Existen muchos tipos de arena de fundición, que se pueden clasificar de la siguiente manera según su composición mineral, origen y propiedades. Cada tipo de arena tiene sus propias ventajas y aplicaciones.
Las siguientes son arenas de fundición comúnmente utilizadas y descripciones detalladas:
1. Arena de sílice: la más común y básica
• Composición: El componente principal es el dióxido de silicio (SiO₂). Cuanto mayor sea el contenido de SiO₂, mejor será la refractariedad.
Puede servir como agregado base en varios sistemas aglutinantes, incluidos arena arcillosa (arena verde), arena de resina y arena de vidrio soluble.
2. Arena de cromita – Arena de superficie de alta gama
• Composición: Principalmente compuesta de FeCr₂O₄, rica en Cr₂O₃.
• Ventajas:
• Refractariedad extremadamente alta (>1900 °C)
• Buena estabilidad térmica (bajo coeficiente de expansión)
• Fuerte resistencia a la escoria
• Enfriamiento rápido, lo que ayuda a refinar el tamaño del grano.
Desventajas:
Costoso .
Riesgos ambientales: Las altas temperaturas en entornos alcalinos pueden producir cromo hexavalente tóxico, por lo que la arena residual debe eliminarse como residuo peligroso. Aplicaciones: Se utiliza principalmente para el rectificado de superficies o el recubrimiento de piezas fundidas de acero (especialmente piezas grandes de acero al carbono y acero aleado) para evitar la adherencia de la arena.
3. Arena de Zirconio –
Composición de Máximo Rendimiento: Principalmente compuesta de silicato de zirconio (ZrSiO₄).
Ventajas:
Alta refractariedad (>2400 °C).
Coeficiente de expansión térmica extremadamente bajo (prácticamente el más bajo de todos los moldes de arena), lo que resulta en una precisión dimensional extremadamente alta en las piezas fundidas.
Alta conductividad térmica y enfriamiento rápido de las piezas fundidas.
Partículas finas y redondeadas, que resultan en superficies de fundición extremadamente lisas.
Desventajas:
Extremadamente caro. Las reservas globales son limitadas y el suministro se ve afectado por factores geopolíticos.
Aplicaciones: Fundiciones de precisión que requieren una calidad superficial y una precisión dimensional extremadamente altas, como capas de acabado y materiales de lijado para fundiciones de inversión; arena de cara para fundiciones de acero de gran tamaño y paredes gruesas.
4. Arena de olivino: una alternativa ecológica.
Composición: Compuesto principalmente de (Mg, Fe)₂SiO₄.
Ventajas:
Coeficiente de expansión térmica bajo, entre el de la arena de sílice y el de la arena de cromo.
Alta refractariedad (aproximadamente 1750-1850°C).
Químicamente neutro, especialmente adecuado para fundición de acero con alto contenido de manganeso (no reacciona con MnO).
Sin peligros de polvo de sílice, respetuoso con el medio ambiente y no tóxico.
Desventajas:
Alta dureza, provocando un desgaste severo en los equipos.
Susceptible a la corrosión por óxido de hierro a altas temperaturas. • Aplicaciones: Componentes de acero con alto contenido de manganeso (como desvíos y zapatas de oruga), componentes de acero aleado y componentes de hierro fundido. Es una alternativa ecológica a la arena de sílice y la arena de cromo.
Aplicaciones: Una arena alternativa versátil con excelente rendimiento, ideal para diversos procesos, como el moldeo en arena para impresión 3D, la arena de resina y la arena recubierta. Adecuada para la fundición de hierro, acero y aleaciones no ferrosas.