El uso de arena fundida cerámica como arena de relleno es un excelente ejemplo de un sistema de moldeo compuesto . En lugar de construir todo el molde con un solo material costoso, se utilizan estratégicamente diferentes arenas donde sus propiedades son más necesarias:
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Arena de Revestimiento: La capa interna (en contacto con el metal fundido). Suele ser una arena especializada, como cromita, circón o una arena recubierta de resina de alto rendimiento, seleccionada por su resistencia directa a la penetración del metal y a las reacciones químicas.
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Arena de relleno/respaldo: La mayor parte del molde, detrás de la arena de revestimiento. Aquí es donde destaca la arena cerámica.
| 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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Por qué la arena fundida de cerámica es una excelente arena de relleno
La arena de fundición cerámica (aluminosilicato esférico sinterizado) posee una combinación única de propiedades que la hacen ideal para esta función.
| Ventaja | Explicación y beneficios |
|---|---|
| 1. Alta refractariedad | Con un punto de fusión típicamente >1790 °C, soporta fácilmente el calor conducido desde la capa de revestimiento sin sinterizarse ni fundirse. Esto garantiza que el molde conserve su forma y que la arena de soporte no se fusione con la arena de revestimiento. |
| 2. Baja expansión térmica | A diferencia de la arena de sílice, que se expande bruscamente alrededor de los 573 °C, la arena cerámica se expande muy poco. Esto es fundamental. Previene defectos de fundición como vetas y colas de ratón causados por la tensión inducida por la expansión en el molde. También reduce el riesgo de agrietamiento que podría permitir la penetración del metal. |
| 3. Alta conductividad térmica | Absorbe el calor de la pieza fundida más rápidamente que la arena de sílice. Esto produce una solidificación más rápida , una estructura de grano más fina en el metal y una mayor productividad de la línea de moldeo. |
| 4. Recuperación y reutilización superiores | Los granos de arena cerámica son esféricos e increíblemente duraderos. Resisten la recuperación mecánica con tasas de descomposición muy bajas. Dado que la arena de relleno constituye la mayor parte del molde, su alta reutilización (más del 90 %) reduce drásticamente la compra de arena nueva y la eliminación de arena residual, lo que ofrece un ahorro considerable a largo plazo. |
| 5. Excelente fluidez | Las partículas esféricas fluyen como el agua, lo que permite un llenado rápido y uniforme del molde en líneas de moldeo automatizadas. Esto crea un lecho de arena denso y consistente, sin zonas blandas. |
Implementación práctica en la fundición
Así es como funciona normalmente en un entorno de producción:
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Recubrimiento/Recubrimiento: La arena cerámica a menudo se recubre con un aglutinante adecuado (por ejemplo, uretano fenólico, furano) en un mezclador continuo.
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Moldura:
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Primero se introduce una capa de arena de revestimiento (por ejemplo, cromita) en la caja del modelo.
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Luego se inyecta la arena de relleno de cerámica recubierta de resina para llenar el resto del matraz.
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Curado y vertido: el molde se cura y se vierte el metal fundido.
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Desmoldeo y recuperación: Tras el vaciado, se desmonta el molde. La mezcla de arena (cerámica y arena de revestimiento) se envía a un sistema de recuperación.
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La robusta arena cerámica sobrevive a la recuperación y se devuelve al proceso.
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Se puede recuperar una parte de la arena del revestimiento, pero periódicamente se añade arena fresca para mantener la calidad de la capa de revestimiento.
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