T ECHNOLOGY AND THE C LASSROOM

AUTOFRAGUANTES FENÓLICO URETANAS.

Una vez que se ha realizado una combinación de tipos de moldeo en arena (moldes con arena verde y noyos respectivos en arena aglomerada con resinas autofraguantes fenólico uretanas) y una vez obtenidas las piezas se ha determinado la calidad de éstas, se procede a elaborar tanto los moldes como los noyos con arena aglomerada con resinas autofraguantes fenólico uretanas,

Como consecuencia del análisis de las piezas fundidas con anterioridad se determinó que el mejor acabado superficial interno se obtuvo con los noyos cuyo contenido de resina fue 3%; además se estableció que con los tres porcentajes de catalizador (4, 6 y 8%) no se observó una diferencia evidente en el acabado superficial, por lo que se decide elaborar tanto el molde como el noyo con 3% de resina, relación Parte I: Parte II de 60:40 y porcentaje de catalizador de 4%.

La elaboración del noyo se realiza de la misma forma que en el caso anterior utilizando la misma caja de machos.

Para elaborar el molde, primero se selecciona un par de cajas de moldeo de menores dimensiones que para el moldeo en verde, ya que debido a que la recuperación de la arena implica un proceso más complejo se debe optimizar el uso de materiales, también debido a la capacidad de la mezcladora de arena del laboratorio de fundición de la EPN y por último porque una de las ventajas de este tipo de moldeo al presentar una mayor resistencia los moldes, permite desmontar las cajas para el colado del metal sin que el molde sufra daños, a diferencia del moldeo en verde manual

Luego se mide la masa de arena base necesaria .para elaborar el molde, la cual corresponde a 10 kg, se calcula la cantidad de aglomerante de acuerdo a los porcentajes determinados (180 g de Parte I, 120 g de Parte II y 7.2 g de catalizador) y de acuerdo a la capacidad de la mezcladora de arena se decide realizar dos mezclas para cada una de las dos cajas de moldeo, es decir la mezcla se realizará en cuatro etapas.

El modelo se recubre de grafito y se centra en la caja hembra, luego se mezcla 2.5 Kg de arena, 45 g de Parte I, 30 g de Parte II y 1.8 g de catalizador (primero la arena y el catalizador durante 45 segundos y luego de añadir las Partes I y II se mezcla otros 45 segundos) y se cubre el modelo sin necesidad de apisonar, luego se realiza otra mezcla de moldeo con las mismas cantidades de arena y aglomerante y con dicha mezcla se rellena la caja de moldeo. Una vez transcurrido el tiempo de desmolde (aproximadamente 20 minutos) se voltea la caja, se despejan las aristas del modelo y se efectúan movimientos para que el modelo vibre y pueda ser desmoldeado con facilidad.

Luego se coloca la caja macho, la otra parte del modelo también recubierta con grafito y en una posición adecuada los tubos que constituyen parte del sistema de alimentación (canal vertical y respiradero). Al igual que en la caja hembra se realiza la mezcla de moldeo en dos etapas hasta llenar la caja.

Figura 5.22. Elaboración del molde con resinas autofraguantes fenólico uretanas

Fuente: propia

Una vez transcurrido el tiempo de desmolde se retiran los tubos para el sistema de alimentación y se remueve arena para formar una especie de embudos para la entrada del metal fundido. Luego se separan las cajas, se remueve arena de la caja inferior para dar forma a los alimentadores de metal que van de los canales a la pieza y se procede a retirar ambas partes del modelo efectuando movimientos vibratorios sobre dichas partes.

Figura 5.23. Molde y noyo elaborados con resinas autofraguantes fenólico uretanas

Antes de cerrar las cajas se remueven posibles residuos de arena con aire comprimido y se coloca el noyo respectivo; y una vez cerradas las cajas se colocan pesas para evitar que éstas se separen debido a la presión metalostática.

Figura 5.24. Moldes cerrados y con pesas para el colado de metal

Fuente: propia

Se repite el proceso de carga y fusión de aluminio en el horno fijo a gas del laboratorio de fundición para realizar el colado de metal en el molde.

Figura 5.25. Colado de aluminio fundido en los moldes

Fuente: propia

Figura 5.26. Pieza desmoldeada

Fuente: propia

Cuando la pieza se ha enfriado se remueve el sistema de alimentación y posibles rebabas.

Figura 5.27. Pieza una vez removido el sistema de alimentación y las rebabas

Fuente: propia

5.3.1.1. Acabado superficial externo (moldeo con resinas autofraguantes)

Una vez que la pieza ha sido desmoldeada, se observa que ésta tiene una coloración oscura en la mayoría de su extensión. Esto se atribuye a las reacciones químicas entre el material aglomerante de los moldes y noyos y el metal fundido durante el colado y solidificación.

Figura 5.28. Pieza obtenida por moldeo con resinas autofraguantes fenólico uretanas

Fuente: propia

Analizando la pieza obtenida se establece que el acabado superficial de la superficie externa presenta una gran uniformidad, no es completamente liso, sino presenta una rugosidad no tan apreciable relacionada con la granulometría de la arena utilizada. También se observa mucha nitidez en los detalles.

Figura 5.29. Pieza obtenida por moldeo con resinas autofraguantes fenólico uretanas

Fuente: propia

5.3.1.2. Acabado superficial interno (moldeo con resinas autofraguantes)

La parte interna de la pieza también presenta una coloración oscura en la mayoría de su extensión, lo cual se atribuye a las reacciones químicas entre el material aglomerante de los moldes y noyos y el metal fundido durante el colado y solidificación.

Figura 5.30. Superficie interna de la pieza obtenida una vez retirado el noyo

Fuente: propia

Analizando la superficie interna se establece al igual que la superficie externa ésta posee una gran uniformidad y los detalles se aprecian con nitidez. La rugosidad presente se debe a la granulometría de la arena utilizada (media).

Fuente: propia

5.3.2. DEFECTOS DE FUNDICIÓN

5.3.2.1. Defectos en la superficie interna (moldeo con resinas autofraguantes)}

Porosidad

En la pieza fundida se presenta únicamente el defecto de porosidad, el cual está presente en una sección. Esta porosidad se atribuye a la presencia de gases; los poros son muy pequeños no tan perceptibles y son redondeados y lisos. En este caso no hay presencia de agua en los moldes, por lo que la presencia de hidrógeno proviene principalmente del aglomerante; el hidrógeno también puede ser absorbido de la atmósfera o de la humedad de los crisoles y herramientas. Los gases de combustión del horno a gas también pueden ser una fuente de hidrógeno.

Figura 5.32. Sección con porosidad en la pieza fundida

Fuente: propia

5.3.2.2. Defectos en la superficie interna (moldeo con resinas autofraguantes)

Porosidad

En la superficie interna, también el único defecto presente es la porosidad, que en este caso es muy dispersa y prácticamente imperceptibles (poros lisos y redondeados). Esta porosidad se atribuye a la presencia de gases provenientes principalmente del aglomerante, el hidrógeno también puede ser absorbido de la

atmósfera o de la humedad de los crisoles y herramientas, así como de los gases de combustión del horno a gas. Se presentan menos poros que en la superficie interna de la pieza en la que el contenido de aglomerante en el noyo es el mismo, pero el molde es de arena verde.

Figura 5.33. Sección con porosidad en la zona interna de la pieza fundida

Fuente: propia