Curso: Solidificación

Profesor: Aliaga Ingaruca Over Avelino

Alumno: Asencios Pineda Yordano

Código: 20130238A

Universidad Nacional de Ingeniería Tercer laboratorio

CONTROL DE PROPIEDADES DE ARENA DE MOLDEO EN VERDE

2015

OBJETIVO

Aprender por experiencia las técnicas de ensayos de arena y medir ciertas

propiedades de una arena de moldeo en verde.

Establecer si existe alguna relación aparente entre varias de estas propiedades

como la humedad, permeabilidad, dureza, resistencia a la compresión, corte,

contenido de arcilla, etc.

INFORMACIÓN GENERAL

A. HUMEDAD

Para hallar el contenido de humedad tenemos dos métodos:

1 Método de evaporación2 Método de reacción química

En el laboratorio, debido a la falta de carburo de calcio, solo se realizó la primera prueba.

A nuestro grupo, nos tocó un porcentaje de humedad del 11%, sin embargo al realizar el ensayo, obtuvimos como respuesta 10.3%, un valor aproximado, debido a que durante unos minutos el secador se conectó al transformador lo que disminuyó la potencia del equipo, obteniendo de esa forma un error experimental:

Error de humedad=11−10.111

x100%

Error de humedad=8.182%

A. COMPACTABILIDAD:

Es la disminución en altura expresada en porcentaje de una probeta determinada sometida a esfuerzos de compactación. Mide el grado de humectación de las arcillas empleadas en las mezclas y proporciona una referencia para determinar el porcentaje de agua requerida en una mezcla.

Luego de varias pruebas encontramos que la masa para obtener el cilindro de norma AFS 2´´x2´´ fue de 169g.

B. DUREZA

La dureza se define con respecto a la superficie de un molde, según se la determine por este ensayo. Es la resistencia que ofrece la superficie a la penetración de un indentador bajo carga.

Para este ensayo utilizamos el siguiente instrumento:

Cuyas características son:

DURÓMETRO PARA MOLDES DE ARENA VERDE.

Sistema B

Utilizado para determinar la dureza en la superficie de los moldes de Arena Verde y Tierra.

Rango 0 - 100

Indicación Analógica.

Especificaciones:

Rango de trabajo: 2.5 mm

Máxima Carga: 980 Gr

Presión en cero: 50 Gr

Radio del Penetrador: 12.7 mm

Certificado bajo normativa documentada de la cámara de fundidores de Illinois Estados Unidos (AFS Illinois)

Al utilizar dicho instrumento para poder medir la dureza, obtuvimos los siguientes resultados:

PARA 3 GOLPES:

Dureza=74

C. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

Es la resistencia máxima que una muestra es capaz de soportar como se lo prepara, apisona y ensaya; de acuerdo con el procedimiento normal.

PARA 3 GOLPES

Resistencia a la compresión=8.4PSI

La resistencia a la compresión es mayor si aplicamos mayor número de golpes.

D. RESISTENCIA AL CORTE

Es la resistencia máxima al corte que se puede desarrollar en una mezcla de arena humedecida.

PARA 3 GOLPES

Resistencia al corte=3.3 PSI

E. LIGABILIDAD

Es la uniformidad de resistencia a través del moldeo comparado a la resistencia ideal. La ligabilidad de la arena es afectada debido a las diferentes arcillas que varían en estructura y depende del grado de atracción entre los cristales de arcilla y los granos de arena.

Factor de Ligabilidad= resistenciaa la compresión,10 golpesresistenciaa la compresión ,1 golpe

Además podemos calcular los porcentajes de ligabilidad, para ello realizaremos primero regresión con los datos de la separata:

Obteniendo la siguiente gráfica:

De esta forma podremos hallar los datos con ayuda de la hoja de cálculo de Excel.

