Publicado en Giesserei-Erfahrungsaustausch 6/2004
MinSand - ¡Más que una nueva arena sintética para machos!
Wilfried Bender, Hydro Aluminium Deutschland GmbH

Desde hace algunos años, la rama de talleres de fundición en Europa, así como en otros países industriales de todo el mundo, teme que una reducción de los valores máximos para las emisiones contaminantes lleve consigo unos costes adicionales muy elevados, que perjudicarían en gran medida su competitividad.

Hasta ahora, el desarrollo tecnológico en la química orgánica de los aglutinantes ha estado dirigido en gran parte a la realización de unas estructuras cada vez más complejas, sobre todo para la creación de unos contornos interiores muy complicados. Pero este desarrollo tecnológico está limitado por el impacto ambiental. Tanto en el proceso de producción de los machos de arena como en su comportamiento durante la fundición, las emisiones sólo se pueden reducir en parte.
La búsqueda de una solución para evitar este dilema - cumplir con los requerimientos tecnológicos, teniendo en cuenta todas las exigencias ambientales - nos lleva a la química inorgánica. Así en el pasado más reciente se han ofrecido cada vez más aglutinantes inorgánicos que, según se dice, satisfacen los altos requerimientos técnicos tanto como los orgánicos, pero que al mismo tiempo casi no son contaminantes.

En los últimos años, la Hydro Aluminium Deutschland GmbH (HAD) ha realizado en este campo un trabajo intenso de investigación y desarrollo. Los resultados ahora presentes muestran un gran potencial para un futuro uso en la producción en serie. Los trabajos de la HAD se concentraron en el aglutinante AWB® que posibilita una producción de machos también con arenas alcalinas (como por ejemplo el olivino). El aglutinante AWB ya ha superado actualmente la fase de investigación. En la Hydro Aluminium Mandl & Berger GmbH su aptitud para la fundición ya ha sido demostrada. En la GIFA 2003 se inició la introducción en el mercado a través del distribuidor Minelco .

De la actual colaboración con Minelco ha resultado la intención de probar un nuevo material de moldeo junto con el aglutinante AWB. Por principio, este material de moldeo es apto también para la utilización con aglutinantes orgánicos.
El nuevo material de moldeo convenció por sus extraordinarias propiedades técnicas, y Minelco lo comercializa ahora bajo el nombre MinSand®.

Ya su apariencia y, sobre todo, su háptica, lo distinguen de las demás arenas de cuarzo utilizadas hoy en día.
Sus propiedades de fluidez superan las de todos los materiales utilizados hasta ahora, porque la arena está formada por unas esferas casi perfectas, y la superficie tiene una estructura muy fina (vea la imagen 1).

       

      Imagen 1: Superficie de la esfera MinSand, con una
                          tendencia al efecto loto.

 

 

 

 

Esta superficie especial - en las mismas distribuciones de la arena y adiciones de aglutinantes - lleva a un gran aumento de la resistencia (a un factor 2 o más) en comparación con la arena de cuarzo tradicional o con la Cerabeads® , que también está compuesta de esferas pero que es menos áspera. La microaspereza fortalece los puentes del aglutinante, creando así un gran potencial para la reducción de las cantidades necesarias del aglutinante (vea la imagen 2).

         

 

 

 

      Imagen 2: MinSand con los puentes del aglutinante

 

 

 

 

 

Como esto también es válido para los aglutinantes cold-box, entonces - volviendo a las primeras líneas de este artículo - se puede llegar a la conclusión de que este material de moldeo, también sin aglutinante inorgánico, puede contribuir enormemente a la reducción del impacto ambiental.

Pero para valorar el pleno potencial de MinSand, se debe efectuar también el cambio hacia los aglutinantes inorgánicos. Los machos MinSand AWB disponen de una dilatación térmica muy pequeña y guardan, por consiguiente, la forma al ser insertados en la coquilla caliente. En la colada del aluminio, a pesar de la estabilidad térmica de los machos, la expulsión del macho comienza casi automáticamente cuando la pieza moldeada se ha enfriado. El encogimiento del aluminio causa, evidentemente, la fracción de los puentes quebradizos del aglutinante entre las esferas debido a la cizalladura. Por consiguiente, una mezcla de MinSand AWB se puede vaciar del macho mecánicamente de modo aún más fácil de lo que ya era posible con los machos AWB.

Otra particularidad de la arena MinSand es su alta capacidad calorífica específica. Así puede absorber más calor durante la fundición que la arena de cuarzo o Cerabeads. Bajo la iluminación artificial la arena parece negra. A la luz del sol la impresión óptica cambia hacia un color gris con un brillo de color pardo-dorado. Este brillo se puede ver mucho mejor en la fracción de polvo, cuyas superficies son poco ásperas. También esta arena finísima se puede tratar según el proceso AWB y se puede utilizar para coladas con unas superficies muy lisas.

Otros campos de aplicación para este tipo de arena podrían ser, por ejemplo, el uso como material de relleno con una gran masa (la densidad de carga a granel es de un 40% más alta que con una arena de cuarzo), para cavidades con una apertura pequeña o para muescas con ángulos difíciles.


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HAD - Hydro Aluminium Deutschland GmbH, Colonia, Alemania, www.hydro.com
AWB® (Anorganischer Warmbox Binder) (Aglutinante inorgánico Warmbox): Desarrollado por el profesor Steinhäuser, los derechos de patente son de HAD
Hydro Aluminium Mandl&Berger GmbH, Linz, Austria
Minelco GmbH, Essen, Alemania, distribuye MinSand® y AWB®
Cerabeads® distribución por Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH, Düsseldorf