MÓDULO: CONTROL DE CALIDAD EN COMPONENTES FUNDIDOS

POR:

MAURO ENRIQUE HERNANDEZ

ING. METALÚRGICO UPTC.

INSTRUCTOR SENA

CENTRO DE MATERIALES Y ENSAYOS

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ARENAS DE MOLDEO

Molde: Representación en negativo de la pieza que se va a fabricar hecha de una mezcla de materiales apropiados.

Partes de un molde:

Parte superior o tapa.

Parte inferior o base.

Partes intermedias a veces

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CONDICIONES A LAS QUE ESTA SOMETIDO UN MOLDE

• Condiciones mecánicas

• Condiciones térmicas

• Condiciones químicas

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CARACTERISTICAS EXIGIDAS A UN MOLDE

MOLDE

Resistencia a la

erosión

Resistencia al

ataque químico

Facilitar el

desmoldeo

de las piezas

Resistencia

a los esfuerzos

Posibilitar la

obtención de

superficies lisas

Ser permeables

a los gases

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ARENAS

Mineral refractario cuyo tamaño de

grano varía entre 0.05 y 2 mm.

TIPOS DE ARENAS:

• Sílice

• Cromita

• Olivino

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CLASIFICACIÓN ARENAS

DE ACUERDO AL CONTENIDO DE ARCILLA:• Arena cuarzosa [ ] : Arcilla 0.2 - 1.0%• Arena cuarzosa: Arcilla entre 1.0 - 2.0%• Arena magra: Arcilla entre 2.0 - 10%• Arena semimagra: Arcilla entre 10 - 20%• Arena grasa: Arcilla entre 20 - 30%• Arena muy grasa: Arcilla mayor al 30%.

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CLASIFICACIÓN ARENAS

Según su origen: - Natural

- Sintética

Según contenido de humedad: -Verde

-Seca

De acuerdo a la forma del grano:– Arena de grano redondo– Arena de grano semi-redondo– Arena de grano angulado– Arena de grano compuesto.

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CLASIFICACIÓN ARENAS

De acuerdo al tamaño de grano:• Arena de grano grueso: 40• Arena de grano medio: 40-80• Arena de grano fino: 80-100

De acuerdo a la posición en el molde:• Arena de contacto• Arena de relleno.

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AGLOMERANTES Y AGLUTINANTES

AGLUTINANTES: Dan cohesión y plasticidad

a la mezcla en presencia de humedad

EXIGENCIAS QUE DEBEN CUMPLIR:• Distribuirse uniformemente por los granos• Asegurar suficiente resistencia• Dar a la mezcla PLASTICIDAD• No adherirse al modelo• Ser de bajo costo.

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CLASIFICACION AGLUTINANTES

• Tipo arcilloso: como la bentonita, los más utilizados

• Tipo cemento: como los silicatos• Tipo orgánico: como los cereales, dextrina

AGLOMERANTES: Realizan el mismo papel de ligar los granos de arena pero con ausencia de humedad, empleados en la elaboración de machos o almas.

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RECEPCION DE ARENAS

I. ANALISIS GRANULOMETRICO

mide el tamaño y distribución de los granos. -Pesar 100 g de muestra-Ensamblar serie tamices-Colocar serie en dispositivo agitador-Depositar la muestra, tapar y asegurar-Vibrar el conjunto 10 min.

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RECEPCION DE ARENAS

-Pesar contenido retenido en cada tamiz

-Convertir a % los pesos retenidos (A)

-Multiplicar % retenido por el factor (F)

-Sumar productos anteriores (ΣA*F)

-Dividir (ΣA*F) / ΣA

No. Finura AFS= Σ(A*F)

ΣA

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TABLA GRANULOMETRIA

P. RETENIDO %RETENIDO FACTOR PROD.No APER Mm GRAMOS A F A*F14 1.4 618 1.0 925 0.71 1535 0.5 2545 0.355 3560 0.25 4580 0,18 60120 0,125 81170 0,09 118230 0,063 164

FONDO FONDO 275

TAMIZ

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RECEPCION DE ARENA

Las distribuciones más adecuadas son:

• Menor del 95% del peso en 3 tamices consecutivos

• Mayor del 85% del peso en 4 tamices consecutivos

• contenido de finos 1% máx.• Un tamiz debe retener 45% máx.

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RECEPCION DE ARENAS

II. DETERMINACIÓN ARCILLA AFS

• Tomar 50 gr. Muestra (Pi)

• Depositar en vaso precipitador de 1000 ml

• Agregar 25 ml NaOH al 3%

• Adicionar 475 ml agua destilada

• Agitar la mezcla 5 min.

• Colocar mezcla en el lavador

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RECEPCION DE ARENAS

• Cuando el agua esté clara se sifonea

• Secarla entre 105-110°C

• Arena seca y a temperatura ambiente se pesa (Pf)

%Arcilla AFS = Pi-Pf *100 Pi

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RECEPCION DE ARENAS

Un mayor contenido de arcilla implica:

• Uso de más bentonita.

• Disminución de la permeabilidad.

• Aumento del %agua.

• Disminución de permeabilidad.

