TEMA 1

MODELOS Y MEZCLAS EN EL MOLDEO DE PIEZAS

MODELOS PARA PIEZAS FUNDIDAS
Generalidades.
A pesar de la gran competencia con otros procedimientos de produccin, en las
fabricaciones ms diversas se obtienen por procedimientos normales de fundicin, una cantidad
importantsma de piezas que requieren la construccin de modelos. La construccin de modelos,
a veces poco conocida, tanto del fundidor que los emplea como utillaje, como el mecnico que
los construye, est raramente definida por una especificacin tcnica completa y bien estudiada,
que no pocas veces evitara errores de interpretacin y discusiones entre fundidores y modelistas.
El oficio de modelista est ntimamente vinculado con el de fundidor prcticamente en
todas las operaciones y fundamentalmente en el moldeado.
Para hacer una pieza hay que preparar, con materiales adecuados, un molde o
reproduccin en negativo de la misma y rellenar este molde con metal fundido. El metal, al
enfriarse y solidificarse, tiene la configuracin exacta del molde, aunque sus dimensiones son
algo menores, como se ver ms adelante.
Para obtener el molde hay que emplear un modelo, que es por regla general una fiel
reproduccin del la pieza (modelos al natural). Sin embargo, en algunos casos, como en el de los
modelos simplificados, no parecen tener ninguna relacin (esqueletos, terrajas, plantillas).
El modelo es un factor de mucha importancia en el proceso de fabricacin y transmite sus
caractersticas al producto final; por esta razn debe poseer unas propiedades determinadas, que
iremos estudiando en el transcurso de la presente leccin.

Requisitos que deben reunir los modelos.

Facilidad de desmodelado: Hecho el
molde, esto es, rodeado el modelo de los
materiales de moldeo, hay que abrirlo,
para lo cual se hacen los moldes en dos o
ms partes separables. El modelo debe
ser de fcil extraccin. El proyectista y el
diseador deben tener en cuenta esta
circunstancia y establecer en sus diseos
el ngulo de salida conveniente.
1.1

Conformado por moldeo

En la tabla I estn indicados los valores de la salida a en mm o en tanto por ciento, y los
ngulos de salida aconsejables.
Tabla I. Valores aconsejables para la salida

Altura del
modelo
[mm]

a
[mm]

a
[%]

[E ]

<40

0.5

1.25

1'30"

40-60

0.75

1.8-1.2

1'

60-120

1.7-0.8

40"

120-160

1.5

1.25-0.9

40"

160-200

1.75

1.1-0.9

40"

200-250

1-0.8

30"

250-300

2.5

1-0.8

30"

300-400

1-0.75

30"

400-500

3.5

0.9-0.8

30"

>500

<0.8

30"

Contraccin: Cuando el metal lquido

penetra en el molde comienza a enfriarse y
se solidifica; al reproducir la forma del
molde en el cual ha sido colocado tendr
unas dimensiones algo menores (fig. 1.2).
Teniendo en cuenta este fenmeno, el
modelo debe construirse de acuerdo con el
grado de contraccin del metal que se
emplea en la colada. La tabla II indica los
valores medios de contraccin de fundicin
de las aleaciones ms corrientes.

1.2

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

Tabla II. Contracciones lineales medias de fundiciones de las aleaciones ms corrientes.

Dimensiones del modelo
Aleacin

Contraccin
[ o mm/m]

piezas macizas
[mm]

piezas con machos

[mm]

Fundicin gris

hasta 600
de 630 a 1200
ms de 1200

hasta 600
de 630 a 920
ms de 920

10
8.5
7

Fundicin gris de
gran resistencia

hasta 600
de 630 a 1200
ms de 1200

hasta 600
de 630 a 920
ms de 920

13
10.5
8.5

Fundicin blanca
colada en arena

15 ... 16

Fundicin blanca
colada en coquilla

18

Fundicin maleable
espesores alrededor
de:
3 mm
10 mm
20 mm
Acero

13
10
7
hasta 600
de 630 a 1800
ms de 1800

hasta 450
de 480 a 1200
de 1220 a 1675
ms de 1675

20
15.5
13
11

Bonce mecnico con

10% de estao

14

Latn con 37% de

Zinc

16

Latn con 40% de

Zinc

18

Aleaciones de
magnesio

11 ... 13 ... 14

Metal blanco
antifriccin (aleacin
de plomo y estao)
Aluminio y sus
aleaciones

2 ... 3

piezas
pequeas
piezas
medanas
piezas grandes

piezas pequeas
piezas medanas
piezas grandes

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13 ... 15
12 ... 13
11 ... 12

