ES2262845T3 - Procedimiento de realizacion de piezas moldeadas, arena colada y su uso para la puesta en practica del procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de piezas coladas a partir de una masa de metal en fusión, en particular, de una masa de metal ligero en fusión, que incluye las siguientes etapas: - fabricación de una parte de molde de colado, a partir de un material de molde obtenido mediante la mezcla de un material de base de molde inerte respecto a la masa de metal en fusión, colable, que presenta una fracción de más del 50% de mullita sintética y una fracción restante constituida por arena de cuarzo, que está compuesta por partículas cuya forma es esencialmente esférica, y por una aglomeración orgánica, la duración de la dilatación térmica del material de base de molde y del aglomerante encontrándose adaptados, el uno al otro, de manera que el coeficiente de dilatación térmica de la masa de metal en fusión sea superior al coeficiente de dilatación térmica de la parte de molde de colado fabricada a partir del material de molde; - ensamblaje de un molde de colado mediante el empleo de la parte de moldede colado; - colado de la masa de metal en fusión en el molde de colado para la realización de una pieza colada; - enfriamiento de la pieza colada durante un período de solidificación y de enfriamiento durante el cual, la parte de molde de colado se disgrega, de forma espontánea, en pedazos; - retirada de los pedazos de la parte de molde de colado de, o fuera de la pieza colada; - preparación de los pedazos del material de molde para la realización de un material de base de molde colable.

Description

Procedimiento de realización de piezas moldeadas, arena colada y su uso para la puesta en práctica del procedimiento.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas coladas a partir de una masa de metal en fusión, en particular, de una masa de metal ligero en fusión, como una masa de aluminio en fusión.

Además, la invención se refiere a un material de molde y a su aplicación para la fabricación de partes de molde de colado empleadas para el colado de una masa de metal en fusión, en particular, de una masa de metal ligero en fusión, como una masa de aluminio en fusión - En el caso de estas partes de molde de colado, se puede tratar, por ejemplo, de núcleos de colado mediante los que se forman cavidades en el interior de la pieza colada a elaborar. Asimismo, en el caso de partes de molde de colado, según la invención, se puede tratar de componentes de los que está constituido un molde de colado de varias piezas, mediante los que se determina la forma exterior de la pieza colada a elaborar.

En el caso de la fabricación técnica de colado de componentes de metal, se necesitarán partes de molde de colado mediante las que se determinará, por un lado, la forma interior y, por otro, la forma exterior de la pieza de trabajo a colar. En el caso de este tipo de partes de molde de colado se puede tratar, en consecuencia, de núcleos de colado mediante los que se forman cavidades en el interior de la pieza colada a elaborar o de elementos de molde de colado, de los que se compone un molde de colado de varias piezas que determina la forma exterior de la pieza colada a elaborar.

Para la fabricación de partes de molde de colado se utilizarán, por lo general, sistemas de material de molde que se componen de un material de base de molde y de un aglomerante. Estos dos componentes se mezclan el uno con el otro, se moldean y se transforman, en un proceso de endurecimiento apropiado, en un cuerpo compacto. Como material de base de molde se emplea por lo general arena de cuarzo, que la mayoría de las veces se une con un aglomerante orgánico.

El empleo de arena de cuarzo, como material de base para la fabricación de partes de molde de colado, tiene un buen resultado, en particular, en el ámbito del colado, en varias ocasiones, de materiales de metal ligero. De esta forma, dicha arena de cuarzo se proporciona a bajo precio y se caracteriza por una transformación simple y una buena calidad en el caso de la representación de elementos de molde de las partes de molde de colado a elaborar cada vez.

Como alternativa a los aglomerantes orgánicos, compatible con el medioambiente, se ha propuesto el empleo de aglomerantes con una base de silicato soluble. Este aglomerante de silicato soluble se mezcla con la arena de molde. La mezcla obtenida se introduce después en la caja de molde de una máquina de molde en la que se forma una cavidad representada por el molde de la parte de molde a fabricar. A continuación, se retira la mezcla introducida en el molde mediante el aporte de calor de agua. El aporte de calor puede ser realizado mediante el correspondiente calentamiento de la caja de molde o mediante radiación de microondas con acción directa sobre la mezcla (WO-A-86/00033, EP 0 917 499 B1, DE 196 32 293 A1).

