La fundición de arena es un proceso importante Procesos de fundición para formar fundiciones metálicas utilizando moldes de arena no reutilizables. Es un método de producción popular para componentes metálicos de todas las formas y tamaños, desde unas pocas onzas hasta toneladas de ella.
No sólo es versátil en la producción de componentes metálicos de todos los tamaños, sino que también es excelente para crear piezas fundidas muy complejas o detalladas. Ciertamente, se puede utilizar para fundir casi cualquier aleación de metal.
La arena de moldeo juega un papel vital en el proceso de fundición de arena. La arena de moldeo utilizada en los procesos de fundición debe ser capaz de mantener una forma bien y capturar detalles muy finos de una fundición. Además, debe ser lo suficientemente permeable como para dejar escapar los gases.
Una buena arena de moldeo no debe desmoronarse bajo la tensión de tener el patrón de moldeo eliminado de ella ni debe hundirse sobre sí mismo. Además, no debe perder su forma cuando se gira al revés.
Aunque, las arenas de polvo Petrobond y arcilla comparten varias propiedades en común, el polvo de carbón según un estudio reciente ha demostrado poseer algunas características que le da una ventaja en un proceso de fundición.
La arena Petrobond es una mejora del moldeo regular o de las arenas verdes. Petrobond, un componente vital de este tipo de arena es un agente de unión formulado que une la arena con el petróleo en lugar del agua. Es reutilizable y tiene re-mulling y re-bonding poco frecuentes.
Generalmente, la arena Petrobond consiste básicamente en una mezcla de aceite, arena, agente petrobonding y una pequeña cantidad de catalizador P-1. Fue desarrollado debido a la necesidad de un método de producción de fundiciones de precisión en fundiciones de arena verde.
Debe su éxito como una buena arena de moldeo a su uso de aceite como agente templado en lugar de agua. Por lo tanto, se puede utilizar con arenas finas sin encontrar problemas asociados con la reducción de la permeabilidad. Esto se debe a que el aceite desarrolla un volumen mucho menor que el agua al vaporizar.
El agua, por otro lado, según el manual oficial de Petrobond se expande hasta 80 veces de su volumen original al vaporizar en vapor. Puede obtener una arena Petrobond ya mezclada o comprar sus materiales constitutivos y mezclar adecuadamente.
Con lo anterior, es evidente por qué la arena Petrobond es muy buscada para los procesos de fundición de arena en las industrias de fundición. Sin embargo, un estudio reciente ha demostrado que fundición de polvo de carbón arenas tienen una ventaja sobre las arenas de Petrobond.
Petrobond vs polvo de carbón como arena enfrentada
Se prepararon tres moldes y se llenaron de arena utilizando un bloque de patrón en relieve. El primero fue un molde con arena Petrobond como arena, y el otro era con arena de polvo de carbón.
Cuando el hierro fundido fundido se vertió en el molde de arena petrobond a través de un agujero, se notaron llamas en la unión del agujero con cierta contracción. Las llamas se atribuyen a los aceites en Petrobond que se queman cerca de la parte donde se vierte el metal caliente. No se formaron llamas en el molde lleno de polvo de carbón como arena frontal, ya que no consiste en aceites inflamables.
A continuación, se les permitió a ambos enfriarse para tomar la forma del molde y el patrón utilizado. Cuando se rompió el molde de arena Petrobond, se descubrió lo siguiente:
- El yeso tenía una superficie reflectante brillante
- También produjo una superficie arrugada con pequeñas depresiones. Esto se debe a que la arena de Petrobond es fina y está compuesta de aceite en lugar de agua. En consecuencia, el aceite se enfría y levanta el metal. Esto significa que no hay tiempo para reformar la forma del molde de nuevo; por lo tanto, la depresión.
- No se produjeron respiraderos en los bordes.
Para el molde con polvo de carbón de fundición como arena frontal, se notó lo siguiente:
- La arena salió del molde más fácilmente
- No se notaron defectos de expansión
- Produjo un acabado superficial uniforme
- No se produjeron respiraderos en los bordes del bloque
- El molde estaba lleno.
El resultado demostró que los bloques preparados con polvo de carbón bajo de ceniza como la arena frontal parecían mejor físicamente y tenían mejores características internas que la hecha con arena Petrobond.
En el estudio, el polvo de carbón también se utilizó para producir un volante para una máquina de torno (tercer molde). Se podía ver en los productos terminados que no había agujeros de soplado, inclusiones o defectos de ningún tipo.
Ventajas de usar polvo de carbón de fundición en el proceso de fundición en arena
Facilidad de eliminación: En la prueba realizada se descubrió que el uso de polvo de carbón como arena frontal garantiza que el molde pueda salir más fácil en comparación con la arena Petrobond.
Cuando el hierro fundido fundido o de hecho cualquier otro metal fundido entra en contacto con superficies de molde que contienen polvo de carbón, se forma una envolvente gaseosa. Este sobre gaseoso resiste la fusión de arena a metal, en este caso, el molde circundante.
Sin defectos de expansión: El uso de polvo de carbón como arena frontal elimina los defectos de expansión como se ve en las arenas de Petrobond. Aunque las arenas Petrobond son una mejora con respecto a las arenas verdes en ese sentido, se quedan por debajo de los resultados producidos cuando se utiliza polvo de arcilla. Es importante tener en cuenta que para evitar defectos de expansión en grandes áreas de superficie, hay que embestir suavemente.
Ejemplos de tales defectos de expansión son costras y colas de rata.
Acabado superficial uniforme: El uso de polvo de carbón de ceniza baja en la fundición de arena ha demostrado producir superficies más uniformes que la arena Petrobond. Esto se debe a que, con el polvo de carbón de fundición, se eliminan los defectos de inclusión de arena y expansión. Produce bloques sólidos enteros, tales como sin orificios de soplado, incluso cuando se analiza la sección transversal del objeto fundido.
Las superficies uniformes producidas mediante el uso de polvo de carbón como arena frontal se atribuyen a lo siguiente:
- El calor del metal fundido vertido en el molde libera carbono de los ricos gases que produce. Como resultado, el molde se fuma el tiempo suficiente para proporcionar el acabado de renderizado requerido.
- Además, el gas formado podría actuar como una película, capa o envolvente justo antes de pasar por el molde. Sin embargo, este tiempo aparentemente pequeño es suficiente para dejar que el hierro se deslice, sin comer en la arena llenando el molde.
Esto contrasta con las arenas Petrobond que producen superficies arrugadas debido a un enfriamiento desigual de sus aceites calentados que no tienen tiempo suficiente para reformar la forma del molde antes de finalmente enfriar.
Eliminación de los respiraderos: Los respiraderos son una ocurrencia casi inevitable en la mayoría de los procesos de fundición de arena. Muy a menudo que no, por lo general hay hoyuelos de contracción, respiraderos y algunos orificios de soplado en el contacto de la superficie entre las arenas de moldeo y los moldes utilizados.
Sin embargo, los moldes fabricados con polvo de carbón de ceniza baja como arena en el proceso de fundición de arena no tienen el problema característico de ventilación.
Costo: Polvo Petrobond es costoso y aún más caro cuando ya se mezcla. Los proveedores de polvo de carbón son, por otro lado, un recurso más barato, más fácil de conseguir y más eficaz en la producción de la forma de fundición requerida.
Aumenta la porosidad o permeabilidad de las arenas verdes y secas: Cuando el polvo de carbón se utiliza como arena frontal en combinación con arena seca o verde, se mejora la porosidad y la permeabilidad. Por lo tanto, los defectos de fundición se reducen al mínimo.
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