1.3

Conformado por moldeo

tiles: Los modelos deben ser adecuados a los

mecanizados y al uso que habrn de darse a las
piezas. Si una pieza ha de emplearse en bruto, es
decir, tal como queda despus de desbarbada y
limpia, el modelo no precisa una preparacin
especial. Pero si la pieza ha de ser mecanizada en
una o ms superficies, debe darse al modelo un
espesor suplementario o de mecanizacin, que
suele estar comprendido entre los 3 y 8 mm,
aunque en las piezas de precisin puede quedar
reducido a unas pocas dcimas, mientras que en
las piezas grandes (especialmente de acero)
puede alcanzar los cm.

Clasificacin de los modelos.

Los modelos de que hemos hablado para dar un ejemplo de sus propiedades
fundamentales, son los modelos externos, por cuanto sirven para reproducir la forma exterior de
las piezas que se desean obtener. Pero si hubiese que reproducir mediante fusin la pieza de la
figura 1.4, y slo se dispusiese del modelo externo, obtendramos un molde que, relleno de metal,
nos dara una pieza maciza, cuando la que tendramos que fabricar es hueca.
Claro est que, para obtener el hueco en la pieza, ser necesario otro modelo especial
llamado macho o noyo.
El molde, en este caso, tendr el aspecto de la figura 1.5; el metal lquido rellenar
solamente el espacio libre entre la huella del modelo y el macho, y la pieza resultar hueca.

1.4

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

Otra clasificacin de los modelos puede ser la siguiente:

1) La pieza a obtener es maciza y presenta una seccin de dimensiones mximas respecto
a cualquier otra que le sea paralela. Tendremos entonces:
- Modelos al natural, enteros.
- Modelos al natural, divididos en dos
o ms partes;
stos son, por regla general, ms prcticos que
los precedentes, por cuanto para obtener el
molde no hace falta preparar una falsa caja
que sostenga el modelo, sino que basta con
apoyar una parte del mismo modelo sobre un
tablero o placa de moldeo, si la particin se
hizo por un plano.

2) La pieza a obtener, a pesar de presentar una seccin mxima respecto a cualquier otra
que le sea paralela, es hueca; en este caso el modelo puede ser todava entero o dividido en dos
o ms partes, pero debe comprender una o ms cajas de macho, es decir, modelos especiales que
sirven para el moldeo de la forma interior de la pieza.
Naturalmente, los moldes deben proveerse de huellas adecuadas para apoyar y centrar el
macho; en el modelo se disponen por consiguiente salientes llamados portadas, entregas o
marcas, que dejan en el molde los huecos destinados a recibir y sostener el macho.
3) La pieza a obtener, llena o hueca, no presenta una seccin mxima respecto a cualquier
otra que le sea paralela, existiendo una o varias contrasalidas para la operacin de desmodelado.

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1.5

Conformado por moldeo

Otra clasificacin de los modelos se basa en los materiales empleados en su construccin:

1) Modelos de madera, muy baratos, de fabricacin rpida, pero muy sensibles a la accin
atmosfrica, deformables, poco duraderos. Son adecuados para el moldeo de una o pocas piezas.
Los modelos grandes slo pueden construirse de madera por razones de economa.
2) Modelos metlicos, menos deformables, ms duraderos, y muy adecuados para grandes
series de piezas pequeas o de tamao medio, o para series repetidas en largos intervalos de
tiempo.
3) Modelos de resinas sintticas, cera, cemento, yeso, etc.
La eleccin del material para el modelo se realiza teniendo en cuenta el peso, la facilidad
de trabajo, la inoxidabilidad, las disponibilidades de materias primas, el nmero de piezas a
obtener, el sistema de moldeo, el costo, etc.
Por otra parte, para facilitar el moldeo a mquina se utilizan tambin las placas-modelo,
que son modelos incorporados a una base de apoyo, puediendo ser de tres tipos:
a) Simples, cuando el modelo
va fijado sobre una sola cara de placa.
Las dos mitades en la misma placa
(fig. 1.11 a).
b) Reversibles, cuando las dos
mitades de un modelo van aplicadas a
las dos caras opuestas de una misma
placa (fig. 1.11 b).
c) De dos caras, cuando las dos
mitades de un modelo van aplicadas
cada una a su propia placa (fig. 1.11 c).

