Este documento describe una práctica de laboratorio sobre la preparación de arena para fundición y moldeo. El estudiante realizó análisis de una muestra de arena para determinar su porcentaje de humedad, arcilla y sílice. Los resultados mostraron que la arena contenía un 5% de humedad, un 10% de arcilla y un 85% de sílice, haciendo la arena apta para su uso en fundición con la adición de un 5% de aglutinante.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL
CUSCO
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINAS Y
METALÚRGICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA
ASIGNACIÓN: FUNDICION Y MOLDEO PRACTICA
SEMESTRE: Académico 2020 - II
DOCENTE: Ing. BALTAZAR LAURA YUPANQUI
ESUDIANTE: JUCHASARA QUISPE, Grober
CODIGO: 144825
CUSCO, PERÚ
2020
PRACTICA N° 03 PREPARACIÓN DE ARENA PARA
FUNDICION Y MOLDEO

2. PRESENTACION
El siguiente trabajo denominado “PREPARACIÓN DE ARENA PARA FUNDICION Y
MOLDEO” perteneciente a la asignatura de Fundición y Moldeo tiene por finalidad plasmar
los estudios y resultados de la preparación de la arena para la fundición de moldeo en las
diferentes estancias del alumnado.
Juchasara Quispe Grober

3. PRACTICA N° 3
PREPARACIÓN DE ARENA PARA FUNDICION Y MOLDEO
INTRODUCCION
En fundición y moldeo de metales y aleaciones una de las primordiales etapas es el moldeo,
que dentro de ello es imprescindible tener en cuenta las características de la arena de moldeo.
El principio de obtención de piezas metálicas mediante el proceso de fundición ha sido desde
sus inicios el mismo, lo que ha evolucionado es el tipo de moldeo que se emplea en el proceso
de colada y las técnicas para obtener el metal en estado líquido. Uno de los materiales más
empleados para la obtención de piezas metálicas fundidas es la arena, la cual debe tener
características apropiadas que le permitan ser utilizadas en la preparación de mezclas de
moldeo para la fabricación de moldes de arena. Los moldes de arena deben también poseer
características y propiedades adecuadas a fin de asegurar la obtención de piezas metálicas
con el menor número de defectos posible. Dichas características estudiadas sobre la arena
son: granulometría de la arena, forma de los granos de arena, porcentaje de humedad,
densidad aparente y contenido de arcilla. El estudio de las arenas de moldeo es una de las
ramas principales de la tecnología de la fundición. Por tanto, el laboratorio de ensayo de
arenas debe ser convertido en un instrumento esencial para el control diario del trabajo del
taller de fundición. Ya que se podrá manejar una fórmula estándar, conociendo las
proporciones adecuadas para la arena de fundición durante el proceso. En la industria de la
fundición de metales, la arena de mayor uso a nivel mundial ha sido la arena de sílice (SiO2),
con la cual se han obtenido muy buenos resultados en la fabricación de moldes de arena.
OBJETIVOS
Al término de la práctica el alumno, tendrá un conocimiento previo en la práctica de la arena
de fundición en donde tendrá los conocimientos para la elaboración y determinación de
análisis de arena para moldes y calificará la prueba en los laboratorios.
FUNDAMENTO TEORICO
Tipo de arena que se usa para hacer moldes de fundición
El molde es una cavidad que tiene la forma geométrica de la pieza que se va fundir. La arena
de fundición es sílice (Si02) o sílice mezclada con otros minerales. Esta arena debe tener
buenas propiedades refractarias, expresadas como la capacidad de resistir altas temperaturas
sin fundirse o degradarse.
Procesos de la arena para fundición
Hay seis pasos en este proceso:
1. Colocar un diseño en la arena para crear un molde.
2. Incorporar el patrón y la arena en un sistema de cajas.

