Propiedades y Componentes Clave de la Arena de Moldeo en Fundición

Arena de Moldeo: Componentes y Función

La arena de moldeo, utilizada para construir moldes en fundición, es una mezcla heterogénea compuesta por: arena (elemento granular refractario), aglutinante (mineral u orgánico) y agua. Estos moldes son los recipientes donde se vierte el metal líquido, el cual, al solidificarse, forma la pieza fundida.

Propiedades Fundamentales de la Arena de Moldeo

Las propiedades de la arena de moldeo son cruciales para obtener piezas fundidas de alta calidad. A continuación, se detallan las más importantes:

1. Permeabilidad: Capacidad de la arena para permitir el escape de los gases generados durante la colada. Una baja permeabilidad puede causar defectos como sopladuras o afectar el acabado superficial de la pieza.
2. Dureza del Molde: Resistencia de la superficie del molde a la penetración. Un molde excesivamente duro puede ser poco permeable, aumentando el riesgo de sopladuras.
3. Densidad del Molde: Peso por unidad de volumen del molde.
4. Fluidez: Aptitud de la arena para desplazarse y transmitir presiones en diversas direcciones.
5. Humedad: Contenido porcentual de agua en la arena preparada para el moldeo. La humedad influye en las propiedades mecánicas, físicas y en la plasticidad de la mezcla. Un exceso de humedad incrementa el riesgo de sopladuras; por lo tanto, debe limitarse a lo estrictamente necesario para activar el aglutinante.
6. Refractariedad: Capacidad de la arena para soportar altas temperaturas sin fundirse.
7. Deformación: Deformación que experimenta una probeta normalizada durante un ensayo de compresión. Una alta deformación facilita la extracción del modelo, pero puede afectar la precisión dimensional de la pieza.
8. Granulometría: Distribución del tamaño de los granos base (sin agregados). Este parámetro influye en la rugosidad superficial de la pieza fundida.
9. Colapsabilidad: Capacidad de la arena para disgregarse después de la solidificación del metal dentro del molde. Depende del tipo de aglutinante y facilita el desmoldeo, evitando la aparición de fisuras en la pieza.
10. Resistencia a la Compresión en Verde: Carga que soporta la arena por compresión antes de fracturarse.
11. Expansión Térmica: Capacidad de la arena para dilatarse bajo la acción del calor.

Control Crítico de la Humedad

Es fundamental controlar la humedad en la arena de moldeo. Un mayor contenido de humedad implica un mayor riesgo de sopladura en la pieza fundida.

Diferencia entre Aglutinante y Amortiguante

• Aglutinante: Puede ser orgánico o inorgánico. Su función principal es dar cohesión a la arena de moldeo, uniendo los granos y reduciendo su dispersión. Estos materiales se funden y endurecen en hornos, creando una cobertura uniforme en la arena. Tras el vaciado del metal, el aglutinante se quema, aumentando la permeabilidad.
• Amortiguante: Se añade para mitigar los efectos de la expansión térmica y mejorar la colapsabilidad del molde. Es una sustancia con un bajo punto de inflamación que se quema por la acción del calor del metal líquido.