Caja de machos.
Cuando para la solucin del moldeado se haya previsto machos, tanto internos como
externos, es preciso disponer en el modelo de las correspondientes portadas. Las mismas deben
ser algo cnicas o troncopiramidales, dndoles a las del modelo unas dcimas de milmetros de
ms respecto a las mismas en las cajas de machos, para facilitar la colocacin.
1.6

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

A menudo la utilizacin del macho no responde slo a la necesidad de crear huecos o

entrantes, sino tambin a la de efectuar moldeos complicados con medios sencillos, hacer resaltar
partes delicadas en los modelos grandes, reforzar los modelos delicados que, sin esta precaucin,
resultaran frgiles o deformables y evitar grandes salidas incompatibles con la naturaleza de la
pieza.
La figura 1.13 representa una delgada tapa a para fundir en aluminio; el modelo a toda
vista resultara frgil; se construir, por tanto, el modelo b, macizo, y la caja de machos c. El
modelo resultar rgido y ms duradero, y las piezas obtenidas sern ms exactas.
La figura 1.14 representa en a un sector de engranaje que hay que fundir en hierro, con
los dientes en bruto. Si los dientes se obtubiesen directamente con el modelo, para hacer posible
el desmodelado, habra que darles una salida adecuada, con lo cual resultaran cnicos, por
ligeramente que fuese. Para evitarlo se construir el modelos como en b, es decir, con la marca
de macho c, y se preparar la caja de noyos d para un cierto nmero de dientes, al objeto de
obtener un molde donde los dientes, que no tendrn salida vertical, y resultarn cilndricos.

ARENAS Y MEZCLAS PARA EL MOLDEO DE PIEZAS

Generalidades.
Uno de los principales procedimientos para el colado de piezas es el producir el negativo
de las mismas en los llamados moldes perdidos (slo se utilizan una vez); deben poseer una serie
de cualidades que son inherentes a las misiones que tienen que cumplir:

1) Ser plsticos
2) Tener cohesin y resistencia, para poder reproducir y conservar la forma obtenida al
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1.7

Conformado por moldeo

extraer el modelo.
3) Resistir la accin de altas temperaturas, es decir, ser refractarios.
4) Permitir la evacuacin rpida del aire contenido en el molde y de los gases que se
producen en el acto de la colada, por la accin del calor sobre el mismo molde, es decir,
deben tener permeabilidad.
5) Disgregarse fcilmente para permitir la extraccin y el pulimento de la pieza, es decir,
deben ser disgregables.
Los materiales dotados de estas cualidades, que se encuentran en la naturaleza, son las
arenas de fundicin, constitudas por granos de cuarzo (bixido de silicio, SiO2, muy refractario)
y por la arcilla (silicato hidratado de aluminio, cuya frmula aproximada es: 2SiO2Al2O32H2O),
que es el elemento de unin y confiere plasticidad y disgregabilidad al molde; la estructura
granular propia de la arena asegura la permeabilidad.
Una primera clasificacin de las arenas puede basarse en su contenido de arcilla; se
distinguen cuatro clases:
1) Arenas arcillosas o tierras grasas, cuyo contenido de arcilla es superior al 18%.
2) Arena arcillosas o tierras semigrasas, cuyo contenido de arcilla va del 8 al 18%.
3) Arena arcillosas o tierras magras, cuyo contenido de arcilla va del 5 al 8%.
3) Arenas silceas, cuyo contenido de arcilla es inferior al 5%.
En este ltimo caso, la arcilla est considerada como una impureza.
Las arenas naturales tienen el inconveniente de ser muy irregulares en su composicin,
y por tanto en sus propiedades. Por otra parte, el constante aumento de las exigencias, en cuanto
a calidad, de las piezas coladas y el uso, cada vez ms extendido, de instalaciones mecnicas y
automticas de preparacin de las arenas, estn desplazando definitivamente el empleo de las
arenas naturales, por las denominadas arenas sintticas o aglomeradas, obtenidas mezclando
slice pura o casi pura con una serie de aglomerantes.

