informe de procesos #2.docx

8/17/2019 INFORME DE PROCESOS #2.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Mecánica

1

NIVERSIDAD NACIONAL

DE INGENIERÍA

Facultad de Ingeniería Mecánica

CURSO: Procesos de Manufactura “B”

ASIGNACIÓN: Informe N°2:

“An!"s"s # $nsa#os de Arena de Mo!deo”

PRO%$SOR: Sa!a&ar Bo'ad"!!a( A!e)androA*UMNOS: Puma Gam'oa( +"!son Manue!

%$C,A -$ PR$S$N.ACIÓN: /01/103

2/03

IN-IC$




2

04 Objetivos……………………………………………………………………………..3

24 Equipos yMateriales………………………………………………………………..4

54 Procedimiento……………………………………………………………………….5

64 Parte 1: n!lisis de renas de Moldeo…………………………………………..."

4 Parte #: Ensayos de renas de Moldeo……………………………………….....$

40 %ablas de Propiedades…………………..………………………………….1#

34 &onclusiones………………………………………………………………………1'

OB7$.I8OS




3

PAR.$ 0: AN9*ISIS -$ AR$NAS -$ MO*-$O

(eterminar el ) de *umedad.

(eterminar el ) s+lice y ) de bentonita.

(eterminar el +ndice de ,inura -,/ (eterminar la ,orma de 0rano.

PAR.$ 2: $NSAOS -$ AR$NAS -$ MO*-$O

(emostrar la variacin de las propiedades de las arenas2 con relacin a

la cantidad de sus componentes.

(eterminar las propiedades ,+sicomec!nicas -*umedad2 permeabilidad2co*esin2 0ranulometr+a y durea/ de la arena para moldeo.

%UN-AM$N.O .$ORICO

C* A S$ S -$ A R $ N A S




4

Eisten muc*os tipos de arenas2 residiendo la di,erencia entre cada una en elcontenido de arcilla que puedan tener y en la ,orma y dimensiones del0rano que las constituye.El uso de las arenas sint6ticas se *a incrementado notablemente en el 7ltimodecenio2 debido a las inne0ables ventajas que presentan respecto a las

arenas naturales.En primer lu0ar poseen caracter+sticas m!s uni,ormes y por otra parte2la arena base est! eenta de polvo ,ino 2ya que el a0lutinante se a8ade encantidades previamente comprobadas a ,in de reducir al m!imo el l+mitede *umedad y obtener no solo una re,ractabilidad m!s elevada2 sino tambi6nuna mayor permeabilidad.9in embar0o en las arenas sint6ticas el intervalo de *umedad que permite laelaboracin2 es muc*o m!s restrin0ido que en las naturales2 se secan m!sr!pidamente y o,recen m!s di,icultades para el acabado y la separacin delos moldes.a arena se puede dividir en dos cate0or+as:

- A r e n a ; a r a m o !d eo en < e r d e

&on la cual se con,eccionan moldes en los que se e,ect7a la colada sinsometerlos a nin07n secado.Este tipo de arena implica un sistema de moldeo m!s econmico ypermite producciones en serie y un empleo menor de cajas demoldeo. pesar de esto2 no todas las pieas se pueden producir conel moldeo en verde2 particularmente las pieas 0randes son di,+ciles de*acer con este sistema.

- A r e n a ; a r a m o !d eo en s e co

&on esta arena se *acen moldes que antes de la colada sesometen a un secado 2cuya ,inalidad es aumentar la co*esin de laarena 2con el ,in de que soporte mejor la accin mec!nica del metal,undido 2acrecentar la permeabilidad y absorber parte de los 0asesque se producen en el curso de la colada.

CO M P O S ICION -$ * A S A R $ N A S

as arenas de moldeo 2cuerpos complejos que se encuentran ennumerosas canteras 2resultan de la dis0re0acin de las rocas 0ran+ticas2arrastradas por las a0uas y depositadas por orden de densidad en capassensiblemente paralelas .

9e componen esencialmente de s+lice2 arcilla e impureas diversas.

- S=!"ce

;esulta de la combinacin del silicio con el o+0eno2 es una sustanciamuy abundante en la naturalea. El cuaro est! ,ormado por s+lice




5

casi pura .as piedras raras como el !0ata2 la amatista2 etc2 soncuaro coloreado por idos met!licos.a s+lice es la base de las arenas de moldeo2 se presenta bajo elaspecto de 0ranos m!s o menos 0ruesos y redondeados quecon,ieren a las arenas 0rados de ,inura muy variados.

a s+lice pura2 cuerpo muy re,ractario que solo ,unde a la llama delsoplete2 es de 0ran durea y puede rayar el vidrio. a s+lice pura no tienecuerpo.

