Areia de fundição

Como fazer areia verde para fundição de metal

A areia de moldagem está no centro do processo de fundição em areia. Ele deve manter uma boa forma e capturar os detalhes finos de uma peça fundida, mas ser permeável o suficiente para permitir que os gases escapem. Sob a tensão de ter o padrão de moldagem removido dele, ou enquanto estiver cheio, ele não pode desmoronar ou afundar em si mesmo. Quando é virado de cabeça para baixo, não deve perder sua forma:as partes de um molde devem permanecer verdadeiras enquanto estiverem presas.

Na maioria dos casos, a areia “verde” é suficiente para evidenciar essas propriedades. A areia verde não é chamada assim por causa de sua cor – esses materiais podem ter uma ampla gama de cores, dependendo da composição e do uso. Em vez disso, recebe esse nome porque é úmido, como madeira verde.

Aspectos mecânicos da areia são medidos antes de serem utilizados no piso da fundição. Técnicos ou engenheiros de fundição embalam cilindros de areia e realizam testes. Cada vez mais, esses testes são feitos com dispositivos computadorizados capazes de muitos pontos de precisão.

A permeabilidade da areia é o “poder de ventilação” do material – quanto gás ele permitirá que escape do molde. A resistência à compressão verde captura quanta compressão a areia pode suportar antes de começar a desmoronar. A resistência ao cisalhamento verde mede a resistência contra a falha estrutural sob tensão de cisalhamento:esta é uma força que produz falha por deslizamento paralela à sua direção. As areias também são testadas quanto à sua resistência a seco, pois geralmente perdem umidade no processo de enchimento. A resistência a quente (comportamento em temperaturas elevadas) também é verificada. O alto calor de fundição fará com que o molde se desfaça?



Vários testes auxiliares são frequentemente feitos, incluindo teor de umidade, teor de argila e exame do tamanho de grão. Um engenheiro de fundição será responsável pelo controle das propriedades da areia e poderá fazer vários ajustes ao longo da vida útil da areia para mantê-la em boas condições de trabalho.

A mistura especial que cria areia de fundição fornece o comportamento necessário. O ingrediente principal é uma areia mineral com um tamanho de grão consistente. O tamanho do grão da areia afetará o acabamento da fundição, mas também, às vezes, a permeabilidade e a porosidade do molde. Este ingrediente por si só não é suficiente:um material de ligação, geralmente argila, é adicionado e a mistura é umedecida com água.

Areias naturalmente ligadas são misturas de sílica e argila extraídas da terra, embora muitas vezes com alguns ajustes nas proporções para obter as propriedades corretas da areia. Areias naturalmente ligadas são usadas em fundições de ferro cinzento, ferro dúctil, ferro maleável e não ferrosos (exceto magnésio). As areias sinteticamente ligadas são produzidas combinando areia sem argila com quantidades precisas de argila ou bentonita. Eles são mais uniformes do que as areias naturalmente ligadas, mas requerem uma mistura e controle mais cuidadosos. As fundições de aço, ferro fundido cinzento e ferro maleável e fundições de magnésio utilizam esse tipo de areia. Para núcleos ou outras areias que devem endurecer o suficiente para ser um objeto que pode ser levantado ou movido, geralmente é necessária uma ligação sintética.

Há várias opções disponíveis para uma fundição ao misturar uma receita para fundição em areia.

Areias minerais

A mistura nas fundições é geralmente 75-85% de areia, com o restante sendo argila, água e outros aditivos. A areia pode ser encontrada naturalmente, geralmente de um lago, ou pode ser criada após a mineração e padronização de minerais livres de argila.

Olivina

Tradicionalmente, uma areia de olivina era usada para fundição de metais em fundições ferrosas e não ferrosas. Essa areia poderia produzir um acabamento fino resfriando o metal rapidamente e criava um ambiente de poeira muito baixa que não era perigoso para respirar. Era considerada uma areia de fundição “compassiva”, aceitando bem os padrões e não se expandindo quando quente, mas sua resistência à tração não é muito alta. As areias de sílica sempre foram preferidas para núcleos. Algumas areias de olivina teriam um tom verde muito claro, mas isso é uma coincidência – como todo o resto, pode vir “seco” ou “verde”.

As areias de olivina não são mais extraídas nos Estados Unidos, então, pelo menos na América do Norte, essa não é mais a principal fonte de areia de fundição.

Sílica

As fundições ferrosas (aquelas que lidam com ferro e aço) geralmente usam areia de sílica, às vezes conhecida como areia de quartzo. A areia de sílica tem sido usada há muito tempo na fabricação de núcleos, portanto, a mudança para o uso do mesmo agregado em todo o processo de fundição facilitou o processo de gerenciamento de suprimentos de fundição.

As fundições que usam este produto tomam algumas precauções menores adicionais contra a silicose, que é uma doença que pode se formar nos pulmões de quem inalou muitas partículas de sílica. Às vezes, respiradores ou máscaras de filtragem são usados.

