Moldeo En Arena

MOLDEO EN ARENA:

Desde tiempos prehistóricos se han usado moldes de arena o mineral, las operaciones básicas no han cambiado, simplemente se ha agregado maquinaría para hacer las tareas difíciles y aunque se automatice el equipo los conceptos básicos no cambian. Además de ser el método más antiguo para hacer piezas fundidas, la fundición en arena es aún el método que más se usa.

En este proceso se llama molde a la cavidad que reproduce la forma exterior de la pieza que se va a fundir. Se obtiene, generalmente comprimiendo arena de moldeo sobre el modelo el cual se retira después. Por tanto si el molde que con él se obtiene se llena con metal fundido, obtenemos una pieza maciza. Si ha de ser hueca, para obtener las cavidades se necesitan colocar otras piezas especiales denominadas machos o noyos que no son más que bloques macizos de arena u otro material, cuyo interior es el que queremos reproducir.

CONSTRUCIÓN DE LOS MODELOS:

Los modelos al no ser una reproducción exacta de la forma exterior de la pieza que se desea fundir, ya que a menudo se parecen poco, deben cumplir las siguientes condiciones:

- Las dimensiones de los modelos son siempre mayores que las de la pieza, ya que hay que tener en cuenta la contracción del metal al enfriarse y solidificar. En la construcción de modelos para la obtención por fundición de moldes metálicos se debe tener en cuenta la doble contracción o sea, la del molde y la de la pieza a fundir.

- Deben conocerse bien las limitaciones de la fundición y no intentar reproducir detalles imposibles de obtener directamente en el moldeo.

- Deben sobredimensionarse las superficies a las que haya que darles un acabado por mecanizado posterior.

- Deben preverse salidas adecuadas para extraer el modelo sin arrastrar la arena de los moldes una vez hechos éstos. A las salidas se les da un ángulo determinado conocido como ángulo de salida o despuya.

MATERIALES UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE MODELOS:

A la hora de elegir un material para construir un modelo hay que tener en cuenta varios factores:

A. Número de piezas que se van a obtener.

B. Método de moldeo: (Manual o Mecánico)

C. Peso del modelo.

D. Facilidad de trabajo.

E. Alteración en función del tiempo y de los agentes externos: humedad, abrasión.

Por lo general constan de un modelo metálico, de madera, yeso o plástico, montados sobre una placa metálica. Los metálicos tienen la ventaja de ser más duraderos, de mayor exactitud y suministran superficies más lisas. Son el elemento fundamental en el moldeo mecánico.

CAJAS DE MOLDEAR:

Son marcos de madera, aluminio, fundición o acero, de formas y dimensiones muy variadas, y están destinadas a contener la arena del molde.

Constan de una parte superior y de otra inferior o de fondo, provistas de espigas o clavijas y de orejas en correspondencia para fijar su posición durante el moldeo. Si hay más de dos a las otras se las llama "intermedias o aros". Las paredes de estas cajas suelen llevar, sobre todo si son grandes, una serie de agujeros o ranuras para facilitar la salida de gases del molde y además las aligeran de peso.

ARENAS DE MOLDEO:

Las arenas silicoaluminosas denominadas tierras de moldeo son el material que más se emplea para la fabricación de moldes y machos. Están compuestos químicamente por cuarzo, arcilla, cal y feldespatos.

El cuarzo puro es la sílice y es el principal componente de la arena, entre el 80% y 90%. Constituye el armazón de la arena, ya que tiene una elevada dureza, 7 en la escala de Mohs. Tiene además una elevada resistencia a la temperatura ya que empieza a reblandecer a los 2400°C aproximadamente.

La arcilla está compuesta fundamentalmente por silicato de aluminio hidratado y está en una proporción del 10%. Se encuentra rodeando los granos de sílice y constituye el material aglutinante que une a éstos y da cohesión al conjunto.

Aparte de sus características se le utiliza mucho porque es fácil de obtener y no es costosa. Sin embargo, cada vez más se usan ARENAS ESPECIALES por varias razones:

- Están compuestas de materiales más complejos.

- Contienen mezclas de compuestos inorgánicos.

- Y aunque cuestan más ofrecen mayor estabilidad a temperaturas elevadas, que la sílice ordinaria, lo cual produce mejores superficies de las piezas fundidas.

Algunas arenas especiales son: La olivina, la cromita, el circonio, la estaurolita y el silicato de aluminio.

Las más usadas son: la olivina, la cromita y el circonio.

Todas las arenas naturales contienen siempre un porcentaje de agua variable y que suele ser generalmente inferior al 10%, pero lo ideal es que esté comprendido entre el 5 y el 7%. Si el porcentaje es menor al 5% la resistencia mecánica de la arena disminuye con peligro de arrastre de porciones del molde y forme inclusiones en la pieza fundida. Si el porcentaje es más alto del 7%, el volumen de vapor producido dentro del molde aumentaría el riesgo de poros y sopladuras.

CUALIDADES DE LAS ARENAS DE MOLDES:

Los moldes realizados con arena destinados a recibir la colada deben poseer las siguientes cualidades:

1. Plasticidad en estado húmedo, para reproducir con fidelidad los detalles de las piezas.

2. Cohesión para que el molde conserve su forma cuando se retire el modelo.

3. Refractariedad o capacidad para resistir la elevada temperatura del metal colado sin que

se funda o vitrifique en el fondo de la pieza.

4. Conductividad calorífica que regula la velocidad de enfriamiento del metal en el molde y con ello su estructura.

5. Permeabilidad o capacidad para dejar pasar a su través lo gases que se originan durante la colada.

6. Deformabilidad o capacidad de comprimirse para permitir la contracción de la pieza durante su enfriamiento.

7. Disgregarse(desunirse) con facilidad para permitir que se desaloje la pieza una vez enfriada.

8. Ser económica.

Las arenas que más comúnmente satisfacen estas propiedades están formadas por granos de sílice y cierta cantidad de arcilla y humedad que actuarán como aglomerante de los mismos. Los granos de sílice hacen que la arena sea refractaría y permeable, mientras que la arcilla y humedad le comunican plasticidad y cohesión.

CLASIFICACIÓN DE LAS ARENAS DE MOLDEO:

1. Según su origen:

1. Arenas

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