- Arc"!!a

9u componente principal es la caolinita. Est! compuesta por s+lice yal7mina. a al7mina pura2 an*idro -combinacin de aluminio yoi0eno/ es un cuerpo muy duro: el corindn. 9e emplea para la

con,eccin de muelas 0eneral y es pr!cticamente incoloro.a al7mina an*idro2 coloreada por idos met!licos da el esmeril-ne0ro/ y l os rub+es -rojo/2 los a,iros2 etc. que son piedras preciosas de0ran durea.n,luencia del a0ua sobre la arcilla: si tomamos una masa *7meda dearcilla pl!stica2 comprobamos que no soporta es,uero mec!nico al0unoy que se moldea a nuestro capric*o.

1/ Estu,ada a 1#<o& se vuelve seca y dura2 pero se contrae por la evaporacin de una cierta cantidad de a0ua2 de,orm!ndoseli0eramente al secar.

#/ 9i se cuece dic*a arcilla veremos que a medida que la temperaturase eleva2 se obtiene un secado que oscila entre los 11<o& y ##<o&2 sincambio de coloracin. 9i se prolon0a la coccin se acent7a el secado yla arcilla cambia de color. Por encima de los 35<o& se escapa toda ela0ua que contiene y el bloque se torna muy duro2 de color rojio. aarcilla cocida se *a trans,ormado en ladrillo2 y si tratamos de triturarla ymeclarla con a0ua2 ya no es posible convertirla nuevamente en arcillapl!stica.

3/ El a0ua contenida en la arcilla se presenta en dos ,ormas:

a/ 0ua de constitucin que da vida a la arcilla y no desaparece*asta que la temperatura supera los 3<<o&2 m!s all! de estatemperatura pierde todas las cualidades 7tiles para el moldeo y sevuelve muerta.

b/ 0ua de adicin o de impre0nacin2 que condiciona el0rado de *umedad de la arcilla. =na mayor o menor *umedaddar! m!s o menos plasticidad a la arena.

c/ El porcentaje de la arcilla2 su 0rado de ,inura2 su reparticin en

torno a los 0ranos de s+lice y la *omo0eneidad de su *umedad2determinan la base de las cualidades de las arenas de moldeo.




6

- A > !o m e r a n tes # A > !u t" n a n tes

9e emplean para la preparacin de las arenas de moldeo de las

arenas para mac*os2 o para re,orar arenas arcillosas naturales -dandoori0en a la arena semia0lomerada/2 pueden clasi,icarse en:

0? A>!ut"nantes "nor>n"cos de t";o arc"!!oso:

rcilla: las propiedades a0lutinantes de la arcilla dependen de lasdimensiones y de la ,orma de las escamas cristalinas de que est!compuesta2 cuantas m!s peque8as sean2 mejor ser! el poder a0lutinante. En consecuencia2 se puede a,irmar que la co*esin deuna arena a0lutinada con arcilla no depende solamente de lacantidad2 sino tambi6n y especialmente de las caracter+sticas de

la misma arcilla. El contenido de a0ua2 en cambio tiene unanotable in,luencia sobre la plasticidad.

a >entonita: est! constituida de monmorillonita2 y se di,erencia de laarcilla en que tiene una capacidad de absorcin muc*o m!selevada -en el a0ua se *inc*a *asta 1' veces su volumen/.9eemplea en una proporcin del # al 4 ) del peso de la arena -seca/2se a8ade del 3 al 4 ) de a0ua y se amasa durante 5 a 15minutos.

2? A>!ut"nantes "nor>n"cos cementosos:

Podemos citar el cemento Portland2 que se emplea en laproporcin del ? al 1<)2 en mecla -?) de a0ua/ con arena s+lice.9ilicato de sodio que altera sensiblemente la permeabilidad y elpunto de sinteriacin o vitri,icacin de la mecla.

5? A>!ut"nantes or>n"cos:

umentan la co*esin de arena verde y arden a baja temperatura .seadicionan a la arena s+lice en cantidades que van del 1 al 3 ) ypueden ser de diversos tipos.

CA R AC.$ R @S.ICAS % IS IC O U @M ICAS - $ * A AR$NA:

a? An! " s " s u= m " co: En las arenas arcillosas naturales2 m!s que an!lisisqu+mico2 interesa el an!lisis racional2 que tiende a establecer la composicinde las arenas en su contenido de cuaro2 arcilla y ,eldespato. Es evidente la

importancia de este an!lisis2 que permite prever la ,ractariedad y la co*esinde las arenas en eamen. Entre las impureas *ay que enumerar los idos




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de *ierro2 tolerable *asta un # ) para las pieas peque8as2 *asta el 3 ) paralas pieas medianas y *asta el 4 ) para las pieas 0randes y la cal2tolerable *asta el 1) si la cal se presenta bajo la ,orma de carbonato 2no esaconsejable el empleo de la arena2 porque la disociacin del carbonato decal da lu0ar a la ,ormacin de an*+drido carbnico &O#2 con peli0ro de

inclusiones 0aseosas en la piea-sopladuras/.

