MXPA04002424A

MXPA04002424A - Metodo para la fabricacion de piezas fundidas, arena de moldeo y su uso para la implementacion del metodo.

Info

Publication number: MXPA04002424A
Application number: MXPA04002424A
Authority: MX
Inventors: Gintner Walter
Original assignee: Hydro Aluminium Deutschland
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2005-04-11
Also published as: WO2003024642A1; BR0212534A; PL367736A1; CN1298456C; CN1599651A; CA2461797A1; EP1425121B1; KR20040070330A; ATE323563T1; JP2005502473A; EP1425121A1; DE50206490D1; ES2262845T3; US20040261969A1; HUP0401547A2

Abstract

La invencion proporciona un metodo con el cual pueden fabricarse piezas fundidas de formas complejas de alta calidad y con el cual, despues del fin del proceso de fundicion, las partes de molde para fundicion pueden ser facilmente retiradas de la pieza fundida sin riesgo alguno. Para lograr esto se llevan cabo las siguientes etapas: fabricacion de un material de molde al mezclar un material de molde basico, inerte en comparacion con el metal fundido y vertible, el cual bajo calentamiento se expande menos que la arena de cuarzo, y un agente aglutinante, el cual bajo calentamiento se expande en forma diferente en comparacion con el material de molde basico, para fabricar una parte de molde para fundicion a partir del material de molde, ensamblar un molde de fundicion haciendo uso de la parte de molde para fundicion, verter el metal fundido en el molde de fundicion para formar una pieza fundida, enfriar la pieza fundida durante un periodo de solidificacion y enfriamiento en el cual la parte de molde para fundicion se autodesintegra activamente en fragmentos, retirar los fragmentos de la parte de molde para fundicion o de la pieza fundida y reprocesar los fragmentos del material de molde para formar material de molde basico vertible.