Para garantizar un óptimo resultado del trabajo, en el caso del colado de la masa de metal en fusión, el material de molde empleado para la fabricación de las partes de molde de colado debe poseer una alta resistencia y unas dimensiones conformes, que también mantendrá en el caso de las cargas que actúan durante la fabricación del molde de colado y durante el colado de la masa fundida. Además, el material de molde debe también poder ser retirado de una forma sencilla tras el colado. Por último, resulta en particular especialmente importante la utilización de los núcleos de colado que forman en la pieza colada espacios interiores moldeados de forma compleja.

Finalmente, los materiales de moldeo deben ser regenerados tras su uso de manera que el material de base de moldeo alcance la cuota de reutilización más alta posible. Esto se puede lograr, de acuerdo con una forma de realización conocida, mediante el empleo de aglomerantes inorgánicos que liberan bajas emisiones durante la elaboración de las partes de molde y, tras la finalización del proceso de colado, estos pueden ser incinerados casi sin residuos mediante la aplicación de temperaturas lo suficientemente altas.

A partir de la DE 44 46 352 A, se conoce un compuesto de núcleos de colado con granos incombustibles compuestos esencialmente de mullita que poseen fundamentalmente una apariencia esférica y un aglomerante para la unión de los granos incombustibles. Como aglomerante se utiliza en el compuesto de núcleos de colado conocido un aglomerante orgánico, especialmente una resina que se endurece al calor actuando como una resina fenólica.

A partir de la JP 54 004817 A se conoce una arena de molde templable compuesta de arena de cuarzo y que actúa como aglomerante silicato soluble. Para evitar una reacción del óxido de silicio de la arena de cuarzo con el óxido de sodio del silicato soluble en el vidrio, la arena de molde conocida contiene además partículas de arcilla refractaria, especialmente partículas de mullita.

Además de la JP 07 164102 A se conoce un molde de colado, en particular, un núcleo de colado, que se fabrica a partir de un material de base de molde y de una resina que se endurece al calor. En el caso del molde de colado conocido, los espacios libres existentes entre los componentes de aglomerante de arena y resina se rellenan, a continuación, mediante la presión de un material de relleno. El material de relleno puede componerse sobre todo de un material incombustible y de un material líquido inorgánico de silicato soluble. De esta manera, la estabilidad de la temperatura y de la presión del molde de colado conocido se deberá elevar respecto a la masa de metal en fusión.

Finalmente, a partir de la JP 55 084251 A se conoce un procedimiento de colado en el que una parte de molde de colado se fabrica empleando un aglomerante orgánico. En este proceso, las partes del molde de colado representan las zonas de la pieza colada de mayor grosor reemplazadas por un material de molde de arena de molde y por un aglomerante de silicato soluble. De esta manera, deben evitarse en la pieza colada la aparición de grietas por las altas temperaturas provocadas por diferentes niveles de enfriamiento.

En una forma de realización, se muestra que los sistemas de material de molde conocidos, independientemente de si contienen un aglomerante orgánico o inorgánico poseen, bajo unas condiciones normales, las características necesarias para un resultado de trabajo óptimo. Pero, en particular, en el caso de piezas de molde que presenten una pared delgada, como las que se utilizan, por ejemplo, para el colado de bloques motor de cabezas cilíndricas como núcleos de molde para conductos de aceite, se puede producir, como consecuencia de la dilatación térmica inevitable, que los requisitos de precisión dimensional de la pieza colada no se vuelvan a cumplir.

Otro problema en el colado de piezas coladas moldeadas de forma compleja aplicando piezas de molde de colado fabricadas de forma convencional, consiste en que es difícil retirar la arena de la parte colada tras el enfriamiento. Por lo general, la parte colada será sacudida o expuesta a unos golpes que ocasionen una desintegración del núcleo de colado que se encuentra en el interior de la pieza colada y de la pieza de molde unida, de forma exterior, a la pieza colada activando el derrame de las partículas contenidas de material de molde. Sin embargo, estos procedimientos mecánicos para la separación de la pieza de molde entrañan el peligro de dañar la pieza colada. De esta forma, puede ocasionar, en particular, el agrietado en el caso de componentes con paredes delgadas o con moldeado de filigrana.

En este caso, se ha propuesto, en lugar de accionar medidas sobre la pieza colada, de forma mecánica, calentar fuertemente la pieza colada de manera que el aglomerante se queme hasta que sólo permanezca el material de base de molde y éste, como material colable, pueda ser fácilmente separado de la pieza colada. El gasto especial necesario con aparatos especiales es considerable. Además, las temperaturas necesarias para quemar el aglomerante son tan altas que con el calentamiento se ocasiona también, de forma inevitable, una modificación de las características de la pieza metálica colada.