Argila na areia verde

A areia verde é geralmente 10% de argila bentonítica. Em nível molecular, essa argila contém uma mistura absorvente de sílica e alumínio e comumente também contém potássio, sódio ou cálcio. A bentonita de cálcio é a argila mais utilizada no processo de fundição verde.

A argila bentonita é extraída e limpa antes de ser usada em uma variedade de aplicações. Embora tenha muitos usos de fabricação e construção, os usos mais comuns do consumidor de bentonita são em areia para gatos e produtos cosméticos como máscaras faciais, onde é usado por suas propriedades absorventes.

Outros aditivos para fundição em areia verde

A umidade é um componente importante em todas as fundições em areia verde. A água é geralmente adicionada a 2-5% do peso da mistura. As ligações hidrostáticas entre as moléculas de água fortalecem a areia:são essas ligações que constroem castelos de areia de areia molhada na praia, e as mesmas forças estão em ação na fundição. É a água que aumenta a capacidade da areia verde para lidar com tensões de cisalhamento e compressão.

Aditivos especiais podem ser usados ​​além da areia básica, argila e água. Estes incluem cereais, piche moído, carvão marinho, gilsonita, óleo combustível, farinha de madeira, farinha de sílica, óxido de ferro, perlita, melaço, dextrina e materiais patenteados. Tudo isso serve para alterar as propriedades específicas da areia para obter os resultados desejados.

As areias de revestimento, para dar melhor superfície à fundição, são utilizadas para fundições de ferro cinzento, ferro maleável, aço e magnésio. As areias de ferro geralmente contêm carvão marinho, um carvão finamente moído que evita que a areia adira ao fundido, gerando um filme de gás quando em contato com o metal quente. Para fundições que usam carvão marinho em todas as suas areias, a mistura produz cerca de 5% de pó de carvão. Gilsonite serve para o mesmo propósito, na medida em que produz gases para evitar a aderência de areia ou pinholes relacionados ao nitrogênio.

Os revestimentos de aço podem conter farinha de sílica ou outro material altamente refratário muito fino para formar uma superfície densa na qual o metal não pode penetrar facilmente. A areia de olivina também foi utilizada para fundições com aço manganês, pois a combinação de areia de olivina e manganês proporcionou um bom acabamento.

As lavagens do molde são revestimentos aplicados no molde ou na superfície do núcleo para melhorar o acabamento da peça fundida. Eles são aplicados úmidos ou secos. A prática usual é escovar ou borrifar as lavagens úmidas do molde e escovar ou esfregar as secas. A farinha de grafite ou sílica misturada com argila e água de melaço é frequentemente usada. As lavagens são geralmente misturadas com soluções solventes à base de água ou à base de álcool. As soluções à base de álcool podem ser acesas com uma chama, inflamando o álcool e curando instantaneamente o mofo. As soluções à base de água requerem um tempo de secagem no forno, durante o qual a lavagem endurece e o excesso de umidade é removido.

Preparação e manuseio de areia

A areia é preparada em mullers, que combinam a areia, o agente de ligação e a água. Esses mullers não apenas mexem os diferentes elementos da areia de fundição. Em vez disso, é necessária pressão para revestir cada grão de areia uniformemente com a argila ou outro material de ligação. Aeradores são então usados ​​para soltar a areia novamente para torná-la mais passível de moldagem.

Cortadores de areia que operam sobre uma pilha no piso da fundição podem ser usados ​​em vez de trituradores. A entrega da areia ao piso de moldagem pode ser por meio de caminhões basculantes ou escavadeiras ou por esteiras transportadoras.

Durante o processo de fundição, a areia é moldada em moldes que podem ser colocados no chão ou entregues por transportadores a uma estação de vazamento. Após o vazamento, as peças fundidas são sacudidas da areia. A areia utilizada, por sua vez, é devolvida aos silos de armazenamento por esteira transportadora ou outros meios.

Reciclagem de areia de fundição

A areia de fundição pode ser usada muitas vezes antes de ser gasta e não pode ser reabilitada. Esta areia costumava ir para aterro, no entanto a reutilização e reciclagem da mesma tornou-se um ponto de interesse. A EPA sugere que a areia de fundição usada que veio do processo de moldagem pode ser usada com segurança em solos, tanto solo para vasos quanto solo superficial fabricado. Também pode ser usado como camada de fundação para estradas ou como agregado usado na fabricação de cimento.

Uma receita simples com muitas variações

Para esverdear a areia em casa, tudo o que é necessário é areia, argila e água. A areia para gatos aglomerada é uma fonte barata de bentonita, mas precisará de moagem fina antes de adicionar:bentonita finamente moída é uma fonte mais cara vendida como produto de beleza. Areia de sílica moída fina está disponível na maioria das lojas de ferragens. 9 partes de sílica para 1 parte de bentonita, mais água apenas para deixá-la úmida, é uma proporção fácil de lembrar. A mistura deve ser muito completa e incluir muita compressão, prensagem e espalhamento, para revestir cada grão de areia com uma camada de argila.

Esta receita pode ser usada para fundição de areia bruta - ou para os melhores castelos de areia do quarteirão!



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