Description

MÉTODO PARA LA FABRICACIÓN DE PIEZAS FUNDIDAS. ARENA DE MOLDEO Y SU USO PARA LA EMPLEMENTACIÓN DEL MÉTODO La invención se refiere a un método para la fabricación de piezas fundidas a partir de un metal fundido, en particular metal liviano fundido, tal como aluminio fundido. Además de esto, la invención se refiere a un material de moldeo y a su uso para la fabricación de partes de molde para fundición, las cuales se usan para la fundición de metales fundidos, en particular metal liviano fundido, tal como aluminio fundido. Estas partes de molde para fundición pueden, por ejemplo, ser almas de fundición, a través de las cuales se formen cavidades en el interior de las piezas fundidas que serán producidas. Asimismo, las partes de molde para fundición de acuerdo con la invención pueden ser elementos estructurales a partir de los cuales un molde para fundición de partes múltiples puedan estar compuestos, por medio de los cuales se determine la forma externa de la pieza fundida que será fabricada. La fabricación de componentes estructurales hechos de metal por tecnología de fundición requiere de partes de molde para fundición por medio de las cuales se determine, por un lado, la forma interior y, por el otro, la forma exterior de las piezas de trabajo que serán fundidas. Estas partes de molde para fundición pueden entonces ser almas de fundición, por medio de las cuales se formen cavidades en el interior de la pieza fundida que va a ser creada, o elementos de molde para fundición a partir de los cuales se ensamble un molde para fundición de partes múltiples, los cuales determinen la forma exterior de la pieza fundida que será creada. Para fabricar partes de molde para fundición, se usan sistemas de materiales de molde, como una regla, los cuales están compuestos de un material de molde básico y un agente aglutinante. Estos dos componentes se mezclan uno con otro, se configuran y se procesan en un proceso de endurecimiento adecuado para formar un cuerpo compacto. Como un material de molde básico, normalmente se usa arena de cuarzo, la cual en la mayoría de aplicaciones es aglutinada con un agente aglutinante orgánico. El uso de arena de cuarzo como un material básico para la fabricación de partes de molde para fundición ha probado su valor en muchos aspectos, en particular en el sector de la fundición de materiales de metal liviano. De esta manera, la arena de cuarzo puede obtenerse económicamente y se caracteriza por cualidades de fácil procesamiento y buena calidad en las imágenes de elementos de molde de la pieza de fundición que será producida en cada caso. Como una alternativa más compatible con el ambiente para agentes aglutinantes orgánicos, se ha propuesto el uso de agentes aglutinantes en una base de cristal de agua. Este agente aglutinante de cristal de agua se mezcla con la arena de moldeo. La mezcla obtenida es disparada después en el recipiente de moldeo de una máquina de moldeo, en la cual se forma una cavidad que representa la forma de la parte de molde que va a ser producida. Después, al suministrar calor, el agua es extraída de la mezcla introducida en el molde. El suministro de calor puede en esta situación llevarse a cabo por un calentamiento adecuado del recipiente de moldeo o por medio de un calentamiento por microondas que tenga efecto directamente en la mezcla (WO-A-86/00033, EP 0 917 499 Bl, DE 196 32 293 Al). Para garantizar un resultado operacional óptimo cuando se funda el metal fundido, el material de molde usado para la fabricación de las partes de molde para fundición debe tener alta resistencia y alta consistencia dimensional, las cuales aún serán mantenidas bajo las cargas incurridas durante la fabricación del molde para fundición y la fundición de la masa fundida. Además de esto, el material de moldeo debe ser fácil de retirar después de la fundición. Esto se vuelve particularmente importante si se usan almas de fundición que forman interiores de formas complejas en la pieza fundida. Finalmente, los materiales de molde deben ser capaces de ser regenerados después de usar de tal manera que la cuota de reutilización más alta posible pueda lograrse con el material de molde básico. Esto puede lograrse de una manera conocida mediante el uso de agentes aglutinantes inorgánicos, los cuales liberan bajas emisiones durante la fabricación de las partes de molde y, después del final del proceso de fundición, pueden ser incinerados casi libres de cualquier residuo bajo el efecto de temperaturas suficientemente altas. En aplicación práctica se ha demostrado que los sistemas de materiales de molde conocidos, sin importar si contienen agentes aglutinantes orgánicos o inorgánicos, bajo condiciones normales tienen las propiedades requeridas para un resultado operacional óptimo. Sin embargo, especialmente con partes de molde de paredes delgadas, tales como las usadas, por ejemplo, en la fundición de bloques de motor o cabezas cilindricas, como almas de fundición para canales de aceite, y como un resultado de la expansión térmica inevitable los requerimientos de la estabilidad dimensional de la pieza fundida ya no pueden ser satisfechos. Un problema más con la fundición de piezas fundidas de formas complejas usando partes de molde para fundición fabricadas mediante medios convencionales se basa en el hecho de que la arena sólo puede ser retirada de la pieza fundida con dificultad después del enfriamiento. Para hacer esto, la pieza fundida es normalmente sometida a agitación o golpeteo, lo cual causa la desintegración de las almas de fundición en el interior de la pieza fundida y de las partes de molde que se adhieren al exterior de la pieza fundida, y está diseñado para promover el vertido de las partículas de material de molde obtenidas. Estos métodos mecánicos para la remoción de las partes de molde, no obstante, incurren en el riesgo de daños a la pieza fundida; por ejemplo, especialmente con componentes en forma de filigrana o de paredes delgadas, podría ocurrir la formación de grietas. Por lo tanto se ha propuesto que, en lugar de medidas mecánicas que tengan efectos en la pieza fundida, la pieza fundida debe ser calentada lo suficiente como para que el agente aglutinante sea encendido hasta que sólo quede el material de molde básico, y luego puede ser fácilmente retirado de la pieza fundida como material vertible. El gasto requerido en términos de aparatos para esto es considerable. Además de esto, las temperaturas requeridas para la combustión del agente aglutinante son tan altas que el calentamiento causará inevitablemente un cambio en las propiedades de las piezas fundidas metálicas. El objeto de la invención es proporcionar un método con el cual puedan fabricarse piezas fundidas de formas complejas de alta calidad, y con el cual, después de concluir el proceso de fundición, las partes de molde para fundición también puedan ser retiradas de la pieza fundida de una