Aglomerantes y aglutinantes.
Los aglutinantes adoptados para la preparacin de las arenas de moldeo y de las arenas
para machos, o para reforzar arenas arcillosas naturales (dando origen a la arena
semiaglomerada), pueden clasificarse en:
1) Aglutinantes inorgnicos de tipo arcilloso: arcillas y bentonitas.
2) Aglutinantes inorgnicos cementosos: cemento y silicatos.
3) Aglutinantes orgnicos: cereales, liquina, melaza, alquitrn, resina y aceites.
1) La bentonita se diferencia de la arcilla en que tiene una capacidad de absorcin mucho
ms elevada (en el agua se hincha hasta 16 veces su volumen primitivo), y su poder aglutinante
es 2 a 7 veces mayor que el de la arcilla.
La bentonita se emplea en una proporcin del 2 al 4% del peso de arena (seca, se
entiende); se aade despus del 3 al 4% de agua y se amasa durante 5 a 15 minutos; se puede
1.8

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

introducir tambin en la mezcla un fijador de la humedad, dextrina, por ejemplo, en la proporcin

de 1 al 2%.
2) Entre los aglutinantes inorgnicos cementosos podemos citar el cemento portland, que
se emplea en la proporcin del 8 al 10%, en mezcla subhidratada (8% de agua) con arena silicea.
En los moldes confeccionados con arena aglomerada con cemento, el endurecimiento se obtiene
a la temperatura ambiente por el fenmeno del fraguado del cemento.
Consideraciones similares se pueden hacer a propsito del silicato de sodio que, por otra
parte, altera sensiblemente la permeabilidad y el punto de sinterizacin o vitrificacin de la
mezcla.
El efecto aglutinante del silicato de sodio es debido a su descomposicin y a la formacin,
por la accin del CO2 del aire, de carbonato y slice coloidal. La disgregabilidad de la mezcla se
facilita aadindole serrn o harina de madera (aproximadamente un 2%).
Otro tipo de aglutinante que se ha difundido mucho, especialmente en el campo de la
microfusin (moldeo de precisin), es el silicato de etilo.
3) Casi todos los aglutinantes orgnicos aumentan la cohesin y resistencia de la arena
verde y arden a baja temperatura. Se adicionan a la arena silcea en cantidades que van del 1 al
3%, y pueden ser de diversos tipos.
Del grupo de los aglutinantes cereales citaremos la dextrina, la cual se extrae del almidn
de los granos.
La dextrina se aade en la proporcin del 2 al 2.5%, con un 2% de agua; se obtienen
cohesiones en verde de 35 a 45 g/cm2 y cohesiones en seco de 36 a 38 kg/cm2. Los machos han
de cocerse de 180 a 200EC durante 2 a 4 horas.
Entre las resinas naturales recordemos la de pino, que se extrae con solventes de la
madera o tratando al vapor la misma madera finamente triturada. De las resinas sintticas,
citaremos una categora especial, la de las resinas termoendurecibles, que, a diferencia de las
otras, en vez de ablandarse con el calentamiento y endurecerse con el enfriamiento sucesivo, se
endurecen de modo permanente con exposiciones a temperaturas relativamente bajas de 100 a
150EC.
Los aceites se emplean especialmente en la preparacin de arena para noyos. El prototipo
de esta categora es el aceite de linaza.
Los aceites confieren escasa cohesin a las arenas verdes y, en general, es necesario
emplearlos juntamente con otros aglutinantes (dextrina o arcilla). Dan gran resistencia en seco
al xidarse en el estufado.
Se aaden en la proporcin del 1.5 al 2%, con un 2% de agua, obtenindose cohesiones
de 30 a 35 g/cm2 en verde y de 45 a 50 kg/cm2 en seco. Algunas veces se substituye un 0.5% de
aceite por un 1% de arcilla o de dextrina para mejorar las cohesiones en verde (debido a que
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1.9

Conformado por moldeo

fluidifican mucho la mezcla). Se cuece de 220E a 240EC (2 a 4 horas).