'? Conte n " do a r c "!! oso: 9e realia con un levi0ador2 se pesan con eactitud#<0 de arena previamente secada durante una *ora en una estu,a a la

temperatura de 1<5< &2 se ponen *ervir durante 3< minutos con a0uadestilada y se introduce la mecla en el levi0ador2 procurando que no quedenin07n poso en la vasija. 9e a8ade a0ua destilada ,r+a *asta alcanar el nivelse8alado en el levi0ador se a0ita durante 5 minutos y se deja en reposodurante 1' minutos.&on el si,n se descar0a el a0ua turbia en una c!psula2 donde se deja

depositar unos minutos2 se decanta el a0ua y el eventual residuo arenosose introduce de nuevo en el levi0ador 2se rellena este 7ltimo con a0ua nuevay se repite # o 3 veces la levi0acin *asta que el a0ua introducida quedelimpia.El residuo arenoso lavado que queda en el levi0ador se coloca en unac!psula2 se deja secar y se pesa2 por la di,erencia con el peso de ori0en -#< 0/se deduce el porcentaje arcilloso de la arena.

c? - " m ens " n d e ! os > r anos # s u d " st r " 'u c "n: Para determinar el tama8ode los 0ranos de una arena se e,ect7a el an!lisis 0ranulom6trico. Para estose procede a la separacin de los materiales arcillosos por medio de la

levi0acin2 despu6s de lo cual el residuo lavado compuesto solamente de0ranos de s+lice se deja secar2 se pesa -1<<0 por ejemplo y se *ace pasar a trav6s de una serie de cedaos met!licos de mallas decrecientes.9e pesan cantidades las cantidades de arena contenidas en cada cedao y se*ace el reparto porcentual de los 0ranos2 que pueden representarse en undia0rama.

as series uni,icadas de cedaos m!s usadas son las americanas de [email protected]. -merican @oundrymenAs 9ociety/2 constituida por once cedaosnumerados correlativamente2 cada uno de los cuales se caracteria por undeterminado tama8o de malla y las @isc*er2 compuestas de siete cedaos

correspondientes a las normas alemanas (B.

&uadro Bro 1

%ipo de rena Porcentaje de rcillaCrasa M!s de 1?)9emi0rasa ? al 1?)Ma0ra 5 al ? )9ilicea Menos de 5)




8

&uadro Bro #%abla para determinar el Dndice de @inura 9istema (B y @9

%amiBro.

bertura de la mallaen mm

%amiBro.

bertura de lamalla en mm

1 ' 3.3'< 3 # 3.15 1# 1# 1.'?< 5 4 1.'< 5

3 #< <.?4< 1< ' 1.<< $4 3< <.5$< #< 1< <.'3 #15 4< <.4#< 3< 1' <.4< 3#' 5< <.#$" 4< #< <.315 35" "< <.#1< 5< 3< <.# 5'? 1<< <.14$ "< 4< <.1' '?$ 14< <.1<5 1<< '< <.1< 11"1< #<< <.<"4 14< ?< <.<?' 15<11 #"< <.<53 #<< 1<< <.<'3 1'41# @ondo ……. 3<< @ondo …….. #"5

@9 @9 @9 (B (B (B

&uadro Bro. 3 &lasi,icacin de las arenas por .@.

%ipo de rena @ se07n @9 %ama8o de 0ranoMuy 0ruesa n,erior a 1? 1 a #mmCruesa Entre 1? y 35 <.5 a 1mmMedia Entre 35 y '< <.#5 a <.5 mm@ina Entre '< y 15< <.1< a <.#5 mm@in+sima Mayor de 15< Menores a <.1<mm

&on estos datos se puede completar la clasi,icacin de las arenas se07nel tama8o de los 0ranos2 el modo si0uiente:

1. Arena mu# >ruesa: +ndice [email protected]. in,erior a 1? -0ranoscomprendidos entre 1 y # mm/

#. Arena >ruesa: +ndice [email protected]. comprendido entre 1? y 35-0ranos

comprendidos entre <25 y 1 mm/




9

3. Arena med"a: +ndice [email protected]. comprendido entre 35 y '<-0ranoscomprendidos entre <2#5 y <25 mm/

4. Arena f"na: +ndice [email protected]. comprendido entre '< y 15 -0ranoscomprendidos entre <21< y <2#5 mm/

5. Arena f"n=s"ma: +ndice [email protected]. mayor de 15<-0ranos in,eriores a <21</

d? %or m a de ! os > ranos: a ,orma de los 0ranos permite este probablecomportamiento de la arena: este eamen se realia en el microscopio. adistincin entre 0ranos redondos y 0ranos an0ulosos es2 como *emosadvertido2 puramente indicativa: de *ec*o no eisten arenas con los 0ranoses,eroidales. El redondamiento es un ,enmeno provocado por la accinabrasiva de un 0rano sobre otro. os 0ranos bien redondeados son muyabundantes y no se encuentran por debajo de los tama8os del cedao "<.