manera simple y sin riesgo alguno. Además de esto, se intenta también proporcionar un material de molde con el cual se puedan fabricar partes de molde que sean adecuadas para la producción de piezas fundidas de formas complejas de alta calidad, y las cuales, después de la conclusión del proceso de fundición, puedan ser retiradas de la pieza fundida de una manera simple y sin riesgo alguno. Este objeto es resuelto con respecto al método de acuerdo con la invención por medio de un método para la fabricación de piezas fundidas a partir de metal fundido, en particular metal liviano fundido, en el cual se llevan a cabo las siguientes etapas: - fabricación de una parte de molde para fundición a partir del material de molde, la cual es mezclada a partir de un material de molde básico vertible que es inerte en relación al metal fundido y a partir de un agente aglutinante, en donde el comportamiento de expansión térmica del material de molde básico y agente aglutinante se ajustan entre sí de tal forma que el coeficiente de expansión térmica del metal fundido se encuentre sobre el coeficiente de expansión térmica de la parte de molde para fundición fabricada del material de molde, - ensamblar un molde de fundición haciendo uso de la parte de molde para fundición, - verter el metal fundido en el molde de fundición para formar una pieza fundida, - enfriar la pieza fundida durante un periodo de solidificación y enfriamiento en el cual la parte de molde para fundición se autodesintegre activamente en fragmentos, - retirar los fragmentos de la parte de molde para fundición o de la pieza fundida, - reprocesar los fragmentos del material de molde para formar material de molde básico vertible. Por otro lado, el objeto descrito arriba también es resuelto por un material de molde para la fabricación de partes de molde para fundición para la fundición de metal fundido, en particular metal liviano fundido, que consiste en una mezcla vertible de material de molde básico, inerte en relación al metal fundido, y un agente aglutinante mezclado con el material de molde básico, en donde el comportamiento de expansión térmica del material de molde básico y el agente aglutinante se ajustan entre sí de tal forma que el coeficiente de expansión térmica del metal fiindido se encuentre sobre el coeficiente de expansión térmica de la parte de molde para fundición fabricada del material de molde. La invención se basa en el entendimiento de que, mediante la selección de un material de molde adecuado, pueden producirse partes de molde para fundición que combinan de una manera óptima las propiedades requeridas para la fabricación simple, confiable y ambientalmente no agresiva de piezas fundidas de alta calidad y dimensionalmente estables. El material de molde de acuerdo con la invención proporciona una combinación óptima de las propiedades que son una precondición para la fabricación de una pieza fundida de alta calidad con, al mismo tiempo, una forma de fabricación simple. Para este propósito, el material de molde de acuerdo con la invención contiene un material básico que está presente en una forma de grano, o forma de partícula comparable, y el cual es como tal vertible, que, durante el calentamiento que se origina inevitablemente durante la fundición, muestra expansión térmica considerablemente menor en relación a arena de cuarzo usada convencionalmente. El material de molde básico garantiza en consecuencia, incluso con espesores de material bajos, alta estabilidad dimensional en la fabricación de piezas fundidas de formas complejas. El material básico, el cual es vertible en el estado no ligado, se mezcla con un agente aglutinante que tiene un comportamiento de expansión térmica diferente después del calentamiento al del material básico. Debido a la diferente expansión térmica entre el material de molde básico y el agente aglutinante, la aplicación de calor que proviene del calor de la pieza fundida lleva a la liberación del agente aglutinante de los granos del material de molde básico. Como resultado, el agente aglutinante revienta entonces la parte de molde, cuando se expande más fuertemente que el material básico, de tal forma que la parte de molde pierda su forma sólida y pueda ser retirado fácilmente de la pieza fundida. De manera inversa, el comportamiento de expansión del material de molde básico puede establecerse de tal manera que el cambio de volumen que es inherente en el proceso de calentamiento rompa la unión con el agente aglutinante y el material básico sea nuevamente vertible. Un factor esencial es que, inherentemente con el calentamiento, el componente de alma o molde se rompe, por lo que, después de que la pieza fundida se ha enfriado, se ha desintegrado en partes individuales flojas que pueden retirarse fácilmente. Al ajustar el comportamiento de expansión térmica del material de molde de acuerdo con la invención al comportamiento de expansión térmica del metal fundido que va a ser fundido, y al fabricar al mismo tiempo este material de molde sobre la base de un material básico vertible se logra que, después del enfriamiento de la pieza fundida, la parte de molde que esté al menos en parte rodeada por la pieza fundida o sea adyacente a la pieza fundida, sea roto en partes individuales flojas debido a las fuerzas que ocurren en el transcurso del enfriamiento, partes individuales que después pueden ser fácilmente retiradas. La ruptura de las partes de molde para fundición es en este caso efectuada como resultado de las fuerzas, causadas por la expansión diferente del metal fundido y el material de molde. La invención tiene un efecto particularmente favorable con la fundición de componentes hechos de aluminio fundido. El aluminio exhibe un alto coeficiente de expansión térmica, con el resultado de que, en el transcurso de la fundición y solidificación de la masa fundida, fuerzas suficientemente altas son ejercidas en las partes de molde en contacto con la parte fundida que la parte de molde involucrada se romperá seguramente en fragmentos más pequeños. Esto prueba ser particularmente favorable si la parte de molde es un molde de alma. Una propiedad más que es favorable para la invención del material de molde constituido y usado de acuerdo con la invención es que el agente aglutinante y el material de molde básico se ajustan entre sí de tal forma que, con las partes de molde para fundición producidas a partir del material de molde, las partículas del material básico sean térmicamente estables y no sean aglutinadas elásticamente por el agente aglutinante. La parte de molde para fundición que se produce a partir de un material de molde básico constituido de esta manera se comporta a lo largo del intervalo de temperaturas completo recorrido durante la fundición del metal fundido de una manera quebradiza, como resultado de lo cual se promueve la desintegración de las partes de molde deseadas de acuerdo con la invención.

