Arena cerámica revestida para fundición
La arena cerámica revestida es un material de alto rendimiento utilizado en la industria de la fundición para la fabricación de moldes y machos. Representa una mejora significativa respecto a la arena de sílice tradicional, especialmente para la producción de piezas fundidas complejas de alta integridad.
En términos simples, es arena cerámica (el material base superior) recubierta con un aglutinante de resina termoendurecible (el «pegamento») , diseñado específicamente para curarse con calor.
1. ¿Qué es la base de “Arena Cerámica”?
La principal ventaja reside en el material base, a menudo conocido como perlas cerámicas o arena cerámica esférica . No se trata de una arena natural, sino de un producto sintético, que generalmente se crea fundiendo bauxita de alta calidad en un horno de arco eléctrico y luego pulverizándola para formar pequeñas perlas esféricas.
| Análisis químico[%] | |
| Al2O3 | 70-73 |
| SiO2 | 8-20 |
| Fe2O3 | ≤3 |
| TiO2 | ≤3,5 |
| Alto | ≤0,45 |
| MgO | ≤0,35 |
| K2O | ≤0,33 |
| Na2O | ≤0,08 |
| Propiedades físicas | |
| Forma del grano | Bola esférica |
| Redondez | 90% |
| Refractario: | ＞1790℃ |
| Coeficiente de forma | ≤1,1 |
| Relación de expansión térmica | 0,13 % (calentado durante 10 min a 1000 ℃) |
| Coeficiente de expansión térmica | 6×10-6 /℃(20-1000℃) |
| Conductividad térmica | 0,698 W/MK (1200 ℃) |
| Peso específico:: | 1,95-2,05 g/cm3 |
| Densidad aparente (LPD): | 3,4 g/cm3 |
| Color: | Negro |
| TALLAS DISPONIBLES | |
| AFS25-35, AFS35-45, AFS45-55, AFS55-65, AFS60-70, AFS70-80, AFS95-110
Tamaños personalizados disponibles a pedido. |
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Propiedades clave de la base de arena cerámica:
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Forma esférica: Las partículas perfectamente redondas ofrecen una excelente fluidez, lo que les permite llenar patrones de moldes complejos de manera densa y uniforme.
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Baja expansión térmica: Esta es su propiedad más importante. A diferencia de la arena de sílice, que se expande significativamente con el calor, la arena cerámica se expande muy poco. Esto prácticamente elimina defectos de fundición como las vetas (grietas en la arena que se rellenan con metal).
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Alta Refractariedad: Tiene un punto de fusión muy alto (superior a 1790°C), lo que lo hace adecuado para la fundición de todos los metales, incluidos aceros y hierros de alta aleación.
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Alta resistencia y durabilidad: Las perlas sinterizadas y densas son muy fuertes y resisten la rotura mecánica, lo que permite una excelente recuperación y reutilización.
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Químicamente inerte: Es neutro (ni ácido ni básico), lo que lo hace compatible con diversos sistemas aglutinantes.
2. El proceso «revestido»: creación de la arena revestida
El proceso de «recubrimiento» es el mismo que el utilizado para producir arena recubierta de resina estándar, conocido como proceso de recubrimiento en caliente :
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Calentamiento: La arena cerámica se calienta a una temperatura específica (alrededor de 140-160°C).
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Mezcla/Recubrimiento: La arena caliente se mezcla en una mezcladora. Se añade resina fenólica termoendurecible, que se funde y recubre la superficie de cada partícula esférica de arena.
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Adición de catalizador: se agrega un agente endurecedor (generalmente hexamina o «urotropina») para catalizar el curado de la resina cuando se calienta más tarde.
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Lubricación: Se añaden aditivos como el estearato de calcio para mejorar la fluidez y evitar el apelmazamiento durante el almacenamiento.
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Enfriamiento y tamizado: La mezcla se enfría y se tamiza para obtener un producto fluido y listo para usar.
3. Ventajas clave de la arena cerámica revestida
Al combinar el material base superior con el revestimiento de resina, ofrece beneficios excepcionales:
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Eliminación de defectos de vetas: debido a su expansión térmica casi nula, no se forman grietas en el núcleo/molde, lo que genera una reducción drástica en las tasas de descarte de piezas fundidas complejas como bloques de motor y culatas de cilindros.
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Acabado de superficie de fundición superior: Las partículas esféricas y lisas y la baja reactividad producen piezas fundidas con superficies muy limpias y lisas.
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Excelente fluidez: los núcleos y moldes se pueden empaquetar de manera más densa y uniforme, capturando detalles finos con alta precisión dimensional.
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Menor consumo de resina: Dado que las partículas esféricas tienen menor superficie y requieren menos resina para unirse eficazmente, el consumo puede ser entre un 15 % y un 30 % menor que con la arena de sílice angular. Esto también reduce la generación de gases durante el vertido.
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Alta resistencia del núcleo: las partículas de arena fuertes y duraderas y el recubrimiento de resina eficiente dan como resultado núcleos muy fuertes que pueden manejar secciones delgadas y complejas.
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Excelente recuperabilidad: Las perlas de cerámica son resistentes y se pueden reciclar muchas veces después de que la resina se elimina térmicamente, lo que mejora la rentabilidad a largo plazo.
4. Aplicaciones comunes
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Industria Automotriz: Bloques de motor, culatas, colectores de escape.
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Componentes hidráulicos: Cuerpos de válvulas complejos y carcasas de bombas.
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Fundiciones de acero de alta aleación: donde la resistencia al quemado y a la penetración es crucial.
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Cualquier núcleo complejo que sea propenso a vetearse o que requiera un acabado superficial de alta calidad.