Caractersticas fisico-qumicas de la arena.

Veamos cmo las caractersticas intrnsecas de la arena, esto es:
a) anlisis qumico,
b) contenido arcilloso,
c) dimensin de los granos y su distribucin, y
d) forma de los granos,
tienen una influencia directa sobre las propiedades tcnicas de la misma arena.
a) Anlisis qumico. En las arenas arcillosas naturales, ms que el anlisis qumico
propiamente dicho, interesa el anlisis racional, que tiende a establecer la composicin de las
arenas en su contenido de cuarzo, arcilla y feldespato.
Es evidente la importancia de este anlisis, que permite preveer la refractariedad y la
cohesin de las arenas sujetas a examen.
b) Determinacin del contenido en arcilla. Se realiza con un levigador .
c) Tamao y distribucin de los granos. Para determinar el tamao de los granos de una
arena se efecta el anlisis granulomtrico. Para este objetivo se procede, previamente, a la
separacin de los materiales arcillosos por medio de la levigacin, despus de lo cual el residuo
lavado, compuesto solamente de granos de slice, se deja secar, se pesa (100 g, por ejemplo) y
se hace pasar a travs de una serie de cedazos metlicos de mallas decrecientes. Se pesan las
cantidades de arena contenidas en cada cedazo y se establece el reparto porcentual de los granos,
que puede representarse en un diagrama similar a los de las figuras siguientes.

Las series unificadas de cedazos ms usadas son las americanas de la A.F.S. (American
Foundrymen's Society), constituida por once cedazos numerados correlativamente, cada uno de
los cuales se caracteriza por un determinado tamao de malla, y las Fischer, compuestas de siete
cedazos correspondientes a las normas alemanas DIN.

1.10

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

Serie AFS
Nmero de
cedazo

Apertura
de malla

Factor

6
12
20
30
40
50
70
100
140
200
270
fondo

3.36
1.68
0.84
0.59
0.42
0.297
0.210
0.149
0.105
0.074
0.053
-

3
5
10
20
30
40
50
70
100
140
200
300

Segn esto, las arenas se clasifican como sigue:

-

Arena muy gruesa: ndice A.F.S. inferior a 18 (granos comprendidos entre 1 y 2 mm).
Arena gruesa: ndice A.F.S. comprendido entre 18 y 35 (granos comprendidos entre 0.5
y 1 mm).
Arena media: ndice A.F.S. comprendido entre 35 y 60 (granos comprendidos entre 0.25
y 0.5 mm).
Arena fina: ndice A.F.S. comprendido entre 60 y 150 (granos comprendidos entre 0.10
y 0.25 mm).
Arena finsima: ndice A.F.S. superior a 150 (granos inferiores a 0.10 mm).

El anlisis granulomtrico nada indica acerca de la reparticin de los granos en cada

grupo contenido en un solo cedazo. Por consiguiente, dos arenas de igual granulometra pueden,
en realidad, estar constituidas por granos de tamaos distintos.
Sin embargo, el ndice de grosor mantiene su importancia porque sirve para juzgar una
arena en relacin con las exigencias de la superficie de la pieza que habr que fundir.
Para mostrar esto se va a presentar el siguiente ejemplo, donde dos arenas de composicin
muy diferente dan un ndice de grosor similar.

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1.11

Conformado por moldeo

Generalmente, para afirmar el valor del ndice de grosor suele aadirse la premisa de que
un determinado porcentaje de granos (por ejemplo, 80 a 90%) est concentrado en tres cedazos
adyacentes.
d) Forma de los granos. La forma de los granos permite establecer el probable
comportamiento de la arena; este examen se realiza en el microscopio.

Caractersticas tcnicas de las arenas.

