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Ing. Leonardo Jurez Tapia
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Los corazones o machos se emplean para crear los orificios y
cavidades en las piezas, como tambin para obtener las
superficies exteriores de las mismas.
Al llenar el molde generalmente los machos estn rodeados
con la masa fundida y por eso deben poseer una altapermeabilidad, resistencia mecnica, refractariedad y
calapsibilidad.
Los machos se elaboran en cajas o con tarrajas a mano o enmaquinas y maquinas automticas, por los mismos
procedimientos que para el moldeo.
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Corazones (machos noyos)Son insertos en la cavidad del molde previos a la colada
El metal lquido fluye entre la pared del molde y del corazn, dandoorigen a piezas huecas.
Puede requerir soportes para evitar su movimiento durante el llenadode la pieza, llamados chaplets
Tienen mayores propiedades que la mezcla de arena en verde
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La estructura de los corazones o machos:
Las plantillas de los machos aseguran su estabilidad en el molde, una fijacin precisa de
su posicin como tambin la evacuacin de gases que se desprenden del macho al
llenarse el moldeLas plantillas deben de ser de tal medida que resistan la carga de la masa del macho, la
presin de la masa fundida sobre el semimolde superior y el macho sin que estos se
deformen, como tambin tener una configuracin tal, que excluya la posibilidad de
desplazamiento del macho. Fig 99
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Armaduras de los machos:Para aumentar la resistencia de los machos en ellos se conforma una armadura-
armazn de endurecimiento, la cual se elabora de alambre de acero o de
armazones de fundicin
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En el Moldeo en verde se trabaja con
Resistencia a la compresin de 15 a 30
psi
Sometido a esfuerzo de compresin
Los gases recorren un camino corto
El calor del metal se transmite a la masa
del molde que es unas 4 o 5 veces mayorque el peso del metal
La arena no se calienta demasiado
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En cambio el corazn trabaja a flexin,compresin, corte y traccin, al solidificar el
metal, debe perder totalmente su cohesin para
poder extraerlo de la pieza, los gases
generados en la colada, deben recorrer lo largodel corazn y parte del molde para salir a la
atmsfera; Los aglutinantes orgnicos le
confieren al corazon resistencia a la
compresin. de 500 a 800 psi.
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CORAZON
El corazn absorbe la temperatura del metal.
Requieren propiedades diferentes al molde yno se hacen con la misma mezcla del molde.
Se fabrican de mezclas de aglutinantesorgnicos
P i
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Procesos qumicos, para
moldes y corazones
CAJA CALIENTE
Proceso Shell o de cscara
CAJA FRIA
Proceso Autofraguante (No Bake)
Proceso CO2 Silicato de sodio
Proceso Isocure (Solo corazones)
Proceso Pet Set
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Procesos para elabo rar corazones:Sil icato-CO2Caja fra (No bake, pet set e isocure)
Caja caliente ( sh ell)
Mqu ina para co razones
shel l Acabado de co razones
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Proceso shell
Se emplea para fabricar moldes y
corazones
Tienen poco peso, no absorben humedad
Producen pocos gases, por ser una sola
cascara
Bajo consumo de arena Precisin dimensionad alta
Excelente acabado superficial de la pieza
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Fundicin en cscara proceso shell
Se usa sa arena recubierta con un aglutinante orgnico, que se fragua con el
calor. Al depositarse sobre un modelo metlico caliente se endurece y
origina una cubierta de arena dura, que al unirse dos mitades origina el
molde de fundicin.
Shell mould
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DESCRIPCION DEL PROCESO
PLACA MODELO O CAJA DE CORAZON METALICA
El PLACA O CAJA SE CALIENTA CON QUEMADORDE GAS O RESISTENCIA ELECTRICA, HASTA TEMP.
UNIFORME LA TEMPERATURA DE LA CAJA DEBE SER DE 250 A
300C
BAJA TEMPERATURA; CORAZONES CRUDOS,
TENDENCIA A DEFORMARSE Y MAYORGENERACION DE GASES.
TEMPERATURA ALTA; SUPERFICIE QUEMADA,EROSIONABLE, BAJA RESISTENCIA Y ACABADOSUPERFICIAL DEFICIENTE.