El objetivo de la invención consistía en indicar un procedimiento para la fabricación de piezas coladas de gran valor cualitativo y de moldeado complejo y en el que, tras la finalización del proceso de colado, las partes de molde de colado se puedan separar de la pieza colada o hacia el exterior, de una forma sencilla y sin peligro. Además, se podría disponer de un material de molde con el que se fabriquen piezas de molde adecuadas para la elaboración de piezas coladas de gran valor cualitativo y de moldeado complejo y que, tras la finalización del proceso de colado, se pudieran separar de la pieza colada o hacia el exterior, de una forma sencilla y sin peligro.

Esta tarea se realiza en relación con el procedimiento, según la invención, mediante un procedimiento según la reivindicación 1.

En lo que respecta al dispositivo, la tarea anteriormente mencionada se realiza mediante un material de molde según la reivindicación 6.

La invención se basa en el conocimiento de que, mediante la elección de un material de molde apropiado, se fabrican partes de molde de colado que, de una forma óptima, incluyen las características necesarias para la elaboración simple, segura y no contaminante de unas partes coladas de calidad superior y de dimensiones precisas.

El material de molde une, de forma óptima, según la invención, las características que constituyen un requisito para la elaboración de una parte colada de calidad superior en el caso de una forma de elaboración simple y simultánea. Con este propósito, el material de molde, según la invención, contiene un material de base existente en forma de grano o de otro tipo de partícula similar y, como tal, es colable a la vez que muestra, en su calentamiento inevitable durante dicho colado, una dilatación térmica claramente inferior respecto a la arena de cuarzo utilizada de forma convencional. De esta forma también, el material de base de molde garantiza, en el caso de una fortaleza del material inferior, una precisión dimensional elevada en la elaboración de piezas coladas moldeadas de forma compleja.

El material de base colable en estado libre está mezclado con un aglomerante que cuenta con un comportamiento de dilatación diferente al del material de base en el calentamiento. Con motivo de la diferente dilatación térmica del material de base de molde y del aglomerante, se produce más tarde la entrada de calor de colado para la sustitución del aglomerante por los granos del material de base de molde. Como resultado, el aglomerante se dispersa a continuación, cuando la parte de molde se dilata más ampliamente que el material de base, de manera que pierde su forma fija y se puede separar con facilidad de la parte colada o hacia el exterior. Por el contrario, el comportamiento de dilatación del material de base de molde se puede realizar de manera que, por una modificación del volumen que se produzca simultáneamente al calentamiento, se rompa la unión del aglomerante y el material de base vuelva a ser colable. Es esencial que ésta se produzca de forma simultánea al calentamiento para permitir la ruptura del componente del núcleo o del molde, de manera que éste, tras el enfriamiento de la parte colada, se pueda disgregar en partes individuales, sueltas y fácilmente separables.

Mientras la dilatación térmica del material de molde, según la invención, se acople a la dilatación térmica de la masa de metal en fusión para colado y, de forma simultánea, mientras este material de molde se fabrique a partir de un material de base colable, se conseguirá que, tras el enfriado de la parte colada, la pieza de molde compuesta, al menos de forma parcial, por la parte colada o limitada por la parte colada se rompa debido a las fuerzas que actúan durante el enfriado, formando piezas individuales sueltas que se puedan separar con facilidad. La ruptura de las partes de molde de colado se produce mediante las fuerzas que actúan como consecuencia de la diferente dilatación del metal colado y del material de molde.

La invención, en el caso de colado de componentes de masa de aluminio en fusión, produce un efecto especialmente favorable. El aluminio ofrece un coeficiente elevado de dilatación térmica, de manera que las fuerzas que se ejercen durante el colado y la solidificación de la masa fundida sobre las partes del molde en contacto con la parte colada son tan elevadas que la parte de molde correspondiente se romperá, con seguridad, en pequeñas partes. Este efecto será especialmente favorable cuando se trate, en el caso de una parte de molde, de un molde de núcleo.