Las caractersticas tcnicas de una arena que interesan ms conocer y comprobar son:
a) La refractariedad,
b) la cohesin o resistencia,
c) la permeabilidad, y
d) la plasticidad y deslizamiento.
a) La refractariedad de una arena se determina por la temperatura a que puede someterse
sin presentar signos de fusin. Como ya se ha dicho, la refractariedad viene asegurada por la
slice, cuyas caractersticas, por otra parte, resultan siempre modificadas por la presencia de otros
elementos.
b) La cohesin de una arena es la consecuencia directa de la accin del aglutinante y
depende de la naturaleza y contenido de este ltimo y del porcentaje de humedad. La resistencia
le permitir soportar los esfuerzos durante la manipulacin del molde y la presin del metal
fundido. Para determinarla se emplearn ensayos de traccin, compresin, etc.

1.12

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

c) La permeabilidad es la propiedad que permite a la arena ser atravesada por los gases,
as como la evacuacin de stos del molde en el momento de la colada.
La permeabilidad tiene una enorme importancia: si es escasa, la evacuacin del gas
resulta muy difcil o casi imposible, provocando la ebullicin del metal lquido y la consiguiente
formacin de sopladuras en la pieza.
d) La plsticidad, el deslizamiento y la movilidad de una arena de fundicin, gracias a los
cuales llena todos los huecos del modelo y se desliza en la superficie del mismo, no
necesariamente en la direccin del atacado.
Es evidente que cuanto mayor sea la capacidad de deslizamiento de la arena, tanto ms
fcilmente podr ser comprimida en sus justos lmites, mientras que, si es poco lbil, la dureza
del molde en determinados puntos del mismo puede resultar insuficiente para resistir la accin
mecnica del metal lquido, con posibilidad de defectos.
De esta forma se han descrito las caractersticas tcnicas ms importantes de una arena,
examinando en particular la relacin entre las propiedades intrnsecas de la misma. No olvidemos
que sobre ellas influyen tambin la humedad, el atacado y el tiempo de mezcla; es decir, tres
factores en los cuales, y hasta cierto punto, es posible intervenir directamente al objeto de
desarrollar en la arena los valores que mejor satisfagan las exigencias de la fabricacin.
La comprobacin de estos valores debe realizarse peridicamente utilizando los aparatos
adecuados.

Negros barnices de fundicin.

Adems de los componentes fundamentales, arena y aglomerantes, en la preparacin de
arenas se emplean lo que se denomina negros de fundicin, que se dividen en:
a) Negro mineral o de mezcla.
b) Negro de estufa o recubrimiento.
c) Grafitos.
El principal objeto de su empleo es compensar la dilatacin de la arena y crear una capa
aislante entre la arena del molde y el metal lquido a fin de impedir el contacto entre el metal y
la arena.
a) Negro mineral, es polvo de hulla pulverizado y se aade a la arena verde en proporcin
del 36%. En el momento de la colada arde y los productos de la combustin constituyen un velo
protector entre el metal y la arena.
La finura del negro mineral tiene tambin mucha importancia, si bien no es siempre cierto
que su grado deba ser el ms elevado posible. En efecto: si un negro de grano demasiado grueso
puede dar origen en la pieza a una superficie muy basta, un negro demasiado fino perjudica la
permeabilidad de la arena y la compensacin de las dilataciones. La solucin ideal consiste en
emplear unnegro de granulometra similar a la de la arena con la cual se emplea, o poco ms fina.
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1.13

Conformado por moldeo

b) El negro estufa se emplea para barnizar las superficies de los moldes y de los machos
en el moldeo en seco. Est compuesto por una suspensin fluida de grafito, negro vegetal (polvo
de carbn de lea), arcilla refractaria y agua. El barniz as obtenido se extiende sobre la superficie
del molde antes de someterlo al secado.
c) El grafito se emplea en polvo aplicndose en seco sobre la superficie del molde verde.
Los negros descritos se utilizan en la fundicin del hierro, cobre y bronce principalmente.
En la fundicin de acero para moldes en seco, se utilizan barnices a base de harina de slice con
aglutinante arcilloso.

