Tecnologías de Fabricación de Machos en Fundición: Procesos y Características

Dextrinas, melazas, lignina, etc., se utilizan para dar al macho (core) consistencia en verde.

Proceso de Machos con Aceite (Core Oils)

Proceso

• Granos de arena (sílice) mezclados y recubiertos por aceite/resinas y otros ingredientes.
• Macho o mitades de macho compactadas en caja de machos.
• Se colocan en secaderos para machos (recipientes hechos de metal o material resistente al calor y maquinados según el contorno del macho).
• Secado: horno a 205-232ºC (una hora por pulgada de espesor del macho).
• Enfriado y pegado de partes.
• Curado del pegamento: crea resistencia mediante secado en horno.

Ventajas

• Cajas de madera o plástico para producciones de baja cantidad.
• Machos producidos por aceite: buenas propiedades de shakeout (extracción tras su uso).

Inconvenientes

• Se precisa energía térmica para el curado.
• Soportes de secado: necesarios para apoyar el macho mientras cura en el horno.
• Tipo de macho que genera gran cantidad de gas.
• Proceso que requiere mucho tiempo.
• Tolerancia dimensional: peor calidad en machos pegados.
• Requieren post-curado del macho en horno.

Tipos de Estufas para Machos

La circulación de aire y gases calientes facilita la oxidación del aceite y arrastra el vapor de agua que se desprende al calentarse.

Tipos:

• Estufas de Bandejas: Armario con bandejas. En la parte inferior: hogar para el carbón o quemadores de gas.
• Estufas Discontinuas:
  • Baterías de estufas con hogar común.
  • Ventiladores: envían aire y gases calientes a un conducto general (con regulación individual de aire y gases para cada estufa).
  • Ventaja: permite cocer en cada estufa un tipo de macho determinado.
• Estufas Continuas:
  • Cámara horizontal o vertical, por la que circula un transportador de cadenas con plataformas en las que se colocan los machos.
  • Hogar: quema el carbón, gas o combustible para caldear el aire que circula por la cámara de la estufa.
  • Carga: por un costado y descarga por el extremo opuesto.
  • Velocidad de carga del transportador: asegura un curado homogéneo y completo de todos los machos.
  • Trabajo en serie de machos de tamaño y tipo uniforme.
  • Estufas grandes horizontales (tipo vagonetas): para el cocido de machos de grandes dimensiones.

Proceso Hot Box

• Utiliza resina líquida que proporciona resistencia en verde.
• Aire caliente (225ºC) comprimido es insuflado en una caja que contiene la mezcla de arena y resina.
• El aire escapa de la caja por una ranura.
• Tiempo de curado: 10-120 segundos.
• Horno: los machos son extraídos de sus cajas y puestos en platos de soporte para la eliminación de humedad y el endurecido del aglutinante.
• Aglutinantes: resina furánica o fenólica en estado líquido.
• Catalizadores: aceleran la reacción.

Reacción Química:

Resina (líquida) + Catalizador + Calor = Resina (sólida) + Agua + Calor

Proceso Warm Box (Cajas Templadas 150-190ºC)

• Aglutinante: alcohol furfurílico (resina termoendurecible).
• Catalizador: ácido (la función y proporción, 10-15% del contenido aglutinante, dependen de la resina empleada).

Reacción Química:

Resina + Ácido + Calor = Resina Curada

Nota: Las resinas de origen furánico deben ser sometidas constantemente a tratamiento en mezcladores y ser vertidas directamente a la caja de machos.

Proceso Shell Moulding (Croning Process, Moldeo en Concha)

• Arena fina (100-150 mesh) y resina termoendurecible sobre un patrón de metal precalentado.
• La resina cura sobre el patrón, formando la concha.
• Se unen dos conchas iguales para formar la pieza definitiva.
• Espesor de la concha: depende de la temperatura del patrón y del tiempo de curado.

Defectos Comunes:

• Peelback: Capas de arena onduladas antes del desmoldeo, provocado por la baja viscosidad de la resina.

Aglutinantes y Catalizadores:

• Aglutinantes: Fenol formaldehído (resinas novolaca).
• Catalizadores: Hexametilentetramina (hexamina o hexa).

Reacción Química:

Novolaca + Hexa + Calor = Resina Curada + Amoniaco

Ventajas

• Excelente macho o superficie de molde y buena exactitud dimensional.
• Periodo de almacenamiento indefinido.
• Apto para alta producción.
• Uso de otros materiales diferentes de la arena de sílice.
• Ahorro de material.

Desventajas

• Limitaciones de tamaño en los machos y moldes.
• Requiere energía térmica.
• Cajas de machos caras.
• Limitado a pequeños castings de acero.
• Desprende gran cantidad de gas nocivo en moldeo y vertido (requiere sistemas de eliminación de gas).