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CORAZONES CHICOS Y DELGADOS;
TEMPERTURA ALTA Y TIEMPO DECURADO CORTO
CORAZONES GRANDES Y PAREDGRUESA
TEMPERATURA BAJA Y TIEMPO DE
CURADO LARGO
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TECNICAS DE FABRICACION
MANUAL
MECANICO (MAQUINAS SOPLADORAS)
AUTOMATICO
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COMPONENTES
ARENA FINA DE SILICE, GRANO REDONDO OMEZCLA DE REDONDO Y SEMIANGULAR.
RESINA DE FENOL FORMALDEHIDO.
CATALIZADOR HEXAMETILENTETRAMINA (15%)
ADITIVO (ESTEARATO DE CALCIO O ZINC, 2 A 2.5%)
DESMOLDANTE
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VENTAJAS E INCONVENIENTES TAMAO DE PIEZAS LIMITADAS POR LA CAPACIDAD
DE LA MAQUINA
PIEZAS DE PAREDES DELGADAS PRECISAS,COMPACTAS Y BUEN ACABADO SUPERFICIAL
SE PUEDE VACIAR CUALQUIER TIPO DE METAL
SE PUEDE RECUPERAR LA ARENA
SE REQUIERE DE HERRAMENTAL PRECISO YMAQUINADO, LO Q ELEVA SU COSTO
EL PROCESO NO PERMITECOLOCAR FACILMENTESISTEMA DE COLADA Y ALIMENTACION
CONTROL RIGUROSO DE MATERIALES YTEMPERATURAS
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Variables de control de la fabricacin del molde en
cscara
Tipo de recubrimiento orgnico de la arena (resina fenlica, furnica,etc.)
Temperatura de la placa modelo
Tiempo de contacto
Espesor de la cscara
Tiempo de fraguado
Propiedades evaluadas de la mezcla de moldeoResistencia en seco
Resistencia al corte
Dureza del moldeTamao de grano AFS
Otras variables:
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Ejemplos de piezas coladas en molde por cscara
Description: Resin-coated sand is poured onto hot metal
patterns, curing into shell-like mold halves
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PROCESO AUTOFRAGUANTE NO BAKE
DESARROLLADO EN EUROPA EN LA DECADA DE LOS 50 INICIALMENTE SE UTILIZO PARA CORAZONES PERO
ACTUALMENTE SE APLICA TAMBIEN EN MOLDES EN MOLDEO EN VERDE SE TIENEN RESISTENCIAS DE 20 A 30
PSI.
UNA ARENA CON 1.5 % DE RESINA ALCANZA RESISTENCIASHASTA DE 500 PSI.
PERMEABILIDAD ALTA. POCA GENERACION DE GASES ALTA COLAPSIBILIDAD
GENERA ATMOSFERA REDUCTORA, QUE EVITA LAOXIDACION Y PENETRACION DEL METAL, OBTENIENDOPZAS. MAS TERSAS.
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SE PUEDE RECUPERAR LA ARENA
POR ATRICION O FROTADO OTERMICAMENTE
CONTROLAR PERDIDAS POR
CALCINACION (L.O.I.) NO DEBE SER MAYOR DE 3%
LA DEMANDA ACIDA DEBE
MANTENERSE EN NIVELES BAJOS
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MEZCLADO DE LA ARENA CON LA RESINA
LA MEZCLA PUEDE HACERSE A MANO O CON
CUALQUIER MEZCLADOR, PREFERENTEMENTE UNMEZCLADOR CONTINUO
LA CANTIDAD DE RESINA VARIA DE 1.25% A 2.5%EN FUNCION E LA RESISTENCIA QUE SE DESEAOBTENER
LA PROPORCION DEL CATALIZADOR ES DE 30 A 40% BASE RESINA
SE MESCLAN LA ARENA CON LA RESINA Y LUEGOEL CATALIZADOR
LA REACCION QUIMICA INICIA DESDE EL MOMENTOEN QUE SE JUNTAN LA RESINA CON ELCATALIZADOR
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LA VIDA DEL BANCO DEPENDE DE LASTEPERATURAS, TANTO AMBIENTE
COMO DE LA ARENA UNA ALTA TEMPERATURA ACELERA
LA VELOCIDAD DE FRAGUADO
DEPENDE TAMBIEN DE LA DEMANDADE ACIDO ADV DE LA ARENA
LA PROPORCION DEL CATALIZADORES IMPORTANTE A MAS
CATALIZADOR, MAYOR VELOCIDAD DEFRAGUADO Y MENOR VIDA DELBANCO
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VENTAJAS
DISPOSICION DE UNA AMPLIA VARIEDAD DERESINAS, CON BAJOS CONTENIDOS DE
NITROGENO
SE ADAPTAN A UN AMPLIO RANGO DE
MOLDES, CORAZONES Y CONFIGURACIONESALTA PRECISION DIMENSIONAL
SE FABRICAN MOLDES SIN CAJAS DE
MOLDEOBUENA COLAPSIBILIDAD
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DESVENTAJAS
LA REACCION DE POLIMERIZACION O
FRAGUADO GENERA AGUA Y DEBE SALIR ATRAVES DE LA ARENA Y EVAPORARSE
EN MOLDES MUY GRANDES EL FRAGUADOEN EL CENTRO DEL MOLDE TARDA MAS DE
1 HORA SE RECOMIENDA PARA MOLDES Y
CORAZONES NO MUY GRANDES
SE PUEDEN UTILIZAR PINTURAS
DEBAJO DE 10C Y UNA HUMEDAD A 80%NO ES POSIBLE MOLDEAR CON ESTEPROCESO.
