaturas, suelen utilizarse en fundición de acero, hierro dúctil y maleable y en menor medida en la gama de los metales no férreos. Por otro lado la bentonita cálcica facilita la producción de moldes con más complicados detalles y se utiliza, principalmente, en fundición de metales no férreos.

Las especificaciones desarrolladas por las asociaciones de industrias de fundición para las Bentonitas, abarcan propiedades tales como contenido de humedad, índice de hinchamiento, valor de pH y límite líquido entre otras.

Características  generales  de  las  maquinas  empleadas  en  el  Laboratorio  de  Arenas:

Las balanzas granatarias: son un tipo de balanzas de precisión fina que disponen de una división mínima de 0,1 gramos, contando generalmente con una capacidad máxima de pesada que oscila entre 10 y 30 kg. Los principales tipos de balanzas granatarias son las balanzas granatarias de un platillo, muy comunes en los laboratorios y que funcionan desplazando unas pesas móviles hasta lograr el equilibrio con el cuerpo a pesar.

Su uso específico en el taller es para pesar la arena a utilizar para las pruebas siguientes.

Molino de Arenas: Esta máquina funciona con dos rodillos giratorios que sirve para la mezcla y preparación de arenas de moldeo, su principal característica es que es automática y solo se debe colocar las arenas y por una ranura la va desalojando, para posteriormente recolectarla y utilizarla.

Cilindros para probetas de arena: moldes metálicos utilizados para pruebas de compactibilidad, densidad, permeabilidad, compresión y corte, humedad.

Probetero o Apisonador: Este accesorio se utiliza con el Apisonador de Probetas, para medir la compactibilidad y densidad de las probetas de arena.

Su uso específico funciona colocando una probeta con 150gr de arena ya preparada en el molino de arenas, se coloca de tal manera que el apisonador la golpee 3 veces y posteriormente se toma la lectura de la compatibilidad y densidad, si está dentro de los parámetros se acepta y si no se rechaza.

Permeámetro: El permeámetro se emplea para medir qué cantidad de fluidos pasan a través de un material determinado, lo cual es un método directo para medir el coeficiente de permeabilidad.

Su funcionamiento es sencillo, se coloca la probeta con arena del lado derecho, se sube el embolo hasta donde marca la x, se cierra o baja la manija y se deja caer el embolo y se tiene que esperar a que la aguja se empiece a mover para que con el cronometro se tome el tiempo hasta que la aguja deje de mover y se calcula la permeabilidad.  

Maquina Universal: Se utiliza para determinar las propiedades mecánicas de las arenas en fundición (Tensión, compresión, y cizalladora).

Su función es simple, se cola la arena compactada en las mordazas de corte o compresión según sea la prueba a realizar, se colocan en la maquina universal y esta posteriormente se enciende para que por medio automático la comprimir, hasta que la arena seda y se tome la lectura del brazo móvil de la maquina donde quedo el imán. Lo mismo con la prueba a corte.

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