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• Gino Paolo Miguel Peceros

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INFORME DE ANÁLISIS DE ARENAS PARA FUNDICIÓN MC214-A Objetivo En este laboratorio determinaremos, utilizando las normas de la Sociedad Americana de Fundición (AFS), los componentes y características de la arena de moldeo que utilizamos al realizar el proceso de fundición.

Equipos utilizados 

Balanza



Lámpara de secado



Elutiador



Juego de Tamices



Microscopio

Materiales a utilizar 

Arena para fundición ya utilizada



Sílice y bentonita puros



Agua

Procedimiento Determinación del % de humedad Se toma una de 20 gr. y se lleva a una lámpara de secado durante 15 minutos, luego se procede a pesar la muestra seca y por diferencia de pesos se determina la humedad

Determinación del % de sílice y bentonita Se toma una muestra de 50 gr (muestra total),el cual se somete a un proceso de lavado en el elutiador de la siguiente manera: 

A la muestra se le agrega 700 cc de agua



Se procede a agitar en el Elutiador durante 3 minutos



Se agrega 200 cc más de agua la lámpara de secado



Se deja que decante 1 minuto



Por el principio de sifón se elimina el exceso de agua y la bentonita



Se repite el procedimiento hasta obtener Sílice pura



Una vez obtenida la Sílice pura se lleva a la Lámpara de secado y luego se pesa



Por diferencia se obtiene el peso de bentonita ( considerar la cantidad de agua ya determinada para el cálculo) y de acuerdo al Cuadro 1 determinar el tipo de arena.

Determinación del índice de finura (IF) 

La Sílice obtenida se tamiza.



Se procede a pesar las cantidad de Sílice que queda en cada tamiz.



Se aplica la formula respectiva: ∑ ∑ Donde: Pi = Porcentaje en peso en función de la muestra total Ki = Constante de cada malla (ver cuadro Nro 2 )



De acuerdo al cuadro N° 3 se determina el Índice de Finura y el tamaño promedio de grano

Determinación de la forma de grano Luego de pesar la sílice de cada tamiz se procede a ver en el microscopio la forma de grano.

Resultados Peso (g) 20 19 50 37.7 2.5 9.8

Muestra 1 Muestra seca Muestra 2 Silice H2O Bentonita

Malla Nro 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (fondo) -

Aplicando la fórmula:

gr

K 0.0 0.1 0.4 6.6 4.8 4.4 7.0 8.2 3.7 1.1 0.7 37.0

6 12 18 30 40 50 70 100 140 170 200 -

Pi Sílice pura 0.0000 0.2653 1.0610 17.5066 12.7321 11.6711 18.5676 21.7507 9.8143 2.9178 1.8568 98.143

% 100 95 100 75.4 5 19.6

Pi*Ki 0.0000 3.1830 19.0981 525.1989 509.2838 583.5544 1299.7347 2175.0663 1374.0053 496.0212 371.3528 7356.4987

C acum 0.0000 0.2653 1.3263 18.8329 31.5650 43.2361 61.8037 83.5544 93.3687 96.2865 98.1432 -

Gráficos

C distribuida 25

21.7507

C acumulada

18.5676

17.5066

20

12.7321 11.6711

15

9.8143

10 5

2.9178 1.8568

0.0000 0.2653 1.0610

0 -5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

N° de malla

C acumulada 120

93.368796.286598.1432 83.5544

C acumulada

100 80

61.8037

60

43.2361 31.5650 18.8329

40 20

C acum

0.0000 0.2653 1.3263

0 -20

1

2

3

4

5

6 7 N° de malla

8

9

10

11

Cuestionario 1. Indique la composición de la muestra analizada. 75,4% de sílice; 19,6% de bentonita y 5% de humedad 2. En concordancia con los datos obtenidos en el laboratorio, con respecto a la humedad, indique si esta dentro del rango que se pide para arenas en verde.

En lo que respecta a la humedad, podemos decir que la arena analizada si se encuentra dentro del rango de arenas en verde pues el porcentaje es de 5%, valor permitido para arenas en verde. 3. Según el contenido de aglutinante, clasificar que tipo de arena es la analizada (justifique su respuesta). Respecto al porcentaje de aglutinante, en el análisis hemos obtenido un 19% de bentonita (>18%) por lo cual la arena sería grasa. 4. ¿Cuál es el tamaño promedio de grano de la muestra analizada? (Justifique su respuesta). ¿Es la correcta para utilizarla como arena de contacto? Para el tamaño promedio de grano utilizamos la fórmula:

∑ ∑

, con la cual

obtuvimos que el tamaño promedio de grano es 0,295 mm el cual no sería el más indicado para una arena de contacto pues para arena de contacto debería ser fina o finísima para que se acomode mejor a la superficie del modelo. 5. Teniendo en cuenta la distribución de los granos en la malla, indique usted cómo influye en la cohesión de la arena (justifique su respuesta). Mientras más fina sea la arena q utilicemos, mayor compactación tendrá ésta pues existirá menor cantidad de vacíos intergranulares. 6. Indique usted de acuerdo a los laboratorios realizados si 2 arenas con el mismo Índice de finura, pueden tener diferente granulometría? (explique su respuesta) Claro que sí, el índice de finura es una herramienta matemática que promedia los diferentes tamaños; es como que en la UNI, dos alumnos pueden tener el mismo promedio ponderado sin necesidad de tener las mismas notas. 7. ¿Cuál es la que tiene la distribución de granos más favorable para un proyecto que tiene un gran volumen?

Para un proyecto de gran volumen del cual suponemos que no posee detalles muy pequeños con geometría complicada debería bastar con el uso de arena media-fina de contacto y gruesa-muy gruesa de relleno. 8. ¿Cuál es la distribución de granos que es más favorable para un proyecto de pequeño volumen? Para un proyecto de pequqñño volumen conviene usar arena fina-finísima de contacto y media-gruesa de relleno pues los detalles de dicha pieza son pequeños y los granos grandes no se acomodarían bien. 9. ¿Se puede variar el índice de finura?¿Cómo? Cuando tamizamos la arena, estamos retirando granos hasta un cierto tamaño que nos conviene con lo cual estamos cambiando el índice de finura. 10. Al variar el IF, ¿como varían las curvas acumulativa y distributiva? Al aumentar el índice de finura, el máximo de la curva distributiva se desplaza hacia la derecha pues existe mayor cantidad de granos finos y viceversa. Respecto de la curva acumulativa podemos decir que a mayor índice de finura, tiene un crecimiento respecto de x menor que el de un índice de finura bajo. 11. Si deseamos obtener por medio de la solidificación direccional de una sola dentrita, ¿que IF es el apropiado? (Grano fino o grano grueso) El grano grueso sería el indicado para obtener un gradiente de temperatura negativo lo cual contribuye a la formación de dentritas 12. Teniendo en cuenta que la formación de la rugosidad del producto fundido esta ligada al índice de finura y a la forma de granos indicar: a. Si a mayor o menor IF tendrá mejor acabado superficial

Intuitivamente podemos decir que a mayor índice de finura, el producto tendrá un mejor acabado superfiacial, lo cual es corroborado con los resultados del laboratorio de moldeo y colada b. La forma del grano (redondos o angulosos) nos da mejor acabado superficial Lo mejor para el acabado superficial es que los granos sean redondos, de esta manera no generan incrustaciones en el material fundido. 13. La variación de humedad como altera el IF A mayor humedad, la bentonita absorbe el agua y se expande lo cual contrae la sílice, ocasionando que los granos de arena sean más finos; por lo tanto, a mayor humedad le corresponde un mayor índice de finura.