• Contenido máx. 0.5%

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RECEPCION DE ARENAS

III. DETERMINACION FORMA GRANO

• Tomar una muestra de arena

• Llevarla al estereoscopio

• Observar su forma:

angular sub-angular

compuesta redondeada

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ENSAYOS A MEZCLAS

• Contenido de humedad

• Determinación de la permeabilidad

• Resistencia a la compresión en verde

• Resistencia a la cizalladura

• Índice de Shatter

• Porcentaje de bentonita activa

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METAL TAMAÑO PIEZAHUMEDAD

% PERMEABILIDAD

A.F.S.

RESISTENCIA A COMPRENSION

EN VERDE (PSI)

NUMERO FINURA A.F.S.

ARCILLA AFS %

**

TEMP.

SINTERIZ oC

ACEROGRANDES MEDIANAS PEQUEÑAS

3,5 - 4.0200 - 300 100 - 150 70 - 120

15 - 19 10 - 12 8,0 - 10

30 - 60 40 - 70 60 - 80

14 - 151,450 1,420 1,400

FUNDICION GRIS

GRANDES >200 Kg 30mm MEDIANAS 40 -200 Kg 15 -30mm PEQUEÑAS <40 Kg 10mm

3.7 - 4.5 100 - 150 10 - 12,0 8,0 - 10,0 6,0 - 8,0

50 - 65 60 - 80 95 - 120

15 - 171,250 1,200 1,200

ALEACIONES DE COBRE

GRANDES >100 Kg 100mm MEDIANAS 20-100 Kg 30 mm PEQUEÑAS < 20 Kg 10mm

4.0 - 4.5 70 - 1008,0 - 10,0 7,0 - 9,0 6,0 - 8,0

100 - 120 130 - 150 180 - 225

14 - 161,250 1,070 1,050

ALEACIONES ALUMINIO

GRANDES 10-20 Kg PEQUEÑAS

4.0 - 5.0 50 - 707,0 - 9,0 6,0 - 8,0

130 - 150 180 - 225

15 - 171,100 1,050

ALEACIONES LIGERAS

GRANDES MEDIANAS PEQUEÑAS

4.5 - 5.0 50 - 707,0 - 9,0 6,0 - 8,0

120 - 140 140 - 160

15 - 17 1,150 1,050

** Este porcentaje depende de la calidad de la bentonita utilizada.

VALORES TIPICOS DE PROPIEDADES EN MEZCLAS DE ARENA VERDE

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MODELO DE HOJA DE ANALISIS GRANULOMETRICO

TAMIZ SERIE DIN No. ORDEN ABERTURA mm

RETENIDO GRAMOS % RETENIDO (A) FACTOR (F) AxF

1 1,400 0,18 0,43 6 2,582 1,000 0,06 0,14 9 1,263 0,710 0,19 0,46 15 6,94 0,500 0,53 1,27 25 31,75 5 0,353 7,45 17,87 35 625,456 0,250 17,27 41,43 45 1864,357 0,180 6,07 14,56 60 873,68 0,125 4,79 11,49 81 930,699 0,090 2,28 5,47 118 645,4610 0,063 1,55 3,72 164 610,0811 fondo 1,31 3,14 275 863,5

41,68 99,98 6455,62

INDICE DE FINURA: 6455,62/99.98= 64.67HUMEDAD (%): 4,5CONTENIDO DE ARCILLA(%): 0.5RESISTENCIA A LA COMPRESION (Kg/cm2):FORMA DE GRANO: sub-angularPERMEABILIDAD:

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ANALISIS GRANULOMETRICO

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

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RELACION ENTRE DEFECTOS DE FUNDICION Y PROPIEDADES DE

LA ARENADEFECTOS

PROPIEDADESINCLUSION DE ARENA

ROTURA DE MOLDE DARTAS EROSIÓN

PORO POR BURBUJA AIRE

AGUJEROS PEQUEÑOS

SUPERFICIE RUGOSA

MOLDE DILATADO

PIEZAS INCOMPLETAS VETEADO

HUMEDAD A A A A B B B I B BRESIST. EN VERDE A A A I B - - - BPERMEABILIDAD - - - - I I B - B -COMPACTIVILIDAD I I A - - B A - -ARCILLA TOTAL B - - A - B B B B APERDID. POR IGNIC. - - A - - B B B B BVOL. ARCILLA ACT. A A A A - A A - BESTABILID SUPERFI. I A A A - B A A -TEMP. DE LA ARENA B B B B B B B B B -CARBON - - A B B - - B ADUREZA DE MOLDE A B B A B B A A A BRESIST. AL CORTE A A A A - A A - BCOMPON. QUIM - - B - A A I - - BRELACION EXPAN. B - B A - - B B - BRESIS. COM SECO A - A A - - A A - B

PH A - - - - - - - - -INDICE SHATTER A A - A - - - A - -

NOTA: A = alto, B =bajo, I = importante

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TABLA DE COMPARACION DE LA

SERIE DE TAMICES AFS Y DIN DIN AFS

No. TAMIZ ABERTURA mm FACTOR No. TAMIZ ABERTURA mm FACTOR 14 1,400 6 12 1,680 518 1,000 9 20 0,840 1025 0,710 15 30 0,590 2035 0,500 25 40 0,420 3045 0,355 35 50 0,297 4060 0,250 45 70 0,210 5080 0,180 60 100 0,149 70

120 0,125 81 140 0,105 100170 0,090 118 200 0,074 140230 0,630 164 270 0,053 200

FONDO FONDO 275 FONDO FONDO 300

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ARENAS PARA FUNDICIÓN

FIN

MUCHAS GRACIAS