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La fundición en arena es uno de los métodos más antiguos y utilizados en el proceso de fundición de metales. Su principio básico es verter metal fundido en un molde de arena preparado previamente y luego sacarlo después de que el metal se enfríe y solidifique para obtener la forma deseada. de piezas fundidas. El núcleo de este proceso radica en la preparación de moldes de arena, y la selección de materiales de los moldes de arena está directamente relacionada con la calidad, la eficiencia de producción y el costo de las piezas fundidas. En este artículo se presentarán en detalle los principalesMateriales utilizados en la fundición en arena.

¿Qué materiales se utilizan en la fundición en arena?

La fundición en arena es compatible con muchos materiales; sin embargo, se usa más comúnmente con metales. La elección del material adecuado depende del rendimiento de la fundición, el volumen de producción, etc. Los materiales más utilizados en la fundición en arena incluyen:

1. Aluminio

El aluminio es uno de los materiales de fundición en arena más utilizadosdebido a sus propiedades mecánicas. Tiene una alta relación resistencia-peso, baja densidad, resistencia a la corrosión y moldeabilidad. Las aleaciones comunes de fundición de aluminio en arena incluyen ADC12, AL6061 y A356. La fundición en arena de aluminio requiere arenas base como la silicocromita y la cromita.

2. Bronce

El bronce, una aleación de cobre y estaño, es un material común para la fundición en arena.La fundición en arena del bronce depende de sus diferentes aleaciones, que se basan en la relación entre el cobre y el estaño o en la presencia de otros elementos como el aluminio, el zinc, el níquel y el hierro. Las aleaciones de bronce adecuadas para la fundición en arena incluyen bronce de aluminio, bronce de manganeso y bronce al silicio. Cada aleación de bronce tiene sus propias propiedades. Por ejemplo, el bronce de aluminio y el bronce de manganeso tienen alta resistencia, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y buena tenacidad. El bronce de manganeso tiene resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y propiedades mecánicas excepcionales. El bronce al silicio, por otro lado, tiene buena maquinabilidad y moldeabilidad.

3. Latón

El latón es una aleación de cobre y zinc que, debido a su alto contenido elemental, es resistente al óxido y a la corrosión. El latón no contiene hierro ni óxido de hierro. El latón tiene buena conductividad eléctrica y resistencia a la tracción. Por lo tanto, el latón es un material de fundición en arena muy popular para piezas que requieren tales propiedades.

4. Zinc

El zinc es un material fuerte con alta dureza, resistencia a la corrosión y moldeabilidad. Además, la resistencia y dureza del zinc facilita la producción de piezas de paredes más delgadas después de la aleación.El zinc es más fácil de fundir en arena que el aluminio.

5. Plomo

El plomo era uno de los materiales más utilizados por los romanos para la fundición en arena. Es pesado y resistente a la corrosión. Sin embargo, tiene ciertos riesgos para la salud y debe usarse bajo condiciones estrictas. Sin embargo, es adecuado para fabricar piezas pequeñas y medianas, como accesorios de tubería.

6. Cobre

El cobre es un material caro, fuerte y pesado conocido por su conductividad eléctrica y térmica. Debido a que el cobre no se oxida y es altamente maleable, es adecuado para la fundición en arena, como accesorios de plomería.

7. Hierro

El hierro se usa comúnmente en la fundición en arena debido a su fluidez y baja contracción volumétrica / lineal. Sin embargo, sus pobres propiedades mecánicas, alta resistencia a la compresión y baja resistencia a la tracción lo hacen inadecuado para piezas con formas complejas o estructuras asimétricas. Por ejemplo, las piezas fundidas de hierro gris tienen una excelente moldeabilidad y maquinabilidad; Las fundiciones de hierro dúctil tienen buena fluidez y alta contracción; yLas piezas fundidas de hierro maleable tienen una excelente ductilidad, maquinabilidad, tenacidad y resistencia a la corrosión.

8. Acero dulce

El acero dulce tiene un menor contenido de carbono (0,15% a 0,30%), lo que le confiere una mayor ductilidad y maleabilidad.El acero dulce es ampliamente utilizado debido a su bajo costo y facilidad de fundición. Sin embargo, la porosidad, la contracción y el agrietamiento dificultan el mecanizado.