El agente aglutinante del molde se selecciona de preferencia de tal forma que no se desintegre debido al efecto del calor. De esta manera se evita la situación en la cual se liberan volúmenes en el alma que podrían llevar a una flexibilidad del molde en cuestión, lo cual es indeseable de acuerdo con la invención. Una modalidad adecuada más de la invención es que las partículas del material de molde básico exhiben una forma esencialmente redonda y esférica. La forma esférica del material de molde básico y la frecuencia de puntos de contacto entre las partículas de material de moldeo básico, asociados con esto promueve la desintegración de acción individual de las partes de molde como una consecuencia de las fuerzas mecánicas que se originan durante la fundición y solidificación de la masa fundida. Un material de molde básico que satisface este requerimiento particularmente bien es mulita fabricada sintéticamente. En consecuencia, una modalidad adecuada más de la invención proporciona el material de molde básico para contener al menos una parte de arena de óxido de aluminio (mulita), sustituyendo de preferencia más de 50% o más de 70% de la arena de cuarzo. La mulita exhibe una forma de grano redondo y una densidad comparables a las de la arena de cuarzo. En consecuencia, los materiales de molde fabricados a partir de mulita son considerablemente más fáciles de procesar que, por ejemplo, las arenas de Zr02 conocidas. Además de las ventajas con respecto a la desintegración mecánicamente inducida de las partes de molde, que se logran de acuerdo con la invención, la forma esférica redonda de las partículas de mulita lleva en la práctica a capacidad de procesamiento simplificada de los materiales de molde fabricados a partir de estos materiales de molde básicos, y por lo tanto inherentemente a un desgaste reducido de las herramientas y máquinas usadas para la fabricación de las partes de molde. Además de esto, debido a su baja expansión térmica un material de molde con alto contenido de mulita tiene alta estabilidad dimensional durante la fabricación de piezas fundidas de formas complejas incluso con bajo espesor de material. Se ha demostrado en forma sorprendente que la desintegración de las partes de molde fabricadas a partir del material de molde constituido de acuerdo con la invención ocurre actuando individualmente con un retraso de tiempo en relación a la fundición del metal fundido hasta un grado en el que ya no tiene efecto negativo alguno en la calidad de las piezas fundidas, las cuales en este tiempo ya están suficientemente solidificadas. Gracias a sus propiedades particulares, el material de molde compuesto de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para la fabricación de almas de fundición. Estas pueden ser retiradas después de la fundición sin el riesgo de daños a las piezas fundidas terminadas. Térmicamente un material de molde básico compuesto de una mezcla de arena de cuarzo y mulita y un material de molde fabricado a partir de ésta tiende a tener un efecto aislante. En consecuencia, estas sustancias pueden usarse de una manera especializada para estas aplicaciones de fundición, en las cuales existe de hecho un calentamiento por arriba de la temperatura crítica de la arena de cuarzo, de 573°C, a la cual la conductividad térmica de las partes de molde producidas de los materiales involucrados, no obstante, juega un papel secundario o, respectivamente, la conductividad térmica va a ser restringida deliberadamente. Experimentos prácticos han mostrado que al mezclar una cantidad suficiente de arena de mulita con una arena de cuarzo, los problemas de cambios de geometría espontáneos pueden ser prevenidos, los cuales ocurren con el uso de arena de cuarzo únicamente como un material de molde básico para la fabricación de piezas fundidas de filigrana delgadas. A este respecto es esencial que la proporción de la arena de Al2Si05 sea lo suficientemente alta en cada caso como para que el cambio en longitud del cuarzo sea compensado, lo cual de otra manera ocurre con arena de cuarzo con calentamiento por arriba de la temperatura crítica. Con el material de molde constituido de acuerdo con la invención, el agente aglutinante y material básico son, además de esto, de preferencia ajustados entre sí de tal manera que una parte de molde para fundición producida a partir del material de molde tenga una baja conductividad térmica. Esta propiedad tiene el efecto de que, después de la fundición del metal fundido, la diferencia en temperatura entre el material fundido y la parte de molde permanece grande, por lo que el riesgo de desintegración prematura de la parte de molde inducida por medios térmicos o químicos se reduzca a un mínimo.