Composiciones de arenas ms usuales.

a) Arena de contacto para moldeo en verde del hierro.
Arena slice (70-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . . 100
Bentonita sdica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Cereal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Hulla en polvo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 a 4.5

kg
kg
kg
kg
kg

b) Arena nica para moldeo en verde del hierro.

Arena vieja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arena slice (70-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . .
Bentonita sdica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cereal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hulla en polvo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80
20
0.5
0.2
0.5
4

kg
kg
kg
kg
kg
kg

c) Arena de contacto para moldeo en verde del acero.

Arena slice (60-70 AFS) . . . . . . . . . . . . . . .
Bentonita sdica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cereal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

100
6
0.5 a 1
3.5 a 4

kg
kg
kg
kg

d) Arena nica para moldeo en verde del acero.

Arena vieja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arena slice (60-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . .
Bentonita sdica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cereal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80
20
0.5
0.2
3.5

kg
kg
kg
kg
kg

e) Arena normal pra machos, de desmoldeado inmediato.

Arena slice (60-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . . 100
Bentonita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Dextrina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Aceite de linaza o similar . . . . . . . . . . . . . . .
1.75
Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3

kg
kg
kg
kg
kg

f) Arena al aceite autofraguante para estufado, para machos y moldes.

Arena slice (60-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . . 100
kg
Aceite autofraguante . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 a 2 kg
Acelerante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5% sobre el aceite
g)Arena a la resina furnica de caja fra, para machos y moldes.
Arena slice (60-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . . 100
kg
Resina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
kg

1.14

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

Catalizador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
h) Arena al cemento, para machos y moldes.
Arena slice (50-60 AFS) . . . . . . . . . . . . . . .
Cemento tipo portland . . . . . . . . . . . . . . . . .
Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

0.6

100
10
3

kg

kg
kg
kg

i) Arena al silicato-CO2 para machos.

Arena slice (60-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . . 100
Azucar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0.5
Silicato sdico, mdulo 2.4 . . . . . . . . . . . . . .

kg
kg
4

kg

j) Arena al silicato-CO2 para machos.

Arena slice (60-80 AFS) . . . . . . . . . . . . . . . 100
Bentonita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Dextrina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0.5
Silicato sdico, mdulo 2.4 . . . . . . . . . . . . . .

kg
kg
kg
5

kg

Preparacin de las arenas de moldeo.

La arena de moldeo para la confeccin exclusivamente de moldes, se divide en:
a) arena para moldeo en verde, y
b) arena para moldeo en seco.
Con la primera se confeccionan moldes en los que se efecta la colada sin someterlos a
ningn secado. Con la segunda se confeccionan moldes que, antes de la colada, se someten a un
secado cuya finalidad es la de aumentar la cohesin de la arena, al objeto de que soporte mejor
la accin mecnica del metal fundido, acrecentar la permeabilidad y reducir el volumen de los
gases que se producen en el curso de la colada.
Es evidente que el primer sistema tiene la ventaja de ser ms econmico y permite las
producciones en serie y un empleo menor de utensilios (cajas de moldeo). Pero no todas las
piezas pueden ser producidas con el moldeo en verde. Particularmente las piezas grandes son de
difcil realizacin con este sistema.
Hay que hacer una posterior distincin entre la arena de modelo y la arena de relleno:
la primera, como su nombre indica, se aplica en contacto inmediato con el modelo y, al formar
la superficie del molde, sufrir la accin directa del molde lquido. Por lo tanto, exige una
comprobacin cuidadosa y una preparacin perfecta para garantizar la refractariedad,
permeabilidad y cohesin ms elevadas.
La arena de relleno sirve para completar el molde y no requiere tanto cuidado como la
arena de modelo. Sin embargo, hay que evitar el error, muy frecuente, de no dedicarle ni la ms
mnima atencin.
La preparacin de la arena de moldeo se realiza de modo diverso en las distintas
fundiciones segn los materiales de que disponen, los objetivos a alcanzar y las costumbres.
Normalmente se mezcla arena nueva con arena usada en anteriores moldeos, aadiendo los
ingredientes adecuados.

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1.15

Conformado por moldeo

La finalidad de esta preparacin es la de obtener una masa homognea, sin terrones,

cuerpos extraos o polvo, compuesta solamente de granos de slice separados unos de otros y
recubiertos de una capa suficiente de arcilla humedecida u otro aglutinante, con la eventual
adicin de negro mineral.
Para preparar una arena de moldeo se puede seguir la secuencia siguiente:
a) La arena usada procede del desmoldeo en masa heterognea, reagrupada en terrones
compactos en los puntos que estuvieron en contacto directo con el metal. Hay que reducir esta
masa al estado granular, lo que puede realizarse introduciendo la arena en una desterronadora.
b) La arena usada contiene rebarbas, escamas y trozos de metal, sobre todo clavos de los
que se emplean para reforzar el moldeo en las zonas ms dbiles. Es conveniente quitar estos
fragmentos de hierro con un separador magntico.

Para los fragmentos metlicos no ferrosos o cuerpos extraos, el nico sistema de

separacin es la criba. Las cribas ms usadas en los grandes talleres son las de rotacin . En los
talleres que se dedican preferentemente a produccin de piezas de tamaos medianos se emplean
cribas de zaranda . En uno y otro caso las mallas pueden ser de diversos tamaos, al objeto de
proporcionar granos clasificados. En las pequeas fundiciones se usa todava la criba inclinada.

1.16

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

d) Cuando se desee eliminar el polvo de la arena se recurre al extractor o ventilador, en

el cual la arena puede tambin clasificarse, ya que los granos gruesos quedan en la tolva
inmediata al ventilador y los granos finos en la ms lejana.

e) En este punto la arena usada es granular y sin cuerpos extraos. Hay que dosificarla
para introducirla en la mezcladora con otra cantidad de arena nueva. El dosificador es
corrientemente un disco , que gira lentamente alrededor de un eje vertical, colocado debajo de
la tolva que contiene la arena.
f) La arena vieja y la nueva, dosificadas, se introducen en la mezcladora-amasadora
(artesa giratoria y rodillos fijos; artesa fija y rodillos giratrios), cuya finalidad es la de mezclar
los diversos ingredientes de la arena y especialmente garantizar la distribucin uniforme del
aglutinente en toda la masa, de modo que todos los granos queden recubiertos por igual.

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1.17

Conformado por moldeo

Cuanto ms eficiente sea la mezcladora, tanto menor ser la cantidad de aglutinante

necesaria para obtener una cohesin determinada y, por lo tanto, la permeabilidad ser mayor.
En la mezcladora, juntamente con la arena usada, se carga siempre arena nueva y, en la
arena arcillosa, la cantidad precisa de agua. Si est destinada a moldear en verde, se aade
tambin negro mineral. Cuando se prepara la arena silcea aglomerada para machos, se aaden
los aglutinentes, con agua o sin ella, y sin el negro de humo.
La arena, despus de una elaboracin de 4 a 10 minutos, se descarga a mano. En las
mquinas de funcionamiento continuo la descarga se efecta automticamente.
g) Despus de haber pasado por la mezcladora, la arena queda regenerada, es decir, cada
grano est recubierto de arcilla hmeda o de aglutinante; para separar los granos uno de otro se
hace pasar la arena por un desintegrador.

1.18

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Modelos y mezclas en el moldeo de piezas

Estas mquinas se basan todas en el mismo principio: lanzar al espacio, por un medio
cualquiera, los terrones de arena de moldeo que, por efecto de la resistencia del aire, se
subdividan en sus elementos, es decir, los granos de slice.
Despus de esta operacin la arena debe aparecer homognea, ligera, harinosa, de color
negro uniforme, fresca. Tambin debe ser blanda al tacto, apretndola en el puo debe ceder sin
apelotonarse, ni producir sensacin de humedad. Los terrones han de resultar consistentes.
h) Algunas veces, especialmente en la preparacin de arenas silceas aglomeradas para
machos, es necesario comprobar exactamente la cantidad de agua introducida en la mezcladora;
para ello se precisa secar la arena en un secador. La figura esquemtica representa una instalacin
automtica para la preparacin de las mezclas de arena.

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1.19