PROPI$-A-$S -$ *A AR$NA

as propiedades t6cnicas de una arena que interesa m!s conocer yaprobar son:

a? * a P!ast"c"dad:

9e entiende com7nmente por plasticidad de las arenas de moldeo a laaptitud de estas para reproducir los detalles de los modelos. En realidad estaaptitud depende realmente de dos propiedades:

a de,ormabilidad: de las arenas de moldeo es la aptitud para variar de,orma. a de,ormabilidad depende del porcentaje de arcilla y de la *umedad.%ambi6n depende de la ,orma de los 0ranos2 siendo mayor en las arenas de0ranos an0ulosos.

a ,luencia: de las arenas de moldeo es la aptitud o ,acilidad de transmitir a trav6s de su masa2 las presiones aplicadas en su super,icie. =na arena que

,luye bien2 lle0a a todos los *uecos del molde por peque8as que sean2cuando es apisonada. Esta propiedad es muy importante2 pues cuanto mayor sea la ,luencia2 menor *abr! de ser la presin que se *a de aplicar en elmolde y en la super,icie. a ,luencia es mayor en las arenas de 0ranosredondeados que en la de 0ranos an0ulosos.9e *a comprobado que la mejor plasticidad se obtiene cuando el 0rado de*umedad adecuado de la arena que es de 4 a ' se corresponde con ladensidad m+nima.

'? *a Refractar"edad4

Es la cualidad que presenta la arena de resistir m!s o menos bien2 lastemperaturas elevadas de los metales colados.




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a ;e,ractariedad propia de la arcilla es ,uncin de la presencia de impureasb!sicas2 idos met!licos o materias or0!nicos. Es conveniente que la arenaconserve una re,ractariedad su,iciente.a re,ractariedad de una arena se determina por la temperatura2 se puedesometerse sin presentarse si0nos de ,usin. &omo ya se *a dic*o2 la

re,ractariedad viene ase0urada por la s+lice2 cuyas caracter+sticas2 por la parte2resultan siempre modi,icadas por la presencia de otros elementos. El punto devitri,icacin de una arena disminuye en proporcin inversa del contenido enotros materiales.%ambi6n la ,orma y el tama8o de los 0ranos tienen una notablein,luencia sobre la re,ractariedad: los 0ranos an0ulosos sinterian m!s,!cilmente los es,6ricos y los ,inos m!s que los 0ruesos.

El 0rado de re,ractariedad que se ei0e de una arena de ,undicin donde2naturalmente del metal que deba colarse: la arena para aceros de poder resistir temperaturas de 135< a 14<<F&2 las arenas para aleaciones de metales no

,errosos2 de ?5< a 14<<F&.

c? *a CoDes"n4

a co*esin de una arena es consecuencia directa de la accin dela0lutinante y depende de la naturalea y contenido de este 7ltimo y delporcentaje de *umedad.a co*esin se puede establecer por medio de pruebas que determinanlas car0as de rotura por compresin2 por traccin2 por ,lein2 la m!simportante es la primera2 porque indica si la arena2 al secarse2 ser! capa desoportar las ,ueras a que ser! sometido el molde ante las diversasoperaciones. a resistencia a la cortadura corresponde al +ndice de plasticidad.

Por cada contenido de un a0lutinante determinado eiste2 en 0eneral2 el valor m!imo de *umedad a los e,ectos de la resistencia a la compresin enverde. Para la bentonita2 por ejemplo este valor es alrededor de #) yaumenta en proporcin directa al contenido del a0lutinante.

Presentando la *umedad respecto al valor indicado2 la resistencia a la

compresin en verde disminuye. El aumento de *umedad2 sin embar0o es une,ecto a la inversa sobre la resistencia a la compresin en seco. %ambi6nla ,orma de los 0ranos in,luye sobre la co*esin. En i0ualdad deotras condiciones2 una arena de 0ranos an0ulosos presenta una co*esinmenor que una arena de 0ranos redondos2 porque en esta ultima lassuper,icies de contacto son mayores.

En i0ualdad de ,orma2 la co*esin queda in,luida por el tama8o de 0ranos.En 0eneral2 las co*esiones m!s elevadas se obtienen con arenas de 0ranosmuy 0ruesos o muy ,inos. En el primer caso 2 la super,icie total de 0ranos esmenor que la de una arena de 0ranos ,inos y por lo tanto el revestimiento de

arcilla de los 0ranos resultara de m!s espesor 2 con,iri6ndole con ello mayor co*esin2 en el caso de la arena ,ina se tendr! una capa li0era de arcilla en




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torno a los 0ranos 2 pero2 en compensacin muc*o m!s numerosas lassuper,icies de contacto.