Otra característica favorable del material de molde proporcionado y utilizado, según la invención, consiste en que el aglomerante y el material de base de molde se acoplan el uno al otro de manera que, en el caso de las partes coladas de molde elaboradas a partir del material de molde, las partículas del material de base están unidas de forma térmicamente estable y no elástica por el aglomerante. La parte colada de molde, elaborada a partir de un material de base de molde, facilitado de este modo, se comporta de forma quebradiza a lo largo de todo el intervalo de temperatura continuo durante el colado de la masa fundida, mediante el cual se favorece la ruptura deseada de las partes de molde.

El aglomerante de las partes de molde es elegido preferentemente de manera que no se descomponga mediante la acción del calor. De esta manera se evitará que en el núcleo se liberen volúmenes, que según uno, pudieran producir provocar en la invención la ductilidad indeseada de la respectiva parte de molde.

Otra característica ventajosa de la invención reside en que la partícula del material de base de molde ofrece una forma esencialmente redonda, esférica. La forma esférica del material de base de molde y el predominio que ello conlleva de los puntos de contacto entre las partículas de material de base de molde potencia la desintegración espontánea de las partes de molde como consecuencia de las fuerzas mecánicas que actúan en el colado y la solidificación de la masa fundida. Un material de base de molde que cumple particularmente bien este requisito es la mullita elaborada de forma sintética. En consecuencia se prevé otra característica ventajosa de la invención, que el material de base de molde ofrece más del 50%, preferentemente más del 70% de arena de óxido de aluminio (mullita) en sustitución a la arena de cuarzo. La mullita ofrece una forma esférica y una densidad comparable a la de la arena de cuarzo. De esta forma, los materiales de molde fabricados de esta manera son esencialmente más fáciles de elaborar que la conocida arena ZrO2, por ejemplo. Junto a las ventajas relativas a la desintegración de las partes del molde originada de forma mecánica y que se quieren alcanzar según la invención, la forma esférica redonda de las partículas de mullita conduce en la práctica a una transformación simple del material de molde elaborado de ese material de base de molde y, con ello, simultáneamente a un desgaste reducido de las herramientas y máquinas utilizadas para la elaboración de las partes de molde. Por ello, el material de molde con grandes contenidos en mullita posee con motivo de su baja dilatación térmica, también en el caso de una fortaleza del material inferior, una precisión dimensional elevada en la elaboración de piezas coladas moldeadas de forma compleja.

De forma sorprendente se muestra que la desintegración de las partes de molde fabricadas con el material de molde compuesto según la invención sucede de forma espontánea en la medida que se retarde en el tiempo el colado de la masa de metal en fusión, que no tiene ningún otro efecto negativo en la calidad de la parte colada suficientemente solidificada ya en ese momento.

Con motivo de sus características particulares, el material de molde compuesto según la invención es especialmente idóneo para la elaboración de núcleos de colado. Éstos se pueden separar tras el colado sin peligro de dañar la pieza colada terminada.

Un material de base de molde compuesto por una mezcla de arena de cuarzo y mullita funciona con técnica térmica y aislando un material de molde creado así. De esta forma, estos materiales se pueden utilizar de forma selectiva para tales aplicaciones de técnica de colado, en las que se alcanza un calentamiento que supera la temperatura crítica de 573ºC para las arenas de cuarzo, en las que la conductividad térmica de las partes de molde realizadas con los respectivos materiales juega, sin embargo, un papel subordinado o la conducción térmica debe disminuirse voluntariamente.

Ensayos técnicos han dado como resultado que mediante la mezcla de una cantidad suficiente de arena de mullita con una arena de cuarzo se pueden detener los cambios geométricos espontáneos que actúan en el caso de utilizar tan sólo arena de cuarzo como material de base de molde para la elaboración de partes coladas delgadas y con filigrana. En ello, es esencial que la parte de arena Al2SiO5 sea lo suficientemente elevada cada vez para poder compensar la modificación de longitud del cuarzo que sucede en el caso de arena de cuarzo cuando el calentamiento sobrepasa la temperatura crítica.

En el caso del material de molde proporcionado según la invención, el aglomerante y el material de base se acoplan además el uno a otro de forma preferente de manera que una parte de molde de colado elaborada con el material de molde posee una conductividad térmica baja. Esta característica ocasiona que tras el colado de la masa de metal en fusión la diferencia de temperatura entre el material colado y la parte de molde permanezca alta, de manera que el peligro de una rotura anticipada de la parte de molde originada de forma térmica o química se reduce al mínimo.

