INFORME DE LABORATORIO EN PRUEBAS DE

ARENA DE MOLDEO

INTRODUCCIÓN En este informe hará mención a todas las pruebas llevadas a cabo en el laboratorio, en las cuales los alumnos hicieron uso de diversos instrumentos para obtener resultados de acuerdo al tipo de prueba que se esté realizando; también, durante el proceso de las pruebas de laboratorio de la arena de moldeo, los alumnos adquieren conocimientos diversos para luego emplearlos en el taller de moldeo y fundición.

PRUEBA DE HUMEDAD DE LA ARENA DE MOLDEO.

En esta esta prueba de humedad de arena de moldeo, tuvo que pesarse previamente la arena de 1Kg, y la arcilla de 200g aproximadamente; a esta mezcla se agregó un 5% de agua del peso total; una vez haber llegado a mezclar la arena y la arcilla hasta que queden humedad se pasa a la prueba del porcentaje de humedad que obtiene dicha mezcla, por lo cual se requiere el uso de un procedimiento para obtener los resultados que deben estar en el promedio de humedad entre el 2 a 5%.

PROCESO DE LA PRUEBA DE SPEEDY:

1.- Se vierte la mezcla de arena en la balanza hasta que coincidan las dos líneas que ya están calibradas, para la cual se usa una espátula.

2.- La mezcla ya pesada se introduce en el recipiente y en la tapa e agrega dos copas de carburo de calcio, el cual al hacer contacto con la humedad esta produce un gas llamado: “gas acetileno”.

3.- Una vez haber cerrado el recipiente y haber asegurado el recibiente, se agita durante 10 segundos, luego se gira el recipiente con el dial hacia arriba, seguidamente se agitando durante un minuto.

4.- Se observa el resultado en el dial que dicho sea de paso ya está en medida porcentual; esto se observa poniendo el dial de frente a la altura de los ojos, el cual permite observar con exactitud el porcentaje obtenido, para luego hacer el apunte del resultado que seguidamente que harán tres pruebas más y sacar un promedio y llegar a un resultado final de cuando humedad contiene la mezcla de la arena de moldeo.

NOTAS:

1.- Hay que asegurarse de que el carburo de calcio no haya sufrido deterioro, debe ser de color gris y no de crema.

2.- La muestra, la selección, el pesado y la transparencia de la muestra a la vasija deben ser llevado a cabo con el mínimo de demora, para evitar la pérdida significativa de humedad y consecuentemente, resultados falsos en la prueba.

2.- Para obtener resultados más precisos, se recomienda, hacer 3 pruebas y sacar el promedio de los tres resultados.

ELABORACIÓN DE PROBETAS DE ENSAYO

Para la elaboración de probetas se usó el siguiente proceso:

APISONADOR DE ARENA (SAND RAMMER).

Procedimiento para la preparación del espécimen.

•Obtener una muestra representativa de la arena de moldeo. Inmediatamente zarandear la arena a través del tamiz con el embudo especial y colocar en un contenedor. Cerrar el contenedor firmemente para prevenir la perdida de humedad.

• Colocar el tubo de espécimen sobre la copa de pedestal cerrando el tubo por la parte inferior.

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Para la prueba, pesar entre 145 a 165 gramos de arena con ayuda de la balanza digital y trasferirlos al interior del tubo de espécimen. (anote el valor seleccionado)

APIZONADOR.

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Coloque el conjunto en el equipo para fabricar las probetas y deje descender lentamente el apisonador. No gire el tubo espécimen ni la copa de pedestal antes de dar los golpes.

Dar tres golpes seguidos con el apisonador a una velocidad moderada, en intervalos de aproximadamente uno cada segundo. Al final de esto, el tope del vástago del apisonador debe quedar dentro de las

mar

• Si no obtiene el peso de la probeta que cumpla el ítem anterior, repita el proceso de preparación de la muestra patrón (eligiendo otro peso entre 145 a 165 gr.) siempre usando arena de moldeo no compactada hasta que después del tercer golpe la marca horizontal se encuentre entre las marcas de tolerancia.

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Se anota el valor de la compactibilidad, la densidad de la arena y el peso correspondiente a este ensayo, ya que serán los valores a ser usados en todas las experiencias de esta sesión de práctica que estudiará una sola mezcla de arena de moldeo.

• Para extraer la probeta del tubo de espécimen sin ninguna alteración se utiliza el poste de extracción, con lo cual estamos listo para realizar las pruebas correspondientes sobre el espécimen.

• Una vez extraído el espécimen, el tubo se pasa por el trapo acondicionador, para ser limpiado y lubricado.

• caso de tolerancia del aparato, ubicadas en su extremo superior.

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BALANZA PARA PESAR LA ARENA DE MOLDEO

TUBOS PARA REALIZACIÓN DE PROBETAS.

IMAGEN DEL ALUMNO

PRUEBA DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.

La cohesión de una arena es consecuencia directa de la acción del aglutinante y depende de la naturaleza y contenido de este último y del porcentaje de humedad.

La cohesión se puede establecer por medio de las pruebas que determinan las cargas de ruptura por compresión y por tracción. La más importante es la primera, porque indica si la arena, al moldearse, será capaz de soportar las fuerzas a que será sometido el molde durante las diversas operaciones. La resistencia a la cortadura corresponde al índice de plasticidad.

La forma de los granos también influye sobre la cohesión. En igualdad de otras condiciones, una arena de granos angulosos presenta una cohesión menor que una arena de granos redondos, porque en estas últimas las superficies de contacto son mayores.