9. Acero inoxidable

La resistencia a la corrosión, la durabilidad y la resistencia del acero inoxidable lo convierten en una opción popular para la fundición en arena. También tiene un bajo coeficiente de expansión térmica, lo que mejora la precisión, las altas tolerancias y la estabilidad dimensional. Sin embargo, es un metal caro y su alta resistencia y dureza dificultan la expulsión de las piezas de los moldes de arena.

¿Qué aglutinantes y aditivos son esenciales en la fundición en arena?

En fundición en arena,Los aglutinantes y aditivos juegan un papel vital. Pueden afectar la fuerza, la estabilidad, la resistencia al calor del molde de arena y la calidad de la fundición. Aquí hay una mirada detallada a algunos de los aglutinantes y aditivos necesarios:

1. Adhesivo

Arcilla	La arcilla es un aglutinante mineral natural que une la arena de fundición para formar un molde de arena con un cierto grado de resistencia y estabilidad. Los aglutinantes de arcilla son de bajo costo, ampliamente disponibles y respetuosos con el medio ambiente. Son uno de los aglutinantes más utilizados en la fundición en arena.
Resina	La resina es un adhesivo orgánico sintético que reacciona químicamente con un agente de curado específico para formar un molde de arena sólida. Los adhesivos de resina tienen las características de alta resistencia, secado rápido y resistencia al agua, y son adecuados para producir piezas fundidas de alta precisión y alta calidad, especialmente piezas fundidas grandes y de formas complejas.

2. Aditivos

En la fundición en arena, además del aglutinante, es necesario agregar algunos otros aditivos para mejorar el rendimiento del molde, como la permeabilidad, la resistencia al estrés térmico, etc. Estos aditivos incluyen, entre otros:

Agente desmoldante	También conocido como agente separador, puede reducir la adhesión entre el molde de arena y la fundición, haciendo que la fundición se caiga fácilmente del molde de arena, evitando daños en la fundición y la pérdida del molde de arena. Los agentes desmoldantes más utilizados son el fenol asfáltico, la cera de parafina y el aceite de silicona.
Plastificante	Puede aumentar el área de contacto entre las partículas de arena, mejorando así la plasticidad y la extrusión de la arena, facilitando la formación del molde de arena y evitando problemas como un moldeo deficiente y roturas. Los plastificantes comúnmente utilizados incluyen grafito en gel, almidón de maíz y alginato de sodio.
Estabilizador térmico	Puede mejorar la resistencia a altas temperaturas de la arena para que la arena no pierda forma y estabilidad a altas temperaturas, asegurando así la calidad y el acabado superficial de las piezas fundidas. Los estabilizadores térmicos comúnmente utilizados incluyen partículas cerámicas, compuestos de metales alcalinos e hidroxipropilmetilcelulosa.

¿Qué equipos se utilizan en la fundición en arena?

ElEquipos utilizados en la fundición en arenaincluye principalmente las siguientes categorías:

1. Equipos de mezcla de arena:La máquina mezcladora de arena se utiliza para mezclar arena (suelo de modelado especial) y la cantidad adecuada de arcilla de manera uniforme para preparar materiales de molde de arena adecuados para la fundición. Al mismo tiempo, también se necesitan herramientas como palas y tamices para ayudar en laProceso de mezcla de arena, como el cribado de arena y la manipulación de materiales mezclados.
2. Equipo de fabricación de moldes:Máquina de grabado, utilizada para hacer moldes basados en muestras o dibujos proporcionados por los clientes. Las máquinas de grabado pueden grabar materiales como madera, láminas de plástico y bloques de metal para crear moldes precisos.
3. Equipo de fabricación de núcleos:horno, utilizado para la cocción de núcleos. Para piezas fundidas con cavidades internas, es necesario hacer un núcleo para llenar la cavidad en el molde. AdemásTambién se requieren materiales como cajas de núcleo de aluminio y arena recubierta.
4. Equipo de moldeo:Máquina de moldeo, utilizada para comprimir el material de arena mezclado y darle forma alrededor del molde. La máquina de moldeo puede mejorar en gran medida la eficiencia del moldeo y reducir la carga de trabajo de los trabajadores. Al mismo tiempo, también se necesitan herramientas como una caja de arena, una placa inferior, un raspador, una pala, un bolígrafo de inmersión, una lámina de hierro en forma de V para abrir puertas, cepillos y agujas de poro para ayudar en el proceso de modelado.
5. Equipo de fundición:Horno eléctrico, utilizado para fundir metal. El tamaño y la potencia del horno eléctrico están determinados por las necesidades de producción.
6. Equipos de vertido:cuchara, utilizada para contener y transferir metal fundido. Hay cucharas grandes y pequeñas para hierro fundido para facilitar la transferencia del metal fundido del horno eléctrico al molde. En el caso de las grandes fundiciones, también se necesitan equipos de elevación, como grúas aéreas, para levantar grandes piezas fundidas o moldes y ayudar en el proceso de vertido.
7. Equipos de limpieza:Máquina de chorro de arena,Se utiliza para limpiar la arena y las impurezas en la superficie de las piezas fundidasy realizar el rugosamiento de la superficie.