De forma adicional, la desintegración de los núcleos de colado permite sostener que los componentes del material de molde se acoplan unos a otros de tal manera que el material de base de molde y el aglomerante se dilatan de forma diferente en el calentamiento con la consecuencia de que las uniones entre ellos se quiebren en el caso de un calentamiento simultáneo al colado de la masa fundida.

De esta manera, la invención permite, en particular, según la técnica, que se elabore un material de molde formado por una mezcla de un material de base existente en forma de grano o de otro tipo de partícula similar y, como tal, que sea colable y un aglomerante inorgánico.

La ventaja del uso de un aglomerante inorgánico reside en su mejor compatibilidad con el medioambiente y en la circunstancia de que las partes de molde elaboradas con un aglomerante de esta clase se reducen sin problema en el circuito del material de molde.

En este contexto, se han mostrado que son especialmente apropiados los materiales de molde que se mezclan con un aglomerante con una base de silicato soluble y con un material de base de molde compuesto según la invención. Sin embargo, es esencial que el comportamiento de dilatación de los componentes entremezclados se distinga uno de otro de una forma suficiente. En este contexto es especialmente ventajoso cuando el material de base de molde y el aglomerante se dilatan de forma diferente. En este caso se produce más tarde la entrada de calor de colado para la sustitución del aglomerante por los granos del material de base del molde. De esta forma, cuando el aglomerante se dilata más ampliamente que el material de base, fuerza la parte de molde de manera que ésta pierde su forma fija y se puede disgregar fácilmente en pedazos del material. Éstos se pueden separar fácilmente de la pieza colada o hacia el exterior sin peligro de provocar un daño mecánico. Para que, en el caso de estas variantes, se produzca la desintegración de la pieza de molde originada según la invención de forma espontánea, es esencial en consecuencia la diferente dilatación térmica del material de base de molde y el aglomerante, de forma que bajo la acción del calor de colado el aglomerante se quiebre o salte de las partículas de material de base de molde como consecuencia de las tensiones térmicas originadas entre el molde, el material de base y el aglomerante. Mediante este comportamiento quebradizo del aglomerante tras el endurecimiento de la parte de molde se disgrega la unión entre las partículas individuales del material de base de molde y la parte de molde. La mezcla suelta restante de los pedazos de material de base de molde y de aglomerante es colable y se puede separar fácilmente fuera o de la parte colada.

La parte respectiva de molde de colado se fabricará también mediante el procedimiento según la invención, de manera que una mezcla de material de molde, compuesta según la invención, se introduce de una forma conocida en la caja de núcleo de una máquina de molde de núcleo.

A continuación, el material de molde se endurecerá según el procedimiento descrito en la DE 196 32 293 A1, por ejemplo, en el que a la cavidad de la caja de núcleo calentada a una temperatura de 100ºC hasta 160ºC se le imprime una depresión y el molde de núcleo es calentado durante un tiempo de 20 a 30 segundos por la caja de núcleo. Durante este tiempo, la parte de molde de colado llegará a ser tan firme que se retirará de la caja de núcleo y se podrá colocar en una instalación de calentamiento dispuesta fuera de caja de molde de núcleo, por ejemplo un horno microondas. En esta instalación de calentamiento se calentará a una potencia térmica suficiente en la medida en que se pueda retirar una cantidad suficiente de agua para el endurecimiento total.

De forma alternativa o complementaria a la radiación de microondas dispuesta fuera de la caja de molde de núcleo, la deshidratación también puede ser realizada mediante un calentamiento suficiente de la misma caja de núcleo o mediante un gaseado de aire caliente. Estas medidas se pueden combinar cada vez con un calentamiento realizado fuera de la caja de núcleo. Incluso es posible causar la deshidratación mediante una radiación de microondas que actúe directamente sobre el molde de núcleo que todavía se encuentra en la caja de núcleo. En el caso de que para el endurecimiento se proceda a un calentamiento de la pieza de molde fuera de la caja de núcleo, se puede humedecer la respectiva parte de molde para el aumento de la resistencia de la superficie superior del núcleo con el líquido aglomerante. Las partes de molde tratadas de esta manera ofrecen una elevada estabilidad incluso una mayor resistencia al desgaste de manera que se pueden almacenar sin problema y satisfacen altos requisitos en su precisión dimensional. Esto se muestra especialmente favorable en lo que respecta a una calidad óptima de la pieza colada a elaborar cuando se utiliza un aglomerante de silicato soluble.

A continuación, la invención se desarrollará más detalladamente por medio de un núcleo con eje de distribución de un molde de colado para el colado de una cabeza de cilindro de una aleación de aluminio.