FACTOR % LIGABILIDAD3 86.4

3.1 863.2 85.63.3 85.13.4 84.73.5 84.44.1 82.34.2 814.3 81.64.4 81.24.5 81

FACTOR % LIGABILIDAD3.6 843.7 83.63.8 83.23.9 82.54 82.6

4.6 80.74.7 80.34.8 804.9 79.75 79.5

FACTOR DE

LIGABILIDAD

%LIGABILIDAD

1.7 92.8

2.3 89.7

1.6 93.1

3.4 84.6

2 91.2

5.7 78.3

De esta forma podremos hallar los datos con ayuda de la hoja de cálculo de Excel.

Ahora observaremos los datos experimentales obtenidos por los grupos en el laboratorio.

N° %H /

%A

PESO (g) N° GOLPES

DENSIDAD (g/cm3)

DUREZA (HB)

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (PSI)

RESISTENCIA AL CORTE

(PSI)1 4%

8%168 3 1.632 71 3.1 1.7

2 5% 8%

172 3 1.671 68 3.9 1.1

3 6% 8%

177 3 1.719 64.5 2.9 1.1

4 7% 8%

3

5 5% 7%

157 3 1.525 75 8.1 4.05

6 5% 8%

170 3 1.651 68 3.25 1

7 5% 9%

170 3 1.651 70.5 5.6 1.65

8 5% 10%

Con los datos de la tabla, podremos realizar las gráficas correspondientes

PARA 3 GOLPES:

Para tres golpes, nosotros podremos realizar las siguientes gráficas:

% de Humedad variable y % de arcilla constante=11%

2% 4% 6% 8% 10%1.61

1.62

1.63

1.64

1.65

1.66

1.67

1.68

1.69

1.7

%H vs DENSIDAD

densidad

2% 4% 6% 8% 10%0

0.5

1

1.5

2

2.5

%H VS CORTE

CORTE

2% 4% 6% 8% 10%64

66

68

70

72

74

76

78

DUREZA

DUREZA

2% 4% 6% 8% 10%0

1

2

3

4

5

6

7

8%H VS COMPRESION

COMPRESION

Notamos que para un 4% de humedad se encuentra la máxima eficiencia en cuanto a resistencia a la compresión se refiere.

% DE HUMEDAD CONSTANTE=5% Y % DE ARCILLA VARIABLE

En este caso encontraremos las siguientes gráficas:

%ARCILLA VS DENSIDAD

6% 7% 8% 9% 10% 11%

0

2

4

6

8

10

12

1.6

1.61

1.62

1.63

1.64

1.65

1.66

1.67

1.68

1.69

% DE ARCILLA VS DUREZA

6% 7% 8% 9% 10% 11%

0

2

4

6

8

10

12

58

60

62

64

66

68

70

72

74

76

%ARCILLAS VS COMPRESION

4% 6% 8% 10% 12%0

1

2

3

4

5

6

7

%ARCILLAS VS RESISTENCIA AL CORTE

4% 6% 8% 10% 12%0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Estas tablas nos indican las variaciones de las propiedades estudiadas en función del porcentaje de arcilla.

Estas tablas nos indican las variaciones de las propiedades estudiadas en función del porcentaje de arcilla.

Entonces podremos afirmar según los gráficos que el porcentaje óptimo de humedad es 5%, mientras que el de arcilla es 8%.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Cabe mencionar que la densidad, dureza y resistencia a la compresión, varían

con el número de golpes de compactación, esto se puede observar en la tabla,

con los valores obtenidos durante los ensayos.

No se pudo realizar el cálculo de fluidez y ventabilidad, por no contar con el

dato de la permeabilidad.

La mezcla prepara por nuestro grupo se acercaba bastante al ideal, encontrado

según las tablas adjuntas.

Se recomienda que al momento de secar la muestra, a fin de conocer la

humedad, se haga conectando directamente el secador al tomacorriente, pues

si conectamos al transformador, éste generará una disminución en la potencia,

generando así un secado deficiente.

Al realizar los ensayos, se recomienda reducir el contacto de la probeta de la

mezcla, con las manos y sobre todo exponerlo al medio ambiente, pues esto

genera perdida de humedad, lo cual generará datos erróneos, por tanto es

recomendable almacenar la mezcla en contenedores cerrados, a fin de evitar lo

antes mencionado.

ANEXO: