Instituto Politécnico Nacional.

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas.

Departamento de Ingeniería en Metalurgia y Materiales.

Laboratorio de moldeo y fundición.

ALUMNO: GALVÁN ALVARADO MIGUEL ÁNGEL

GRUPO: 3MM62

Práctica 1: Determinación de las propiedades físicas de las arenas para fundición.

Objetivo: determinar las propiedades de interés para arena de

fundición, mediante equipos diseñados para estos propósitos.

Consideraciones teóricas:

Humedad: la humedad de una arena corresponde a la cantidad de

agua que se vaporiza totalmente a la temperatura de 100 a 110°C. En

una arena arcillosa existe un determinado porcentaje de humedad para

obtener una óptima cohesividad. Debe trabajarse con límites de

humedad determinados para evitar defectos en las piezas fundidas

especialmente gases de colada.

Permeablidad: se dice que un material es permeable si deja pasar

a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e

impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La capacidad de

adsorción se expresa en porcentaje de absorción con respecto a la masa

y depende, para una misma arcilla, la sustancia de que se trate. La

absorción de agua de arcillas absorbentes es mayor al 100% con

respecto al peso.

El alto contenido de aglutinante y material fino, el porcentaje de

humedad, el grado de compactación son factores importantes que

influyen en la permeabilidad de una arena.

En este caso la porosidad de la arena es que permite la

permeabilidad, y l escape de los gases y vapores formados en el molde.

Resistencia: la arena debe ser cohesiva hasta el grado de que

tenga suficiente unión, tanto el contenido de agua como el de la arcilla,

afecta la propiedad de cohesión.

La hidratación y deshidratación del espacio ínterlaminar son

propiedades características de las arenas de moldeo. La absorción de

agua en el espacio ínterlaminar tiene como consecuencia la separación

de las láminas dando lugar al hinchamiento.

Plasticidad: las arcillas son eminentemente plásticas. Este

propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas

laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento

de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.

La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia,

nuevamente, de su morfología laminar, tamaño de partícula

extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de

hinchamiento.

Refractareidad: es la capacidad que presenta la arena de resistir,

las temperaturas elevadas de los metales colados, un molde de arena

verde debe resistir la temperatura de vaciado de la aleación fundida, la

arena sílice en forma pura (98% SiO2) tiene un punto de fusión de

aproximadamente 1704°C, si el contenido de SiO2 en la arena se reduce

entonces el punto de fusión descenderá.

Diagrama de bloques:

Tablas de resultados:

Determinación de las propiedades físicas de las arenas para fundición.

Preparación de la arena.

Preparación de las probetas.

Pruebas experimentales

para la determinación de

Parámetros iniciales: bentonita 7%; agua

5%; arena nueva 2kg.

Pesar cada uno de los materiales.

Se mezclan todos los ingredientes en el

molino chileno. Agregar el agua poco a poco y hacer una mezcla homogénea.

Retirar la arena y ponerla en un

recipiente.

Se harán 12 probetas de 180gr, las dos últimas quedarán dentro del tubo.

Además, se hará una

Se agrega la cantidad de arena

correspondiente para cada probeta en el

Se pone en el apisonador y se darán solamente tres golpes

para compactar la

Se retiran las probetas de los tubos.

En el determinador de humedad se

coloca la probeta de 50 gr. La probeta

debe estar dentro del

Se colocan 2 probetas de 100gr en la mufla a 200°C para

que pierdan

Se colocan las probetas de 180gr que permanecieron

en el tubo en el

Se hacen las pruebas en la maquina

universal de corte en verde y compresión en verde para dos

Se hacen las pruebas en la maquina

universal en corte en seco y compresión en

seco para dos

Prueba de humedad:

Probeta antes de ser expuesta: 50 gr

Probeta después de ser expuesta: 48.5 gr

% dehumedad=50−48.550

∗100=3%

Prueba de permeabilidad ( mm/cm3):

Determinación de la resistencia de las mezclas de arena

( lb / in2):

Compresión

Verde Seco

6.6 93.5

6.5 93.5

Probeta Permeabilidad

1 82

2 >50

Imágenes:

Molino chileno. Apisonador para probetas.

Permeámetro eléctrico.

Ensayo de probeta en compresión y corte.

Corte

Verde Seco

5.4 48

6 42

Conclusiones: como se observó en el diagrama de bloques, se

calculó un 5% de agua, sin embargo, cuando se calculó la humedad

después de someter a calor la probeta se obtuvo un 2% menos de lo

esperado, esta falla se puede deber a que se evaporó más agua de la

que se espera.

Para las pruebas de compresión y para corte, en ambas la

resistencia de la arena en seco fue mayor en comparación a la arena en

verde, sin embargo hubo una gran diferencia en la prueba de

compresión, ya que la escala no alcanzó para que la probeta rompiera.

Por otra parte en la prueba de corte se pudo apreciar más dureza

de la arena en seco pero no se observó una diferencia tan grande como

en compresión.

Es de suma importancia conocer cuales son las propiedades de la

arena con la que estamos trabajando, ya que la calidad de ésta, estará

muy relacionada con las características que nuestra pieza de fundición

va a tener, lo cual hará que nos ahorremos tiempo y dinero, ya que una

pieza defectuosa solo implica pérdida de dinero, la calidad en todas las

fases del proceso debe ser lo más importante.

Bibliografía:

Metalurgia general, Volumen 2; F. R. Morral,E. Jimeno,P.Molera

http://www.utp.edu.co/~publio17/laboratorio/ensayo_arena.htm