Mezcla autofraguante para machos de fundición

1. Resumen
3. Planificación
   experimental
4. Diseño de
   Experimentos
5. Selección
   de la mejor mezcla
6. Conclusiones
7. Bibliografía

El método
Silicato-CO2-cemento, que
emplea azúcar
descartada como desarenante

Resumen:

En este artículo se muestra el
desarrollo de
una mezcla para machos de

fundición, en la que se utiliza como
aglutinante silicato de sodio, endurecido con CO2
para lograr un endurecimiento previo y luego continuar el
mecanismo de endurecimiento debido a la adición de
cemento. Se emplea como desarenante azúcar descartado,
lográndose desmoldeabilidades muy bajas de acuerdo a las
reportadas para mezclas
silicato-CO2

Palabras claves: mezclas de moldeo
para machos de fundición, silicato de sodio, cemento
Pórtland, azúcar descartado

Self-hardening core mixtures for
foundry obtained by the Silicate-CO2-cement method that uses
sugar to facilitate the breaking down of the cast iron pieces
from the moulds.

Abstract:

In this paper is shown the development of a mixture
for foundry cores, it is used as the mixture agglutinative
sodium silicate, hardened with CO2 and sugar, where it is used
sugar to facilitate the breaking down of the pieces from de
moulds, the results are very good for silicato-CO2 foundry core
mixtures

Key words: foundry core mixtures, sodium
silicate, cement, sugar

Introducción

Son sin lugar a dudas las mezclas autofraguantes las de
más amplio uso en la producción de moldes y machos. Se conoce
que durante la última parte del siglo pasado se
desarrollaron los aglutinantes orgánicos, no obstante dada
la insuficiente termoestabilidad, altos costos y
toxicidad, representan tecnologías poco accesibles para
los países en vías de desarrollo; es por esta
razón que retomar el empleo de las
mezclas autofraguantes con silicato de sodio, resulta de interés
particular, siempre y cuando se resuelvan los problemas
más importantes asociados con los métodos de
endurecimiento conocidos.

El empleo del cemento en la producción de mezclas
para machos de fundición en la producción de piezas
de hierro fundido
y acero, fue de
amplio uso entre los años 60 y 70 del siglo pasado,
también el silicato fue utilizado ampliamente,

En el caso del proceso
silicato-CO2, se presenta como principal inconveniente
(al igual que en el cemento, aunque en diferentes medidas) la
mala desmoldeabilidad, pero en particular se destaca adversamente
el bajo aprovechamiento del CO2 durante el proceso de
soplado al molde, el cual se estima en el orden de solo el 20%
por Salcines [1]. Sin
embargo teniendo en cuenta las ventajas que presenta entre las
que se encuentran: la rapidez del proceso de obtención de
machos y moldes, el buen acabado superficial y la exactitud en
las dimensiones que se obtiene en las piezas, la gran vida de
banco de las
mezclas, así como la facilidad de introducción en un taller y los bajos
costos asociados al proceso de producción; vale la pena
echarle una segunda mirada, para lo cual se conocen diferentes
métodos donde se combina el CO2 con otro
endurecedor, para lograr mayor eficiencia en el
proceso de producción de machos de
fundición.

En la literatura
consultada [2] se reporta que
el mecanismo de endurecimiento para una mezcla con silicato de
sodio endurecida con CO2, se basa en la
formación de un gel de ácido silícico, que
une fuertemente los granos de arena entre sí y en cuyos
retículos queda retenida parte del agua que tiene
el silicato de sodio originalmente.

El cemento Pórtland es un compuesto formado por
el silicato tricálcico, el silicato dicalcico, el
aluminato tricálcico y el aluminio
ferrito tetracálcico La composición química del silicato
de calcio hidratado es en cierto modo variable, pero contiene cal
(CaO) y silice (Si02), en una proporción sobre el orden de
3 a 2. En la pasta de cemento ya endurecida, estas
partículas forman uniones enlazadas entre las otras fases
cristalinas y los granos sobrantes de cemento sin hidratar;
también se adhieren a los granos de arena y a piezas de
agregado grueso, cementando todo el conjunto. La formación
de esta estructura es
la acción
cementante de la pasta y es responsable del fraguado, del
endurecimiento y del desarrollo de resistencia. La
resistencia que se alcanza en las mezclas es gracias a la
formación del hidrato de silicato de calcio que se
forma. [4]

Desarrollo

Planificación experimental.

En el desarrollo de la mezcla para machos en este
trabajo, se
utiliza un diseño
de experimentos para
mezclas donde se cumple la condición de normalidad, es
decir la suma de los componentes de la mezcla es el la unidad o
el 100%. Como base del diseño se utiliza un diseño
factorial a dos nivel, donde los componentes son relaciones entre
las componentes de la mezcla, este diseño permite conocer
cual es la relación entre las componentes más
adecuada para obtener una mezcla con elevada resistencia a la
compresión a las 24 h y una adecuada desmoldeabilidad,
fundamentalmente, aunque además se mide la resistencia a
la compresión a la hora de sopladas las probetas y a las
8h, con el objetivo de
evaluar el mecanismo de endurecimiento presente en cada
etapa.

Los componentes de la mezcla son los
siguientes:

Arena sílice (X1), la
cual presenta una temperatura de
fusión
del orden de 1 713°C y su densidad
varía entre 2,5 y 2,8 g/cm3. Su
composición química se muestra en la Tabla
1.

Tabla 1. Composición química de la
arena sílice

Silicato de Sodio
(X2) grado metalúrgico cuya
composición química se muestra en la tabla
2.

Tabla 2. Composición química del
silicato de sodio

Dióxido de Carbono
(comercializado en botellones de 5 kg).

Cemento Pórtland PP-250.

El cemento Pórtland es una mezcla
heterogénea de cinco compuestos con las siguientes
composiciones según Pollard y Mollah [8]