Además de esto, la desintegración de las almas de molde es incrementada por el hecho de que los constituyentes del material de molde son hechos coincidir unos con otros de tal forma que el material de molde básico y el agente aglutinante se expandan en forma diferente cuando sean calentados, con el resultado de que las uniones entre ellos se rompan bajo el calentamiento que ocurre con la fundición de la masa fundida. La invención puede lograrse de una manera particularmente adecuada para practicarse ya que se procesa un material de molde que es formado a partir de una mezcla de una sustancia básica que está presente en un grano o forma de partícula comparable, y que como tal es vertible, y un agente aglutinante inorgánico. La ventaja del uso de agentes aglutinantes inorgánicas se basa en su mejor compatibilidad ambiental y en el hecho de que las partes de molde fabricadas con estos agentes aglutinantes pueden ser regresadas sin problema alguno al ciclo de los materiales de molde. A este respecto, los materiales de molde han probado ser particularmente adecuados cuando se mezclan de un agente aglutinante a base de cristal de agua y un material de molde básico compuesto de acuerdo con la invención. Sin embargo, una consideración esencial en esta situación es que el comportamiento de expansión de los componentes mezclados unos con otros difiere de una manera suficiente. Es particularmente adecuado a este respecto que el material de molde básico y agente aglutinante se expandan en forma diferente. En este caso, después del inicio del calor que proviene del calor de la pieza fundida, el agente aglutinante es desprendido de los granos del material de molde básico. Esto causa que el agente aglutinante, si se expande más fuerte que la sustancia básica, reviente la parte de molde de tal forma que pierda su forma sólida y se desintegre en fragmentos. Estos pueden ser fácilmente agitados de la pieza fundida sin el riesgo de daño mecánico. Esencial para asegurar que tenga lugar con esta variante la desintegración de acción individual de la parte de molde, lograda de acuerdo con la invención, es en consecuencia la diferente expansión térmica del material de molde básico y el agente aglutinante, de tal manera que, bajo el efecto del calor de fundición, los fragmentos de agente aglutinante se desprendan de las partículas de material de molde básico o se rompan inherentemente, como resultado de las tensiones térmicas que ocurren entre el material de molde básico y el agente aglutinante. Como resultado de este comportamiento de ruptura quebradizo del agente aglutinante después del endurecimiento de la parte de molde, la unión entre las partículas individuales del material de molde básico es rota, y la parte de molde se desintegra. La mezcla floja restante de material de molde básico y fragmentos de agente aglutinante es vertible y puede ser retirada fácilmente de la pieza fundida. Con el método de acuerdo con la invención, la parte de molde para fundición se fabrica también por medio de una mezcla de materiales de molde compuesta de acuerdo con la invención, la cual es disparada de una manera conocida en la caja de machos de una máquina de moldeo de machos. El material de molde es después endurecido, por ejemplo de la manera descrita en DE 196 32 293 Al, ya que se impone una baja presión en el molde hueco de la caja de machos, se calienta hasta una temperatura de 100°C a 160°C, y el molde macho se calienta durante un periodo de 20 a 30 segundos por la caja de machos. Durante este periodo la parte de molde para fundición se vuelve tan sólida que puede ser retirada de la caja de machos y puede ser colocada en un dispositivo de calentamiento, tal como un horno de microondas, colocado fuera de la caja de moldeo de machos. En este dispositivo de calentamiento es calentada a una salida térmica adecuada hasta que un volumen de agua suficiente haya sido extraído de ésta para un endurecimiento completo. Como una alternativa o complemento para un calentamiento por microondas colocado fuera de la caja de moldeo de machos, también se puede llevar a cabo la remoción de agua mediante el calentamiento suficiente de la propia caja de machos, o por gasificación de aire caliente. Estas medidas pueden en cada caso combinarse con calentamiento aplicado fuera de la caja de machos. Es también posible que la remoción de agua sea llevada a cabo por calentamiento con microondas que tenga efecto directamente en el molde macho cuando aún se localice en la caja de machos. Si la parte de molde se somete a calentamiento fuera de la caja de machos para endurecimiento, la parte de molde respectiva puede ser rociada con fluido aglutinante para incrementar de esta manera la dureza de la superficie del macho o alma. Las partes de molde tratadas de esta manera exhiben estabilidad incrementada junto con resistencia a la abrasión incrementada, por lo que pueden ser almacenadas sin problemas y satisfacer las más altas demandas de estabilidad dimensional. Esto muestra ser particularmente favorable con respecto a calidad optimizada de la pieza fundida que va a ser producida si se usa un agente aglutinante de cristal de agua. La invención se explica a continuación en mayor detalle, sobre la base de un dibujo que muestra una modalidad. La única figura muestra en forma diagramática un alma de eje de levas 1 de un molde de fundición, no representado más, para la fundición de una cabeza cilindrica a partir de una aleación fundida de aluminio. Dos cavidades 3, 4 están formadas en el lado inferior 2 del alma de eje de levas 1, separadas a una distancia entre sí en la dirección longitudinal, por medio de las cuales en cada caso se determina la forma de los bloques de cojinete de la