Por las mismas raones del jue0o de las super,icies de contacto2 tambi6nla distribucin 0ranulom6trica de la arena in,luye en su resistenciaG arena muy

uni,orme presenta una co*esin menor que otra arena distribuida en un mayor n7mero de cedaos. a co*esin depende del porcentaje de arcilla queconten0a la arena2 que conjuntamente con el a0ua2 es la que sirve deli0amento entre los 0ranos y da resistencia mec!nica al conjunto. Pero nobasta con que la arena conten0a arcilla su,iciente2 sino que esta debe rodear los 0ranos de s+lice uni,ormemente. Para conse0uir esto se pasa la arenapor un molino,rotador en el curso de cuya operacin aumenta notablementela co*esin.

9e puede apreciar la relacin entre la resistencia mec!nica de la arena ysu porcentaje de *umedad.

d? *a Permea'"!"dad4

9e denomina permeabilidad de las arenas de moldeo a la ,acilidad que o,recende dejarse atravesar por el aire y los 0ases que se desprenden al realiar la colada y que proceden:

a/ El aire procede del empuje del metal que lo desplaa al llenar el*ueco del molde.

b/ os 0ases proceden de la propia masa del metal y de la arena.Estos 0ases est!n ,ormados principalmente por vapor de a0ua.

a permeabilidad depende ,undamentalmente de cuatro caracter+sticas de laarena:

1. (e su 0ranulometr+a cuanto m!s ,inos sean los 0ranos2 menor ser! lapermeabilidad. Por tanto la permeabilidad y la ,inura de la super,icie delmolde son dos propiedades contrarias2 para las que se debe buscar unt6rmino medio en una solucin de compromiso.

#. (e la ,orma de los 0ranos. os 0ranos redondeados dan mejor permeabilidad que los an0ulosos.

a ,orma de los 0ranos in,luye2 por re0la 0eneral2 de manera opcional a loque podr+a creerse: una arena de 0ranos redondos tiene2 tericamente unn7mero de *uecos mayor que otra de 0ranos an0ulosos2 la se0unda es m!spermeable que la primavera2 porque los 0ranos an0ulosos se comprimenunos contra otros menos apretadamente que los 0ranos redondos.




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rena de 0ranos redondeados rena de 0ranos an0ulosos

3. (e su contenido de arcilla. &uanto mayor sea2 m!s acoplados y soldadosquedaran unos 0ranos con otros y menor ser! la permeabilidad

;elacin entre la permeabilidad de las arenas de moldeo y su contenido dearcilla y 0rado de apisonado.

4. (e la intensidad del apisonado a que se *aya sometido la arena2 puesevidentemente cuanto mayor sea este2 menor ser! la permeabilidad.

5. (el porcentaje de *umedad. 9i la *umedad es 0rande2 queda la masa de laarena muy a0lomerada e impermeable2 rellenando el a0ua todos los *uecosdisponibles resultando2 por tanto muy baja su permeabilidad. &onviene sinembar0o2 un porcentaje m+nimo de *umedad que al evaporarse por el calor del metal en la colada2 deja *uecos que mejoran la permeabilidad. Elporcentaje de *umedad m!s ,avorable para la permeabilidad de la arena2como puede verse.

a permeabilidad de una arena determinada aumenta con la *umedad*asta cierto l+mite -4 a ' )/2 despu6s del cual disminuye.%anto la co*esin como la permeabilidad est!n in,luidas por:

El 0rado de elaboracin de la arena y el tiempo que se invierte en aclararla.a permeabilidad aumenta con la prolon0acin del tiempo de m!imo*asta un valor l+mite2 lo cual se eplica ,!cilmente teniendo en cuenta laaccin del acto de la mecla sobre la distribucin uni,orme del a0lutinantesobre todos los 0ranos.

El 0rado de compresin2 porque2 cuanto m!s comprimida esta una arenatanto m!s disminuye su permeabilidad2 al tiempo que aumenta su co*esin.

9e pueden obtener dic*as cualidades eli0iendo arena de pureasu,iciente2 cuya 0ranulometr+a responda a las condiciones ei0idas por eltrabajo a e,ectuar.

MATERIALES Y EUI!OS

$u";os a Ut"!"&ar:

1. >alana#. !mpara de secado




13

3. Hue0o de %amices4. Probetas5. (urmetro6. Perme!metro

Mater"a!es a Ut"!"&ar:o rena para ,undicino 9+lice y bentonita puroso 0ua

!ROCEDIMIENTO

A4E-eterm"nac"n de! F de ,umedad:

%" 4 0

%" 4 2

%" 4 6%" 4 5

%" 4 3%" 4




14

1. 9e toma una muestra de 1<< 0r. y se lleva a una l!mpara de secadodurante 15 minutos.#. ue0o se procede a pesar la muestra seca y por di,erencia de pesosse determina la *umedad.

