Determination of thermal conductivity in foundry mould mixtures

Determinación de la conductividad térmica en mezclas de moldes de fundición

Para comprender a fondo el comportamiento de las mezclas de moldes de fundición, es necesario un buen conocimiento de las propiedades térmicas de los materiales de los moldes. La determinacion en laboratorio de la conductividad termica de las mezclas para moldes permite un mejor control de los defectos de costra, que constituye un problema importante en las mezclas para moldes de arena en verde. Para ello se ha diseñado un instrumento especial que se describe en este trabajo.

INTRODUCCION

Para comprender en profundidad el comportamiento de las mezclas de moldes de fundición, es necesario un buen conocimiento de las propiedades térmicas de los materiales de los moldes [1-3]. Entre ellas, la conductividad térmica es un parámetro importante. Con el fin de determinar la conductividad térmica de las mezclas de moldes de fundición reales, se ha diseñado un instrumento para medir la conductividad térmica [4, 5].

La determinación en laboratorio de la conductividad térmica de las mezclas de moldes permite un mejor control de los defectos de formación de costras, que constituye un problema importante en las mezclas de moldes de arena en verde [6]. La capa responsable de su formación es una parte del molde que se ha calentado a la temperatura superior a la temperatura de modificación alotrópica de la arena de cuarzo, es decir, la temperatura superior a 570°C. Dicha capa es muy inestable y es la causa principal de las tensiones internas. Cuando la estructura se mueve y se producen tensiones internas elevadas, la mezcla se deforma y pequeñas partes de la mezcla del molde se desprenden y caen en la masa fundida, provocando así defectos en el molde.

INSTRUMENTO PARA LA DETERMINACION DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

Dado que la mezcla para moldes de fundición se compone del material base (arena), un aglomerante (bentonita), agua y aditivos de mezcla, la forma más fiable de determinar las propiedades térmicas de la mezcla es hacerlo experimentalmente. La determinación experimental de las propiedades térmicas de las mezclas de molde implica la determinación del coeficiente de transferencia de calor. Para ello se ha diseñado un instrumento especial, que se muestra en la figura 1.

Las partes básicas del instrumento para determinar el coeficiente de transferencia de calor de una mezcla de molde son: un depósito de alta temperatura, un depósito de baja temperatura, un dispositivo portamuestras, un regulador de temperatura basado en un microcontrolador y la carcasa.