PROCESO PARA DETERMINAR EL PORCENTAJE DE HUMEDAD EN LAS ARENAS DE MOLDEO RESUMEN: RESUMEN: la práctica del laboratorio se ejecutó los siguientes procesos por el cual se determinó el porcentaje de humedad en las arenas de moldeo, empleando un horno el cual evaporo la cantidad de humedad en una muestra de 50gr de dicha dicha arena. Se establecieron establecieron los diferentes diferentes macro constituyentes que componen la arena para moldeo como es, la arcilla, sílice y agua ( ; a través del hidróxido de sodio (NaOH), se decantó el excedente de arcilla para así determinar el porcentaje de sílice en la muestra. PALABRAS CLAVES: CLAVES: arena de moldeo, sílice, arcilla, alúmina, hidróxido de sodio.
se tomó una muestra de 50 gr de arena para
INTRODUCCION:
moldeo que equivalen al 100% de los macro Al realizar una pieza con material fundido (metal)
se
debe
preparar
un
molde
adecuado, para cumplir este objetivo se emplea una arena para moldeo, en donde a
elementos que la constituyen, contenidos en un recipiente de vidrio que tiene un peso de 70 gr para un total de 120gr.
través de este laboratorio se desea conocer
Para llevar a cabo el primer objetivo de la
los porcentajes de los diferentes macro
práctica se empleó un horno por resistencia
elementos que la constituyen.
eléctrica a una temperatura de 110 grados C° durante un tiempo de 15 minutos para
OBJETIVOS: 1.
extraer la humedad a la muestra obteniendo de
solo sílice y arcilla (seco). Después de dicho
humedad de la muestra de la arena
proceso la muestra arrojo un peso de 49gr
para moldeo
más el peso del recipiente. Partiendo de este
Determinar
el
porcentaje
resultado 2.
se
calculo
el
porcentaje
de
Determinar el porcentaje de arcilla y
humedad por medio de una regla de tres
sílice que constituyen la arena para
simple.
moldeo en la muestra tomada.
METODOLOGIA.
= 2% de
1gr: humedad de la muestra
50gr: masa total de la muestra.
Peso del recipiente vacío Secado de la muestra Peso de la muestra con la arena de moldeo
DESARROLLO TEORICO ¿Qué es sílice? Y ¿cuál es su papel en las arenas? La sílice es un material muy duro que se encuentra en casi todas las rocas. La sílice es el
componente
principal
de
la
arena,
arenisca, cuarcita, granito. Su papel en las arenas
de
moldeo
se
encuentra
representado en la refractariedad que es la que hace que el molde mantenga su forma y contenga el calor dentro de este, si la refractariedad es baja se corre el riesgo que la colada se funda con el molde haciendo que se dañe o se pierda, además permite la El peso de la muestra de la con el recipiente
permeabilidad para la evaporación de los
de vidrio.
gases presentes en la colada.
emplear el hidróxido de sodio NaOH Para decantar la sílice comprendida en la muestra, ¿Qué es la alúmina y cuál es su papel en las arenas?
seguidamente se realizaron lavados con agua al sílice para desechar la arcilla y se realizó el
La alúmina es el componente principal de la
secado de 1 hora de la muestra con el horno
arcilla la alúmina es el óxido de aluminio.
de resistencia para determinar el peso del
Junto con la sílice, es el componente más
sílice presente en la muestra.
importante en la constitución de las arcillas y los esmaltes, confiriéndoles resistencia y aumentando su temperatura de maduración.
Arrojando los siguientes resultados:
Aglutinante de las arenas del moldeo, este elemento hace que los iones de silicio (Si)
35.5 gr de sílice, 13.5 gr de arcilla.
sean reemplazados por iones de Al, esta
Partiendo del análisis se obtuvieron los
breve explicación sobre el comportamiento
siguientes porcentajes.
químico de las arcillas conocidas como feldespatos, estos son los que permiten la plasticidad dentro de la arena de moldeo y tienen un porcentaje de humedad que permiten esa plasticidad, entre un 2% mínimo y un 6% máximo. ¿Cuál es el contenido óptimo de SiO2 y Al2O3? Se recomienda que el contenido optimo o
Porcentaje de sílice presente.
x=27.5 Porcentaje de
arcilla presente. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS.
ideal para las arenas de moldeo está dado
Inicialmente
por un porcentaje aproximado de 30% de
porcentaje de humedad presente en la
alúmina que hace parte de la arcilla o su
muestra con el fin de determinar cómo
derivado conocido como bentonita y le da un
influía el peso del en la composición
sus propiedades de plasticidad, y un 70% de
se
realizó
un
análisis
del
como un todo de la arena, se llegó a la
sílice que es el que le da las propiedades
conclusión luego de que se secara por medio
refractarias a la arena de moldeo.
de un horno y pesar nuevamente la muestra
CALCULO DE LOS PORCENTAJES DE LOS ELEMENTOS PRESENTES
que el porcentaje de agua era del 2% y que equivalía a 1gr aproximadamente del peso total.
El siguiente proceso del laboratorio para continuar con el segundo objetivo, fue
Luego por medio del hidróxido de sodio
Las arcillas de moldeo se clasifican de
NaOH se separó la arcilla del contenido de
acuerdo a la cantidad de arcila y sílice
arena de moldeo presente en un total de
presentes en su estructura y de acuerdo a la
49gr de muestra. Se hacía mediante el
forma de los granos que pueden ser
proceso de decantación donde el sílice al ser
granulado esferoidal, granulado angular, y
más pesado que la arcilla quedaba en el
granulado compuesto.
fondo del recipiente, quedando así al final de todo el proceso el sílice presente en la muestra,
este
se
seca
en
el
horno
nuevamente para ser pesado y así calcular el porcentaje
de
arcilla
que
contenía
la
muestra. Las
También se puede comparar de acuerdo a a su dimensiones siendo estas de grano grueso, grano medio y grano fino. A
continuación
se
hará
un
cuadro
comparativo de la composición ideal para
siguientes
preguntas
ampliaran
el
concepto sobre arena de moldeo, para así compararla con la arena presente en el
una arena de moldeo y la que se encuentra en
el
laboratorio
de
la
UNIVERSIDAD
FRANCISCO DE PAULA SANTANDER.
laboratorio de procesos. PREGUNTAS
Y
DISCUSION
DEL
Cuadro comparativo de la muestra.