B4E-eterm"nac"n de! F de S=!"ce # Benton"ta:

9e toma una muestra de 5< 0r. -muestra total/ El cual se procede a un procesode lavado en el Elutiador de la si0uiente manera:

1. la muestra se le a0re0a 4<< cc de a0ua.

#. 9e procede a a0itar en el Elutiador durante 4 minutos.

3. ue0o se a0re0a 4<< cc m!s de a0ua.

4. 9e deja que decante 4 minutos.

5. Por el principio de si,n se elimina el eceso de a0ua y la bentonita.

'. 9e repite el procedimiento *asta obtener 9+lice pura.

". =na ve obtenida la 9+lice pura se lleva a la !mpara de secado ylue0o se pesa.

?. @inalmente por di,erencia se obtiene el peso de bentonita -considerar la cantidad de a0ua ya determinada para el c!lculo/.

C4E-eterm"nac"n de! =nd"ce de %"nura

1. a 9+lice obtenida se tamia.

#. 9e procede a pesar la cantidad de 9+lice que queda en cada tami.

3. 9e aplica la ,ormula respectiva.

IF = Σ Pi × Ki

Σ Pi

Pi I Porcentaje en peso en ,uncin de la muestra total

i I &onstante de cada malla

4. (eterminamos el Dndice de @inura y el tama8o promedio de 0rano.

-4E-eterm"nac"n de !a forma de >rano

ue0o de pesar la s+lice de cada tami se procede a ver la ,orma de 0rano.

$4ERea!"&ac"n de !a ;ro'eta

1. 9e toma una muestra seca de 5<< 0r. - s+lice J bentonita/determinando el ) de >entonita constante para cada 0rupo el cual debe




15

de variar de acuerdo al tipo de arena a estudiar - arena 0rasa2semi0rasa2 ma0ra o sil+cea/

#. 9e determina los porcentajes de *umedad para cada miembro del 0rupocalcul!ndose la cantidad de a0ua con la si0uiente @ormula:

Peso de Agua=500 x de humedad

100− de humedad=gramos de agua

3. 9e le da 3 0olpes a la probeta2 veri,icando la altura que posee2 dic*aaltura debe oscilar entre los 5< mm2 esta accin se deber! realiar dosveces2 la primera es para analiar la permeabilidad de la arena y para laprueba de compresin y la se0unda2 para el ensayo de corte.

%4E-eterm"nac"n de !a ;ermea'"!"dad de !a arena

1. En la primera probeta se mide la permeabilidad en el perme!metrotomando el tiempo que se demora en pasar #<<< cc de aire a trav6s dela probeta2 tener en cuenta la posicin de la a0uja para arenas en verdeo arenas para almas.

G4E$nsa#o de com;res"n # corte

1. nmediatamente se coloca en el equipo de resistencia2 en el cual se *acolocado las mordaas para medir la ;esistencia a la &ompresin2 serealia la medicin correspondiente.

#. &on la se0unda probeta obtenida se procede directamente a medir la;esistencia al corte.




16

!ARTE "# AN$LISIS DE ARENAS DEMOLDEO

-IAGRAMA -$ OP$RACION$S

(etermine:

04 *a tem;eratura de fus"n de !a s=!"ce:

1'<< K&2 no se desarroll este ensayo pero se investi0.

24 Porcenta)e de "m;ure&as de !a muestra:

OBS 0: Bo se desarroll el procedimiento para determinar el porcentajede bentonita2 solo se reali una demostracin de cmo se deber+arealiar.OBS 2: nuestro 0rupo se le asi0n para realiar los ensayos de arena

44<0 de s+lice y '<0 de bentonita2 entonces )bentonitaI1#).

54 -"str"'uc"n de! tamao de! >ranoH;eso reten"do en cada ma!!a?:

MA**A AB$R.URA$N Hmm?

P$SOR$.$NI-O

F ;esos

3 3 3.35#? mm 15.35 0r 15.51$1)02 5 1.'"?$4 mm #?.'< 0r #?.$151)0J $ <.$$<' mm 13.?5 0r 14.<<#')5/ #< <.5$43' mm 1?.55 0r 1?."544)

6/ 3< <.41$1 mm '.$5 0r ".<#'5?)/ 4< <.#$"1? mm 3.?$ 0r 3.$3#?)K/ 5< <.<?3?# mm 5.<" 0r 5.1#5?)0// "< <.14$?' mm 3.11 0r 3.144#)06/ 1<< <.1<414 mm 1.'# 0r 1.'3"?)0K/ 11' <.<"'# mm 2// 14< <.<"3'' mm 1.## 0r 1.#334)

%ON-O 3<< @OB(O <." 0r <."<"")%O%: $?.$1

0r 1<<)

Deter%inar elíndice

de&'ura

Ta%i(arOrdenar elta%i( en

)rden

T)%ar una%ue'tra !e'ar




17

64 @nd"ce de f"sura( de !a muestra ana!"&ada:

Dndice de ,inuraI) pesosLI#<.?553#

4 %orma de! >rano:

9e07n el @ determinado y comparado con la tabla se2 concluye quetiene un tipo de 0rano 0rueso -entre 1? y 35/.