En igualdad de forma, la cohesión queda influida por el tamaño de los granos. En general, las cohesiones más elevadas se obtienen con arenas de granos muy gruesos o muy finos. En el primer caso, la superficie total de los granos es menor que la de los granos finos , por lo tanto, el revestimiento de arcilla de los granos resultará de más espesor, confiriéndole por ello mayor cohesión; en el caso de la arena fina se tendrá una capa ligera de arcilla en torno a los granos, pero, en compensación, serán mucho más numerosas las superficies de contacto.

Por las mismas razones del juego de las superficies de contacto, también la distribución granulométrica de la arena influye en su resistencia: Una arena muy uniforme presenta una cohesión menor que otra distribuida en un mayor número de pedazos.

La resistencia de una mezcla de arena para fundición se puede determinar por medio de ensayos de compresión y corte en verde y en seco. La resistencia a la compresión y al corte en verde es la resistencia máxima que una probeta normalizada es capaz de soportar cuando se aplica una carga creciente en forma continua hasta que se produzca la rotura por la presión aplicada (en lb/plg2)

a las dos mitades diametralmente opuestas de las dos superficies planas de la probeta.

UNIVERSAL SAND STRENGTH MACHINE

Mide precisamente el esfuerzo de compresión para moldes de arena en compresión en verde (parte inferior) y en seco (parte superior de la máquina).

Existen accesorios disponibles para medir arena en verde y seco en esfuerzo cortante deformación en verde y para medir esfuerzos en: tensión, de partimiento y transversales. La máquina consiste en 4 partes mayores una base pesada, peso en péndulo, brazo de empuje robusto y un motor de accionamiento. El peso en péndulo se balancea en cojinetes de bola sobre eje de acero al carbón. Varias cabezas de prueba pueden fácilmente adaptarse al brazo de empuje.

MÁQUINA UNIVERSAL DE ESFUERZOS.

Procedimiento para realizar pruebas de compresión y cortante para arena en verde.

• Obtener una muestra representativa de la arena de moldeo y preparar una probeta (espécimen), bajo la norma en el apisonador de arena.

• Colocar la probeta en la máquina universal entre los platos de aplastamiento, en la parte inferior del equipo.

• Una vez colocada la probeta entre los platos, se acciona el motor, para empezar aplicar la fuerza genera por el péndulo a medida que este se desplaza. Parándose el motor en el momento en que ocurre la fractura de la probeta.

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Luego de fracturada la probeta, se lee en la escala de la media luna el valor de esfuerzo alcanzado, en esta escala se identifica si la prueba se realiza en seco o en verde y el tipo de fuerzas aplicadas, ya sean estas fuerzas cortantes o fuerzas de compresión.

Permeabilidad

La permeabilidad es la propiedad que permite a la arena ser atravesada por los gases y que permite la evacuación de estos del molde en el momento de la colada. La permeabilidad tiene una enorme importancia: si es escasa, la evacuación del gas resulta muy difícil o casi imposible, provocando la ebullición del metal líquido y la consiguiente formación de sopladuras de la pieza.

La permeabilidad queda establecida en función del volumen de los huecos existentes en una aglomeración de arena. En consecuencia, depende de la forma, del tamaño y de la distribución de los granos,

y es siempre mayor en una arena de granos gruesos que en una de granos finos. Una arena de granos muy uniformes (distribuida entre un numero limitado de cedazos adyacentes) es más permeable que otra que en igualdad de índice de grosor tenga los granos de tamaños menos uniformes.

La forma de los granos influye, por regla general, de manera opuesta a lo que podría creerse: Una arena de granos redondos tiene, teóricamente, un número de huecos mayor que otra de granos angulosos; pero, en realidad, la segunda es más permeable que la primera, porque los granos angulosos se comprimen unos contra otros menos apretadamente que los granos redondos. La permeabilidad de una arena determinada aumenta con la humedad hasta cierto límite (4% a 6%), después del cual disminuye.

Tanto la cohesión como la permeabilidad están influidas por:

El grado de elaboración de la arena y el tiempo que se invierte en mezclarla. La permeabilidad aumenta con la prolongación del tiempo de mezcla hasta un valor límite, lo cual se explica fácilmente teniendo en cuenta la acción del acto de la mezcla sobre la distribución uniforme del aglutinante sobre todos los granos. El grado de compresión, porque, cuanto más comprimida esta una arena, tanto más disminuye su permeabilidad, al tiempo que aumenta su cohesión sobre todos los granos.

El permeámetro eléctrico es una unidad compacta recomendada para laboratorios de control de producción. Este emplea el método del orificio y la caída de presión se muestra en el indicador de presión de 5in (127mm) de diámetro, graduado directamente en

unidades de permeabilidad AFS. El indicador de presión está provisto de 3 escalas codificadas de 3 colores, una para valores de permeabilidad mayores de 50(orificio grande), uno para valores permeabilidad menores de 50(orificio pequeño) y un tercero para la presión. La unidad no usa agua o mercurio. Un simple arreglo de elevador es usado para expandir un O-ring para formar un sello dentro del tubo de espécimen. La presión requerida (10 cm de agua) es mantenida por un ventilador de alta velocidad. Un dispositivo de liberación flotante de presión es usado para mantener la presión de aire constante a pesar de los cambios en la línea de voltaje.

CONCLUSIÓN:Todos los procesos llevados a cabo en laboratorio, tuvieron como fin que el estudiante adquiera los conocimientos necesarios sobre la importancia de hacer este tipo de pruebas tales como la humedad, las permeabilidad, la tenacidad; para así mediante estos ensayos podamos evitar ciertos defectos en cuanto a la realización de los moldes.