cabeza cilindrica que va a ser fabricada, diseñados para el soporte del alma de eje de levas. Dentro de las cavidades 3, 4 se extiende respectivamente una ramificación 5, 6 de un alma de canal de aceite 8, la cual con su sección principal 7 se extiende paralela a, y a una distancia desde el alma de eje de levas 1. La longitud A de las ramificaciones 5, 6 es muchas veces más grande que su diámetro B. Asimismo, la longitud C de la sección principal 7 del alma de canal de aceite 8 es muchas veces más grande que su diámetro D. El alma de canal de aceite 8 ha sido fabricada de una manera inherentemente conocida en una máquina de moldeo por disparo convencional a partir de un material de molde de acuerdo con la invención, fabricado al mezclar un material de molde básico que consiste en una arena de mulita y arena de cuarzo con un aglutinante de cristal de agua. Gracias a la proporción de la arena de mulita, se garantiza que el alma de canal de aceite 8 se expanda uniformemente y en consecuencia de una manera que pueda ser distintamente predeterminada, también bajo el calor que se origina en el transcurso de la fundición de la cabeza cilindrica que será fabricada, hasta más de 573°C. De esta manera se evitan fracturas en el área de las ramificaciones 5, 6, extensiones de la sección principal 7 en el área entre las ramificaciones 5, 6, y curvaturas en el área de los extremos libres de la sección principal 7, tales como las encontradas de la manera convencional con base en almas de canal de aceite fabricadas a partir de los materiales de molde básicos que contienen arena de cuarzo pura. Por medio del uso de un material de molde compuesto de la manera de acuerdo con la invención, cabezas cilindricas y piezas fundidas comparables, las cuales exhiben canales delgados que se extienden sobre longitudes considerables, pueden entonces fabricarse confiablemente con alta precisión en grandes números en piezas fundidas de metales livianos. Durante el vertido del metal fundido, el cual de preferencia es una masa fundida de aluminio u otra masa fundida de metal liviano, y durante el tiempo en el cual el metal de la pieza fundida es aún capaz de fluir, las almas de fundición 1, 8 sólo son deformadas insignificantemente gracias a las características del material de molde básico y los agentes aglutinantes ajustados entre sí de acuerdo con la invención. La baja expansión térmica del material de molde básico soporta de esta manera el logro de proceso confiable de los requerimientos dimensionales de la pieza fundida. Después de un periodo de solidificación y enfriamiento, durante el cual la pieza fundida obtiene una solidez suficiente como para un procesamiento adicional, los fragmentos en los cuales se desintegra individualmente el alma de fundición 1, 8, como resultado del efecto del calor de fundición y debido al diferente comportamiento de expansión térmica del material de molde básico y el agente aglutinante, son vaciados fuera de la pieza fundida y reprocesados. En el transcurso del proceso de solidificación y en la fase de enfriamiento después de la solidificación completa del metal, el alma de fundición 1, 8 respectiva es sometida a altas tensiones mecánicas debido a la contracción de cuerpo sólido sustancialmente más alta del metal fundido en comparación con las almas de fundición 1, 8. Debido a la consistencia no elástica y quebradiza de las almas de fundición 1, 8, esto lleva a que las almas de fundición 1, 8 revienten aparte en fragmentos tipo nodulo. El volumen y dureza de éstos es tan bajo que las partes fundidas pueden ser limpiadas de arena únicamente con la aplicación de energía de vibración, ya que toda la arena de fundición vieja está presente ya liberada de la pieza fundida. Soplidos de martillo aplicados por un martillo de aire comprimido, tales como los que aún se requieren en la técnica anterior, no se requieren para la remoción de arena. El reprocesamiento de los fragmentos del alma de fundición puede incluir la suave ruptura en partículas granulosas. Las partículas granulosas obtenidas de esta manera pueden ser sometidas después a un proceso de separación de metal y extracción de polvo, para de esta manera producir el estado requerido para su reutilización. Las partes de molde para fiindición recicladas a material granuloso son después usadas de nuevo como material básico para materiales de molde compuestos de acuerdo con la invención. Si los materiales de molde se usan de la manera de acuerdo con la invención, que consisten en un material de molde básico tal como mulita sintética, mezclada con agente aglutinante de cristal de agua, entonces no se crean emisiones significativas durante la fabricación de las partes de molde para fundición. Como resultado, es posible evitar las medidas precautorias extensas de defectos de fundición para la extracción por succión de gases y los procesos de limpieza con herramientas elaborados requeridos repetidamente con procedimientos convencionales como resultado de la formación de gases. Los problemas ambientales y tensión del personal operativo se reducen de esta manera a un mínimo. Si mulita o un material refractario inerte comparable se usa como una sustancia básica para el sistema de materiales de molde de acuerdo con la invención, entonces una ventaja más de la invención se logra debido a la resistencia química del material de molde básico en relación a agentes aglutinantes y masa fundida. Esta propiedad asegura que, con el método de acuerdo con la invención, se obtenga una pieza fundida de la cual su superficie esté completamente libre de adherencia de arenas residuales después del vaciado de los fragmentos de las almas del molde y partes de molde, sin medidas de limpieza adicionales.