404 LCmo "nf!u#e e! tamao de! >rano en

$! aca'ado su;erf"c"a! # !a res"stenc"a mecn"ca de !a arenacom;actada:

o mejor para el acabado super,icial es que los 0ranos sean redondos2de esta manera no 0eneran incrustaciones en el material ,undido.

a ,inura de una arena de moldeo se determina por el tama8o ydistribucin de sus 0ranosG la cual es importante2 ya que a,ecta a laspropiedades ,+sicas que desarrollan las meclas de arena para ,undicin2permeabilidad2 resistencia2 plasticidad2 etc.&uando la arena tiene alto contenido de ,inos2 se requiere para preparar meclas2 mayor cantidad de a0lutinantes para obtener las propiedades

,+sicas requeridas en el buen acabado de las pieas ,undidas.

424 -os muestras de arena ue t"enen e! m"smo =nd"ce de f"nura(LPueden tener d"ferente >ranu!ometr=a( LPor uPor supuesto que s+2 el +ndice de ,inura es una *erramienta matem!ticaque promedia los di,erentes tama8os2 puesto que tiende a tener ciertoserrores2 adem!s en el an!lisis 0ranulom6trico no necesariamente lospesos posibles que se obtienen en los di,erentes tamices sean i0uales2por lo que marca la di,erencia en ambos.




18

!ARTE *# ENSAYOS DE ARENAS DE

MOLDEO-IAGRAMA -$ OP$RACION$S

Cálculo del porcentaje de humedad:

FIN

Calcular el + de,u%edad

V)l-er a .e'ar la%e(cla

Secar .)r "/ %inut)'

Agregar 01%L deagua

!e'ar "/2g de la%e(cla

Me(clar 3ent)nita 4'ílice

INICIO




19

Para nuestro grupo:

mmuestra=153 g Mezcladocon 40mL

de agua

t secado=15mim

magua=mmuestra−mseca

magua=12.5g

mseca=140.5g

magua=

mmuestra∗%H

100−%H

%H =7.3




20

C9*CU*OS R$SU*.A-OS

Tabla obtenida en el laboratorio: (Todos los grupos)

Propiedades de la muestra ;esistencia,umedad HF? PesoH>? A!turaHmm? Permea'"!"dadHs? Com;res"n Corte

3.04 148 50 44.67 1.17 1.39

4.7 148 50 45 1.2 1.6

5.3 149 50 48.23 1.1 1.6

5.5 150 50 50 1.1 1.7

6.2 152 50 51.29 1.15 1.9

7.3 153 50 52.18 1.2 1.8

8 154 50 49.02 1.2 1.7

8.65 154 50 45.41 1.25 1.75

9.6 157 50 42.48 1.2 1.5 9.9 157 50 42.9 1.2 1.7

OBS 0: os datos re0istrados por nuestro 0rupo ,i0uran sombreados en latabla.

1) Graficar las propiedades ensayadas Vs de humedad

a) !ensidad"# Esta propiedad no ,ue ensayada.

b) Permeabilidad"#&!lculo de Permeabilidad

P=V ∗ H

p∗a∗t

(onde

: olumen desalojado I #<<< cm3

P: Presin en cm. de a0ua I 1< cm. de a0ua

t: %iempo en minutos

N: ltura de la probeta normaliada I 5<mm I<.<5m

a: !rea de la probeta en cm# -radioI1.$5cm/

$ue%a Tabla de Permeabilidad

Permea'"!"dadHs? 44.67 45 48.2 3

50 51.2 9

52.18

49.0 2

45.41

42.48

4#.$




21

Permea'"!"dadHm1s?

1.1#4 1.11' 1.<41 1.<<5

<.$"$ <.$'3 1.<#5 1.1<' 1.1?# 1.1"1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

10

20

30

40

50

60

!ERMEA5ILIDAD6'7 VS 8UMEDAD6+7

+8UMEDAD

!ERMEA5ILIDAD6'7




22

2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f(x) = 1 exp( 0.01 x )