LABORATORIO # 1 y 2. Tierras grasas: con un % de Porcentaje arcilla superior al 18%
¿Qué es una arena para moldeo?
muestra
hallado de
en
laboratorio
la =
27.5% aprox.
Las arenas de fundición tienen como un
Tierras Semi grasa: con % de
origen común la roca madre de la cual
arcilla superior al 8% min y
derivan el cuarzo el granito compuesto de
max de 18%
feldespatos
como
Tierras magras: con un % de
aglomerante de la mica y el cuarzo. Las
arcilla superior al 5% min y 8%
y
mica
que
actúan
arenas de moldeo están constituidas por
NO APLICA
NO APLICA
max
granos de cuarzo (bióxido de silicio) ,
Arenas
que tiene la cualidad de ser muy refractario y
porcentaje menor del 5%
silicas:
con
un NO APLICA
por la arcilla que es un silicato hidratado de aluminio, que es el elemento de unión y confiere plasticidad y disgregabilidad al molde, la estructura propia de la arena asegura una permeabilidad de la misma. ¿Cómo se clasifican las arenas de moldeo?
¿Cuáles son sus principales cualidades? Dentro de las cualidades que más destacan los autores consultados sobre las arenas de moldeo resaltan 4 las cuales son:
1.
2.
La refractariedad: se determina por
cierre
la capacidad que tiene la arena de
acetileno,
someterse a grandes temperaturas
manómetro graduado en tanto porciento
sin mostrar signos de fusión.
de agua.
La cohesión o resistencia: depende
¿Qué es el agua de constitución en las
principalmente de la cantidad de
arenas?
aglutinante
presente
y
característica se somete a pruebas de cargas de rotura por compresión, tracción
por
flexión
y
por
cortadura. Siendo la primera prueba la
más
importante
pues
esta
determina si la arena soportara las fuerzas presentes a la hora de
presión
gas
acciona
el
Los autores consultados nombran esta agua como la humedad presente en la arcilla, esta humedad tiene la tendencia que no desaparece con gran facilidad pues puede llegar a los 300 C° y si se eleva
esta
temperatura
pierde
las
propiedades para ser moldeada y se conoce
como
“arena
muerta”.
El
segundo análisis que hace el autor es
moldearse la colada. 3.
cuya
produciéndose
del
porcentaje de humedad. Este tipo de
por
hermético,
que el agua de constitución tiene mucho
La permeabilidad: es la propiedad
que ver con la cantidad de agua que se le
que tiene la arena de ser atravesada
adicione a la arena y podrá afectar su
por los gases y que permite la
plasticidad en el proceso de moldeo.
evacuación de estos dentro del molde en el momento de vaciar la colada.
El agua libre se refiere al porcentaje
El deslizamiento: esta cualidad de la
4.
¿Qué es el agua libre en la arena?
arena resalta que esta llena todos los huecos de moldeo y se desliza hacia la superficie del mismo modo y no necesariamente en la dirección del
máximo admisible en las arenas de moldeo este porcentaje está dado por un máximo de 6% y un mínimo de 2%; estos porcentajes influyen en la plasticidad de la arena y su porcentaje de arcilla presente recordemos que esta es el
atacado.
aglutinante de las arenas para moldeo. Un porcentaje mayor de humedad o
¿Cómo funciona un hidrómetro? Es
un
aparato
para
determinar
el
“agua libre” dañaría estas propiedades.
porcentaje de humedad en la arena de
¿Cuál es la composición típica para una
moldeo. Se carga la arena húmeda y
arena de moldeo?
carburo de calcio en el recipiente, de
La composición básica para una arena de
alguna de estas hacen que cambien sus
moldeo es 70 % de sílice y un 30% de
propiedades y afecten el producto final
alúmina. Se recomienda hacer una lectura por ¿Qué es la permeabilidad en una arena?
parte del estudiantado para que haya una
Es la capacidad que tiene una arena para que haya espacios intermedios en su estructura y permita la evacuación de los gases que se presentan en la colada cuando se vierte dentro del cajón con la arena de moldeo.
mejor
apreciación
de
este
laboratorio y poder establecer mejor los parámetros que se establecen
en las
guías, un mejor acompañamiento del encargado del laboratorio para que el tiempo empleado en las practicas sean menores
y
se
entienda realizados
mejor
los
para
el
¿Qué relación tiene el contenido de
procedimientos
arcilla con el apizonado?
estudio de este curso de procesos.
La relación que existe entre el apizonado y el contenido de arcilla es que el sílice al ser sus granos más grandes hay espacios entre si y la arcilla por ser un aglutinante y tener granos más finos se posiciona dentro de esos espacios disminuyendo su permeabilidad, ocasionando que al verter la colada no se pueda evacuar esos gases dañando la pieza que se está moldeando por acumulación de gases. Conclusiones y recomendaciones Podemos concluir que las arenas para moldeo son de gran cuidado pues estas deben
cumplir
unos
estándares
establecidos y se deben identificar tanto el
porcentaje
de
humedad
y
el
porcentaje de sílice, el porcentaje de alúmina
que
hacen
que
las
características de la arena de moldeo sean precisas; y que la variación de