En la parte inferior del núcleo con eje de distribución se moldean en sentido longitudinal dos muescas distanciadas entre sí, mediante las cuales se determina cada vez el molde de los soportes de la cabeza de cilindro a fabricar previstos para el almacenamiento del eje de distribución. En las muescas se presenta cada vez una rama de un núcleo con conducto de aceite que se extiende con su sección principal en paralelo y en una distancia al núcleo con eje de distribución. La longitud de las ramas es muchas veces superior a su diámetro. Igualmente, la longitud de la sección principal del núcleo con conducto de aceite es muchas veces superior a su diámetro.

El núcleo con conducto de aceite ha sido elaborado de una manera conocida en sí en una máquina de macheado de molde convencional con un material de molde según la invención que se ha realizado mediante la mezcla de un material de base de molde compuesto de arena de mullita y arena de cuarzo con un aglomerante de silicato soluble. Con motivo de la proporción de arena de mullita, está garantizado que el núcleo con conducto de aceite también se dilatará de forma homogénea y, por consiguiente, de una forma claramente previsible en el caso de su calentamiento que se elevará hasta por encima de los 573ºC durante el colado de la cabeza de cilindro elaborada.

De esta manera, se evitarán seguramente roturas en la zona de las ramas, dilataciones de la sección principal en la zona entre las ramas, así como curvaturas en la zona del extremo libre de la sección principal, como se determinan en el caso de una manera convencional núcleos con conducto de aceite elaborados de materiales de base de molde con una base de arena de cuarzo simple. Mediante el empleo de un material de molde compuesto según la invención, las cabezas de cilindros y las piezas coladas similares, delgados, se muestran sobre canales que se extienden en longitudes grandes y se fabrican piezas en fundición de metal ligero, de forma fidedigna, con gran precisión y en grandes cantidades.

Durante el colado de la masa de metal en fusión, en el que se trata preferentemente de una masa de aluminio en fusión u otra masa de metal ligero en fusión, y el tiempo en el que el metal de la pieza colada todavía es fluido, los núcleos de colado se deforman con motivo de las características del material de base de molde y aglomerante determinadas según la invención de forma insignificante. La escasa dilatación térmica del material de base de molde permite así la consecución segura en el proceso de los requisitos dimensionales de la pieza de colado.

Tras un período de solidificación y de enfriamiento, en el que la pieza colada alcanza una resistencia suficiente para la elaboración posterior, los pedazos del material, en los que el núcleo correspondiente de colado, como consecuencia de la acción del calor de colado y debido a la diferente duración de la dilatación térmica del material de base de molde y del aglomerante se disgrega de forma espontánea, se vacían de la pieza colada y se recuperan.

Durante el proceso de solidificación y en la fase de enfriado tras la solidificación completa del metal, el respectivo núcleo de colado se someterá, mediante la contracción considerablemente alta en comparación con los núcleos de colado, del estado sólido del metal colado a altas tensiones mecánicas. Éstas se producen debido a la disposición inelástica y quebradiza de los núcleos de colado de manera que los núcleos de colado se resquebrajan en pedazos de material en forma de bulbo. Su volumen y resistencia son tan pequeños que las partes coladas se pueden desarenar solas mediante la acción de energía vibratoria, ya que toda la arena vieja del núcleo permanece separada de la pieza colada. No serán necesarios para la eliminación de la arena la aplicación de golpes de martillos realizados con un martillo neumático, como se requiere todavía según los últimos avances tecnológicos.

La preparación de los pedazos de núcleo de colado puede comprender un triturado limpio en partículas de grano. Después, las partículas de grano obtenidas de una precipitación de metal y de una eliminación del polvo se pueden colocar debajo para crear el estado necesario para su reutilización. Finalmente, las partes de molde de colado recicladas en material en grano se reutilizarán como material de base para el material de molde compuesto según la invención.

Si se utilizaran materiales de molde según la invención, compuestos de un material de base de molde mezclado con aglomerante de silicato soluble, como mullita sintética, en la elaboración de las partes de molde de colado no aparecerían emisiones perceptibles. De esta forma, siempre se puede evitar, en el caso de un procedimiento convencional como consecuencia de la formación de gas, la aparición de fallos de colado, la necesidad de adoptar medidas de gran calibre para la aspiración de gases al igual que de llevar a cabo limpiezas laboriosas de las herramientas. De esta manera, se reducen al mínimo la contaminación del medioambiente y del personal de servicio.