¿Cómo afecta la elección de los materiales a la fundición en arena?

La selección del material juega un papel decisivo en la fundición en arena, lo que afecta directamente a la calidad, el rendimiento y la eficiencia de producción de las piezas fundidas. A continuación se presenta un análisis específico del impacto de la selección de materiales en la fundición en arena:

• Calidad de la superficie de fundición:La rugosidad de la superficie de los materiales de modelado, como la arena de cuarzo, es pequeña y se pueden obtener piezas fundidas con una superficie de mayor calidad mediante su uso. La arena arcillosa refractaria es relativamente gruesa y la calidad de la superficie de sus piezas fundidas moldeadas es relativamente pobre.
• Precisión dimensional de las piezas fundidas:La tasa de contracción del material de moldeo afectará la precisión dimensional de las piezas fundidas. Los diferentes materiales de moldeo tienen diferentes tasas de contracción, por lo que elegir el material adecuado es fundamental para garantizar la precisión de las dimensiones de fundición.
• Estructura interna y propiedades mecánicas de las piezas fundidas:DiferenteMateriales de moldeoafectará la formación de la estructura interna de las piezas fundidas durante el proceso de enfriamiento. Por ejemplo, la arena de grafito tiene buena conductividad térmica y puede promover la formación uniforme de la estructura interna de la fundición. La elección del material de moldeo también afecta las propiedades mecánicas de la fundición. Por ejemplo, la arena de grafito no reaccionará químicamente con el hierro durante el proceso de enfriamiento, por lo que las piezas de hierro fundido tienen alta resistencia y dureza; mientras que la arena de cuarzo de alúmina se incrustará en la superficie de la fundición para formar un enlace químico, lo que aumentará la dureza de la fundición.
• Resistencia y estabilidad del molde de arena:El contenido de lodo, la composición de partículas, la morfología de las partículas y otras características de la arena original afectarán la resistencia y permeabilidad de lamolde de arena. El contenido excesivo de lodo puede hacer que el molde de arena se vuelva quebradizo y tenga poca capacidad de tiro del molde; La composición de partículas irrazonable puede hacer que el molde de arena se expanda térmicamente y cause fácilmente defectos de expansión. La elección del adhesivo también es fundamental. Los aglutinantes como la arcilla y la resina pueden mejorar la resistencia y la estabilidad del molde de arena y garantizar que el molde de arena no se agriete ni se deforme durante elProceso de vertido.

¿Cuáles son las aplicaciones de los materiales de fundición en arena?

La fundición en arena es un método de fundición común y ampliamente utilizadoAdecuado para la producción de una variedad de metales y aleaciones. El siguiente es un resumen detallado de las aplicaciones de material de fundición en arena:

Industria automotriz

En el campo de la fabricación de automóviles,La fundición en arena es un medio importante para producir piezas de automóviles con diseños complejos. Por ejemplo, los componentes clave, como los bloques del motor y las carcasas de las cajas de cambios, a menudo se fabrican utilizando tecnología de fundición en arena.

Industria aeroespacial

La fundición en arena también es popular en la industria aeroespacial. A menudo se utiliza para fabricar componentes de motores de aviones y componentes estructurales que requieren una resistencia y precisión extremadamente altas. En concreto, los álabes de las turbinas, las carcasas, los soportes y diversos accesorios pueden fabricarse con precisión mediante la tecnología de fundición en arena.