FIGURAS DE REFERENCIA 1 Alma de eje de levas 1 2 Lado inferior del alma de eje de levas 1 3, 4 Cavidades 5, 6 Ramifícaciones del alma de canal de aceite 8 7 Sección principal 7 del alma de canal de aceite 8 8 Alma de canal de aceite 8 A Longitud A de las ramificaciones 5, 6 B Diámetro B de las ramificaciones 5, 6 C Longitud de la sección principal 7 D Diámetro de la sección principal 7

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para la fabricación de piezas fundidas a partir de un metal fundido, en particular un metal liviano fundido, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: - fabricación de una parte de molde para fundición a partir del material de molde, la cual es mezclada a partir de un material de molde básico vertible que es inerte en relación al metal fundido y exhibe una proporción de mulita sintética, que consiste en partículas de las cuales la forma es esencialmente esférica, y un agente aglutinante inorgánico, en donde el comportamiento de expansión térmica del material de molde básico y agente aglutinante se ajustan entre sí de tal forma que el coeficiente de expansión térmica del metal fundido se encuentre sobre el coeficiente de expansión térmica de la parte de molde para fundición fabricada del material de molde, - ensamblar un molde de fundición haciendo uso de la parte de molde para fundición, - verter el metal fundido en el molde de fundición para formar una pieza fundida, - enfriar la pieza fundida durante un periodo de solidificación y enfriamiento en el cual la parte de molde para fundición se autodesintegre activamente en fragmentos, - retirar los fragmentos de la parte de molde para fundición o de la pieza fundida, - reprocesar los fragmentos del material de molde para formar material de molde básico vertible.

