Tecnologías de Arenas para Fundición: Procesos y Materiales Avanzados

Arenas al Silicato Ester

Este sistema de arenas presenta las siguientes características:

• No presentan toxicidad.
• Alta velocidad de fraguado: Permite el desmoldeo en pocos minutos.
• Tiempo de utilización: 6-8 horas para realizar la colada, alcanzando la máxima resistencia en 12-24 horas.
• Coste: Superior al de la arena convencional.
• Calidad de piezas: Buena (aceptable).
• Mejora de calidad superficial: Se puede lograr mediante pintado con arena de circonio, lo que tapa el exceso de porosidad, elimina la rugosidad y aumenta el poder refractario. El disolvente utilizado es alcohol, que se evapora y posteriormente se quema.

Componentes:

• Aglutinante: Silicato de sodio (3-4% del peso de la arena). La relación entre SiO2 y Na2O es un factor clave.
• Catalizador: Éster líquido, con una relación aglutinante/catalizador de 2,5-3,2:1.

Procesos Cold Box – Gas Catalizado

En este tipo de procesos, el endurecimiento se produce por el contacto del gas catalizador con la mezcla de arena y resina.

Funcionamiento General

• El gas catalizador se introduce en la caja de machos a través de conductos de ventilación.
• El endurecimiento es instantáneo al contacto del gas con la mezcla.
• Posteriormente, se realiza un purgado con aire puro durante unos segundos para eliminar el gas residual.
• Finalmente, se procede a la extracción de la caja de machos.

Componentes y Aplicaciones

• Aglutinante: Resina fenólica o de uretano.
• Catalizador: Amina o gas SO2.
• Gas resultante: Debe ser eliminado adecuadamente.
• Empleo: Principalmente para machos, aunque también se utiliza para moldes.

Ventajas

• La mezcla de arena y aglutinante es muy fluida, lo que requiere reducida energía para compactación.
• Se obtienen excelentes resultados en shakeout (desmoldeo) y colapsabilidad.
• Las dimensiones de las piezas son muy buenas.
• El acabado superficial es excelente.
• Permite producciones muy altas debido a los tiempos de ciclo bajos.
• Los tiempos de almacenamiento de la mezcla son prolongados.

Desventajas

• Se requiere una caja de metal capaz de soportar el soplado del gas.
• Necesitan un tratamiento de frotado para controlar el fuerte olor característico.
• Se requieren sellos especiales en la superficie de partición para garantizar la estanqueidad del gas.

Proceso Gasharz/Isocure (Phenolic Urethane Cold Box)

• Aglutinantes: Resina fenólica disuelta + resina de isocianato polimérico.
• Catalizador (gas): Dimetiletilamina (amina).
• Tiempo de ciclo: Entre 25 segundos y 2 minutos.
• Humedad: Debe ser inferior al 0.2%.

Proceso SO2 (Furan / SO2)

• Aglutinante: Resinas a base de alcohol furfurílico (furan) + peróxidos.
• Catalizador: Gas SO2.
• Tiempo de almacenamiento: Prolongado, superior a otros catalizadores gaseosos.
• Shakeout: Excelente.
• Emisiones de gas en colada: Muy bajas.
• Regeneración: Se realiza mediante lavado para eliminar el SO2.

Sodium Silicate/CO2

Este proceso ofrece varias ventajas y desventajas:

Ventajas

• Proceso automatizado: Ideal para largas tiradas de producción.
• Rigidez y tolerancias: El macho resultante es muy rígido y ofrece buenas tolerancias dimensionales.
• Acabados superficiales: Buenos.
• Caja de machos: Se pueden utilizar cajas de plástico y madera.
• Tamaño: Apto para todas las dimensiones de piezas.

Desventajas

• Grandes tiradas: Requieren el uso de cajas de machos de metal.
• Higroscopicidad del aglutinante: El silicato de sodio absorbe agua del ambiente, lo que resulta en un período de almacenamiento corto para la mezcla.
• Shakeout y colapsabilidad: Son pobres.
• Recuperación de machos y arenas: Muy difícil.