Compilar la aplicación

En la industria de la construcción, la tecnología de fundición en arena se utiliza a menudo para producir productos clave como accesorios de tubería y tapas de alcantarilla. El proceso de fundición en arena confiere a estos productos una durabilidad y robustez excepcionales, lo que garantiza su larga vida útil en aplicaciones de construcción.

Componentes del sistema de tuberías

En el campo de los sistemas de tuberías,La tecnología de fundición en arena muestra sus ventajas únicas. Es ampliamente utilizado en la fabricación de componentes centrales como cuerpos de válvulas, conectores de tuberías y acoplamientos, que desempeñan un papel vital en los sistemas de tuberías.

Fabricación extensiva de productos metálicos

A nivel mundial, el proceso de fundición en arena ocupa una posición importante en la fabricación de productos metálicos. Desde armas frías como espadas hasta artículos cotidianos como ollas y calderos, la fundición en arena juega un papel clave. Aunque otros métodos de fabricación han ido adquiriendo importancia a medida que se desarrolla la tecnología, la fundición en arena ha mantenido su estatus insustituible debido a su alta rentabilidad e idoneidad para la producción en masa.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué tipos de arena se utilizan principalmente en la fundición en arena?

Los más comunesLa arena utilizada en la fundición en arena es arena silícea, que es ampliamente utilizado debido a su resistencia a altas temperaturas, alta resistencia a la compresión y facilidad de procesamiento. Cuando el rendimiento a alta temperatura de la arena de sílice no puede cumplir con los requisitos específicos, también se utilizarán arenas especiales como arena de circón, arena de cromita y arena de corindón.

2. ¿Qué tipos de aglutinantes existen para moldear arena?

Hay varios tipos de aglutinantes para moldear arena, la más utilizada de las cuales es la arcilla. Además, hay varios aceites de secado o semisecantes, silicatos solubles en agua, fosfatos y varias resinas sintéticas, que se pueden usar como aglutinantes para moldear arena para mejorar la resistencia del molde y el núcleo de arena.

3. ¿Cuál es la función principal de los recubrimientos utilizados en la fundición en arena? ¿Cuáles son sus ingredientes?

Los recubrimientos utilizados enLa fundición en arena desempeña un papel importante en la mejora de la calidad de la superficie de las piezas fundidas. Los componentes principales del recubrimiento son materiales pulverulentos y aglutinantes con alta resistencia refractaria y buena estabilidad química a altas temperaturas. Además, también hay portadores (como agua u otros disolventes) y varios complementos para una fácil aplicación. Estos componentes trabajan juntos para formar una capa protectora para evitar defectos como la adherencia de arena y la inclusión de arena en la fundición durante el proceso de vertido.

4. ¿Cuál es la diferencia en los materiales utilizados entre el moldeo de arena húmeda de arcilla y el moldeo de arena seca de arcilla?

La principal diferencia en los materiales utilizados entre el tipo de arena húmeda arcillosa y la arena seca arcillosatype es el contenido de humedad. La arena de moldeo del molde de arena húmeda de arcilla tiene una humedad moderada en el estado húmedo, con arcilla y una cantidad adecuada de agua como aglutinante principal. Una vez hecho el molde de arena, se moldea directamente y se vierte en estado húmedo. El contenido de humedad húmeda de la arena de moldeo de los moldes de arena seca de arcilla es ligeramente mayor que el de los moldes húmedos. Una vez hecho el molde de arena, es necesario recubrirlo con pintura refractaria y secarlo. Después de que se enfríe, se puede moldear y verter.

Resumen

Se utiliza una amplia variedad de materiales en la fundición de moldes, incluyendo diferentes tipos de arena, aglutinantes, recubrimientos y complementos. La selección y el uso de estos materiales tiene un impacto importante en la calidad y la eficiencia de producción de las piezas fundidas. Por lo tanto, al realizar la fundición en arena, se deben seleccionar los materiales de fundición apropiados en función de consideraciones integrales, como la forma, el tamaño, el material y las necesidades de producción de la fundición.

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