Si se utilizara mullita o un material incombustible inerte similar como material de base del sistema de material de molde según la invención, existiría otra ventaja de la invención en la estabilidad química del material de base de molde frente al aglomerante y la masa fundida. Esta característica garantiza que, en el caso de un procedimiento según la invención, se obtendrá una pieza colada cuya superficie, tras el vaciado de los pedazos de material del núcleo de molde y piezas de molde sin medidas de limpieza adicionales, estará completamente libre de adherencias de restos de arena.

Claims (15)

1. Procedimiento para la fabricación de piezas coladas a partir de una masa de metal en fusión, en particular, de una masa de metal ligero en fusión, que incluye las siguientes etapas:

- fabricación de una parte de molde de colado, a partir de un material de molde obtenido mediante la mezcla de un material de base de molde inerte respecto a la masa de metal en fusión, colable, que presenta una fracción de más del 50% de mullita sintética y una fracción restante constituida por arena de cuarzo, que está compuesta por partículas cuya forma es esencialmente esférica, y por una aglomeración orgánica, la duración de la dilatación térmica del material de base de molde y del aglomerante encontrándose adaptados, el uno al otro, de manera que el coeficiente de dilatación térmica de la masa de metal en fusión sea superior al coeficiente de dilatación térmica de la parte de molde de colado fabricada a partir del material de molde;

- ensamblaje de un molde de colado mediante el empleo de la parte de molde de colado;

- colado de la masa de metal en fusión en el molde de colado para la realización de una pieza colada;

- enfriamiento de la pieza colada durante un período de solidificación y de enfriamiento durante el cual, la parte de molde de colado se disgrega, de forma espontánea, en pedazos;

- retirada de los pedazos de la parte de molde de colado de, o fuera de la pieza colada;

- preparación de los pedazos del material de molde para la realización de un material de base de molde colable.

2. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la preparación de la parte de molde de colado comprende la introducción del material de molde en un forma hueca configurada en una caja de núcleo, el endurecimiento previo del material de molde introducido en la caja de núcleo para la realización de la parte de molde de colado mediante el aporte de calor y el endurecimiento mediante envejecimiento de la parte de molde de colado, en una instalación de calentamiento situada al exterior de la caja de núcleo.

3. Procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la instalación de calentamiento comprende un dispositivo de calentamiento con microondas.

4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado por el hecho de que la parte de molde de colado es rociada con aglomerante antes del endurecimiento mediante envejecimiento.

5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la preparación de los pedazos del material de molde comprende el triturado de los pedazos, una precipitación del metal, una separación de los granos y/ o una eliminación del polvo.

6. Material de molde para la fabricación de partes de molde de colado para el colado de una masa de metal en fusión, en particular, de una masa de metal ligero en fusión, compuesto por una mezcla de un material de base de molde inerte respecto a la masa de metal en fusión, colable, que presenta una fracción de más de un 50% de mullita sintética y de una fracción restante compuesta por arena de cuarzo, que está constituido por partículas cuya forma es esencialmente esférica y por un aglomerante inorgánico, mezclado con el material de base de molde, la duración de la dilatación térmica del material de base de molde y del aglomerante encontrándose adaptadas la una a la otra, de manera que el coeficiente de dilatación térmica de la masa de metal en fusión sea cada vez superior al coeficiente de dilatación térmica de una parte de molde de colado fabricada a partir del material de molde.

7. Material de molde, según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que el aglomerante se dilata mediante el calentamiento, al contrario que el material de base de molde.

8. Material de molde, según cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado por el hecho de que el aglomerante es estable bajo la acción del calor de colado.

9. Material de molde, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que el aglomerante es un agente aglomerante silicatado.

10. Material de molde, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por el hecho de que el material de base de molde está completamente constituido por mullita.

11. Material de molde, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por el hecho de que la masa de metal en fusión es una masa de aluminio en fusión.

12. Material de molde, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por el hecho de que su conductividad térmica es inferior a la del metal para colado.

13. Puesta en práctica del material de base de molde concebido, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, para la realización del procedimiento concebido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

14. Puesta en práctica, según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que la parte de molde de colado fabricada a partir del material de molde es un núcleo de colado.

15. Puesta en práctica, según la reivindicación 14, caracterizada por el hecho de que la longitud de la parte del molde de colado es varias veces superior a su diámetro.