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Proceso CO2 Silicato de sodioEl silicato de sodio no es un compuesto
qumico, si no una mezcla de slice, SiO2y oxidode sodio Na2O
La relacin de SiO2/Na2O, recibe el nombre demodulo
En fundicin se emplean mdulos de 1.4 a 1.9.de la cantidad de agua y del modulo depende la
densidad y viscosidad
El silicato de sodio con el calor del metalcolado, se convierte en un vidrio, los granos dearena del molde o corazn, quedan inmersos enese vidrio y es imposible sacar un corazn, por
lo que se agrega un agente colapsible
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Para preparar una mezcla se
aade a la arena el silicato desodio, en una proporcin de 4 a 6
% y se mezcla
Para hacer el molde o corazn, se
compacta la arena en la caja decorazones o sobre la placa modelo
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luego es necesario aumentar la
proporcin de SiO2 del silicato o
modulo eliminando el agua oneutralizando el oxido de sodio
Al aumentar el modulo, el silicio se
hace muy viscoso convirtindose
en un vidrio, que mantieneunidos a los granos de arena
provocando el endurecimiento o
fra uado de la arenaC l i t d t l
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Cualquier mtodo para aumentar el
modulo del silicato es valido. Se
puede estufar, en un horno demicroondas, aadirle a la arena un
producto que reaccione con el
oxido de sodio y con el aguaconvirtindose as, en un proceso
autofraguante, puede emplearsepara este fin, escoria de alto horno
molida, ferro silicio en polvo o un
ester orgnico.
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Otra forma de endurecer la arena
consiste en pasarle un flujo de
bixido de carbono gaseoso a baja
presin. El bixido de carbono
arrastra el agua del silicato enforma de acido carbnico,
neutraliza el oxido de sodio
convirtindolo en carbonato desodio y con esto aumenta el
modulo del silicato
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Es muy importante emplear el
modulo adecuado del silicato desodio. Un modulo alto, requiere
muy poco gas para fraguar, pero
los enlaces que unen los granosde arena se hacen frgiles con el
tiempo, por lo que no es posible
almacenar estos corazones.
resistencia.
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Un modulo bajo, requiere mas
gas para el fraguado, pero losenlaces no son frgiles y los
moldes o corazones puedenalmacenarse varios das, se
han almacenado moldes con
silicato de modulo 1.4 , 3 aos,sin perdida de resistencia
Las ventajas principales del proceso son
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Las ventajas principales del proceso sonlas siguientes:
La practica de moldeo o corazoneria es fcil,semejante al moldeo con arena en verde.
El gas carbnico, CO2 es seguro, incombustible,
fcil de manejar.
El silicato de sodio es barato y no esta sujeto a la
variacin de los precios internacionales.
No se requiere de estufado.
No requiere de mano de obra especializada.
Los moldes y corazones tienen buena precisin
dimensional.
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Algunos inconvenientes son:
Corazones sensibles a la humedad, si se
emplean silicatos de modulo alto y se
almacenan.
Generacin de gases importante, por la
adicin del agente colapsible.
Si la arena no se utiliza pronto, se seca y
ya no se puede utilizar.
La arena no se puede recuperar.
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