2. El método de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la fabricación de la parte de molde para fundición comprende el disparo del material de molde en un molde hueco formado en una caja de machos, el endurecimiento preliminar del material de molde disparado en la caja de machos para formar la parte de molde para fundición mediante la aplicación de calor, y el endurecimiento de la parte de molde para fundición en un dispositivo de calentamiento colocada fuera de la caja de machos.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el dispositivo de calentamiento comprende un calentamiento con microondas.

4. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado además porque la parte de molde para fundición es rociada con agente aglutinante antes del endurecimiento.

5. El método de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el reprocesamiento de los fragmentos del material de molde comprende la ruptura de los fragmentos, la separación del metal, la individualización de los granos y/o la extracción del polvo.

6. Un material de molde para la fabricación de partes de molde para fundición para la fundición de metal fundido, en particular de metales livianos fundidos, caracterizado porque consiste en una mezcla de un material de molde básico vertible, inerte en relación al metal fundido y que exhibe una proporción de mulita sintética, que consiste en partículas de las cuales la forma es esencialmente esférica, y un agente aglutinante inorgánico mezclado con el material de molde básico, en donde el comportamiento de expansión térmica del material de molde básico y el agente aglutinante se ajustan entre sí de tal forma que el coeficiente de expansión térmica del metal fundido en cada caso se encuentre sobre el coeficiente de expansión térmica de la parte de molde para fundición fabricada del material de molde.

7. El material de molde de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el agente aglutinante se expande en forma diferente cuando es calentado en comparación con el material de molde básico.

8. El material de molde de conformidad con una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado además porque el agente aglutinante es estable bajo el efecto del calor de la pieza fundida.

9. El material de molde de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado además porque el agente aglutmante es un agente aglutinante de cristal de agua.

10. El material de molde de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado además porque el material de molde básico consiste completamente en mulita.

11. El material de molde de conformidad con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado además porque el metal fundido es úna masa fundida de aluminio.

12. El material de molde de conformidad con una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado además porque su conductividad térmica es más baja que la del metal que va a ser fundido.

13. Uso de un material de molde básico formado de conformidad con una de las reivindicaciones 7 a 12 para llevar a cabo el método formado de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5.

14. El uso de conformidad con la reivindicación 13, en donde la parte de molde para fundición fabricada a partir del material de molde es un alma de fundición.

15. El uso de conformidad con la reivindicación 14, en donde la longitud (A, C) de la parte de molde para fundición es muchas veces más grande que su diámetro (B, D).