!ERMEA5ILIDAD6%9'7 VS + 8UMEDAD6+7

8UMEDAD6+7

!ERMEA5ILIDAD6%9'7

c) &esistencia a la Compresi'n"#




23

2 3 4 5 6 7 8 9 10110

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f(x) = 1.07 x^0.05

Re'i'tencia a la C)%.re'i:n VS +8UMEDAD

8u%edad6+7

Re'i'tencia a la C)%.re'i:n6;.9c%*7

d) &esistencia al Corte"#




24

2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.5

1

1.5

2

f(x) = 1.33 x^0.12

Re'i'tencia al C)rte VS +8UMEDAD

8u%edad6+7

Re'i'tencia al C)rte6!9c%*7

) !e la gráfica determinar el 'ptimo de humedad paraue la arena tenga la mejor permeabilidad y la mejor resistencia mecánica"

a) Mejor Permeabilidad : 9e07n la 0r!,ica a mayor ) de *umedad se tiendea mejor permeabilidad. Para los datos tomados:

Pmax ≈1.2m

s → %H ≈10

b) Mejor Resistencia Mecánica: 9e07n la 0r!,ica a mayor ) de *umedadse tiende a mejor resistencia mec!nica. Para los datos tomados:

%H≈8.65




25

*) Presentar una gráfica para cada de bentonita"

+) Comentar como %ar,an las propiedades de la arena

compactada con el porcentaje de bentonita"

OBS 0: Bo se desarroll el procedimiento para determinar el porcentaje debentonita2 solo se reali una demostracin de cmo se deber+a realiar.OBS 2: nuestro 0rupo se le asi0n para realiar los ensayos de arena 44<0de s+lice y '<0 de bentonita2 entonces )bentonitaI1#).

Por teor+a:

-entonitas Para .renas !e /oldeo

Est!n compuestas por arena y arcilla2 0eneralmente bentonita2 que proporcionaco*esin y plasticidad a la mecla2 ,acilitando su moldeo y d!ndole resistenciasu,iciente para mantener la ,orma adquirida despu6s de retirar el moldeo ymientras se vierte el material ,undido. a proporcin de las bentonitas en lamecla var+a entre el 5 y el 1< )2 pudiendo ser 6sta tanto sdica como c!lcica2se07n el uso a que se destine el molde. a bentonita sdica se usa en,undiciones de mayor temperatura que la c!lcica por ser m!s estable a altastemperaturas2 suelen utiliarse en ,undicin de acero2 *ierro d7ctil y maleable yen menor medida en la 0ama de los metales no ,6rreos. Por otro lado labentonita c!lcica ,acilita la produccin de moldes con m!s complicados detallesy se utilia2 principalmente2 en ,undicin de metales no ,6rreos. El aumento delos costes de las materias primas est! ,orando a las ,undiciones a recuperar las mayores cantidades posibles de meclas de arenas para ser usadas denuevo2 si bien 0eneralmente esto no a,ecta de ,orma sensible al consumo debentonita. El reciclado se ve ,avorecido al utiliar bentonitas sdicas naturalesdado que poseen una elevada estabilidad t6rmica.

-IAGRAMA -$ OP$RACION$S




26

Cálculo del porcentaje de bentonita:

CONC*USION$S

INICIO

T)%ar una %ue'tra'eca de arena

La-ar en el Elutiad)r6E<= c)n 011%L7

Decantar u'and) el.rinci.i) de ti?:n .)r

Re.etir "1 -ece'

Secar .)r 21 %inut)'

!e'ar la %ue'tra denue-)

Deter%inar el.)rcenta<e de

FIN




El +ndice de ,inura de una arena es importante2 ya que a,ecta a laspropiedades ,+sicas que desarrollan las meclas de arena para ,undicin2permeabilidad2 resistencia2 plasticidad2 etc. dem!s da la in,ormacin

que se requiere para preparar meclas2 y de esa ,orma obtener laspropiedades ,+sicas requeridas para un buen acabado de las pieas,undidas.

mayor *umedad2 la bentonita absorbe el a0ua y se epande lo cualcontrae la s+lice2 ocasionando que los 0ranos de arena sean m!s ,inosGpor lo tanto2 a mayor *umedad le corresponde un mayor +ndice de ,inura

a ,orma del 0rano nos da mejor acabado super,icial2 ya que de estamanera no 0eneran incrustaciones en el material ,undido.

9e deduce que de acuerdo a la distribucin de los 0ranos en la malla2estos in,luyen en la co*esin de la arena2 ya que mientras m!s ,ina seala arena que se utilia2 mejor compactacin tendr! 6sta2 pues eistir!menor cantidad de vac+os inter0ranulares.

El control de las arenas y tierras de moldeo permiten mejorar la calidad2minimiar los costos de terminacin y en el peor de los casos tener quere,undir la piea.

Muc*as de las propiedades de la arena realiada en los ensayosdepende del porcentaje de *umedad de esta2 en 0eneral2 sondirectamente proporcionales.

9in embar0o2 la cantidad de arena s+lice2 arcilla y a0ua no se las ponesin conocimiento previo2 por lo 0eneral primeramente se deben realiar ensayos como los que *emos realiado en el laboratorio para ver cu!lde las meclas tienen las mejores propiedades requeridas para untrabajo espec+,ico.

informe de procesos #2.docx

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