Ecological water-based protective coatings for moulds and cores of iron castings

Recubrimientos protectores ecológicos a base de agua para moldes y machos de fundición de hierro

El objetivo de las investigaciones era el desarrollo del revestimiento protector y el método de su preparación destinados a moldes y machos de fundición. La selección del agente tensioactivo adecuado, que permitiera la humectación del grafito por el agua para formar una composición acuosa homogénea con el resto de los componentes del revestimiento, era especialmente importante.

INTRODUCCIÓN

De acuerdo con la política de desarrollo sostenible y la necesidad de limitar la emisión de CO2 al medio ambiente, es necesaria la aplicación de materiales respetuosos con el medio ambiente [1]. Esto afecta -en la práctica- a todas las ramas industriales, incluida la industria de la fundición, donde los materiales aplicados en varios procesos constituyen riesgos medioambientales. Uno de ellos son los recubrimientos protectores para moldes y machos.

Los recubrimientos protectores se depositan sobre las superficies de los moldes o las cavidades de los machos con el fin de proteger contra la quema de arena de moldeo en la pieza fundida, mejorar la calidad de la superficie de fundición y evitar la penetración del metal líquido en las profundidades del molde [2 - 7]. Los recubrimientos pueden ser sólidos (en polvo), líquidos o pastosos. En la producción de piezas de fundición de hierro se suelen aplicar recubrimientos líquidos, en los que el alcohol (más a menudo alcohol isopropílico) es un diluyente. Estos revestimientos se secan por evaporación o combustión del diluyente, y estas operaciones contribuyen a la emisión de sustancias nocivas, entre ellas los compuestos orgánicos volátiles (COV). La alternativa, recomendada por la Unión Europea, son los revestimientos al agua [1, 2, 8 - 10]. Aparte del hecho de que son respetuosos con el medio ambiente, también garantizan una mayor seguridad en el trabajo (no hay riesgos directos de incendio como durante la combustión de los recubrimientos a base de alcohol), una reducción significativa de sustancias del grupo de los COV y son más rentables económicamente, ya que los costes del agua son mucho más bajos que los de los alcoholes.

Por otro lado, los recubrimientos al agua requieren un mayor tiempo de secado, lo que influye en el rendimiento del proceso y no puede aplicarse a todo tipo de arenas de moldeo. Por lo tanto, independientemente de los recubrimientos protectores a base de agua de los nombres de las empresas disponibles en el mercado, las investigaciones sobre la optimización de su composición y propiedades todavía se llevan a cabo en un aspecto de la universalidad de estos recubrimientos y la disminución de costes. Según los requisitos de la UE, los recubrimientos a base de alcohol deben eliminarse gradualmente y sustituirse por recubrimientos a base de agua [1, 11 - 13].

MATERIALES DE INVESTIGACIÓN Y METODOLOGÍA

​El objeto de la investigación estaba constituido por dos revestimientos protectores, desarrollados por los Autores [9], y un revestimiento comercial, procedente de un conocido proveedor de materiales de fundición.