4. 3. Sacar el diseño.
4. Llenar la cavidad de molde con metal fundido.
5. Dejar enfriar el metal.
6. Romper el molde de arena y sacar la pieza.
PROCEDIMIENTO
Para hacer un buen análisis de la arena se debe tener en cuenta:
Porcentaje de la humedad, arcilla y sílice.
Primero tenemos la arcilla sacada de la zona de CHIMPAHUAYLLA (cantera) con el peso
aproximada 2.5Kg
Tomamos una muestra de 1000g para tomar el porcentaje de la humidad

5. Hacemos el secado de los 1Kg para sacar el porcentaje de humedad, con la diferencia de
pesos (peso húmido menos peso seco) el tiempo de secado en la sombre es de aproximado
de 24h
Hacemos el peso de la arena seca que tiene un peso de 950g

6. Ahora preparamos para determinar el porcentaje de arcilla y silice, con una muestra de peso de
100g, para luego lavar hasta que salga todo la arcilla.
Ahora hacemos el secado después de lavado

7. Ahora hacemos el peso de la arena lavado y seco que tiene un peso de 90g
En este mismo proceso se puede determinar el tipo de arena que estamos trabajando, cuando
la arena esta en agua o cuando éste esté seco, se puede ver los minerales como cuarzo, sílice,
caliza y otras piedras.

8. De esta manera se llega a determinar la cantidad en peso de la arcilla y silice por la deferencia
de pesos.
También llegamos a una conclusión que este tipo de arena que estamos trabajando es acto
para la fundición, con un poco de incremento de aglomerantes. Y el tipo de arena es de grano
angular

9. VARIABLES:
 Arena de muestra 1000g
 Agua al 5% del peso total
 Sílice, cuarzo y caliza
Preparación de las arenas de fundición. Consiste en preparar la arena de fundición,
añadiéndole materiales adecuados para que adquiera las propiedades convenientes como son:
permeabilidad, cohesión, dureza, refractariedad, etc.
Las arenas de fundición están constituidas por tres componentes básicos:
 Sílice: de 80% a 90%
 Arcilla: de 10% a 15%
 Agua: de 5 a 7%
Clasificación de grano de la arena.
Medición y graduación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria,
de los materiales sedimentarios
Clasificación: Pasar las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado,
que actúen como filtros de granos que se llama comúnmente columna de tapices
Diferentes tipos de granos en las arenas de fundición:
 Arenas de grano redondo.
 Arenas de grano angular
 Arenas de grano sub-angular.

10.  Arenas de grano compuesto.
Cuál es la densidad de la arena sílice
Arena sílice presenta una temperatura de fusión del orden de 1713°C y su densidad varía
entre 2,5 y 2,8 g/cm3
Aglomerante
Material capaz de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto,
por efectos de tipo exclusivamente físico.
Aglutinante
Que se emplea en pintura para adherir los distintos elementos colorantes.
Relacione la formula según unidades
 Densidad: 2698kg/m3
 Volumen: (cm3/mol): 9,999
 Peso: 26,981539+0,0000008 u
 Densidad de agua =1.000 kg/m³
CUESTIONARIO
El alumno procederá con la asesoría de su profesor de laboratorio la preparación de la arena
de fundición en área en verde.
Realizando el siguiente procedimiento:
1. Obtención de los modelos.
Se obtuvo el modelo de una espada, con la cera de vela, ya listo para entrar al moldeo en 3D
2. Preparación y selecciónde las arenas de fundición. Primero sacary reducir el tamaño

11. Se ha seleccionado la arena de Chimpahuaylla, lugar de cantera y según el análisis de arena
se ha detectado que esta arena es apta para la preparación de arena de fundición.
3. ANÁLISIS DE LA ARENA.
Ahora nos toca analizar, mediante el proceso manual:
a. Primero hacemos un análisis del porcentaje de humedad en arena húmida
 Peso inicial de la arena húmeda = 1000g
 Peso final de la arena seca = 950g
Hacemos la diferencia entre los dos pesos:
PoHUMIDA – PfSECO = 1000g – 950g = 50g
b. Sacando el porcentaje de la humedad:
1000g__________100%
50g__________X%
X= (100% * 50g) / 1000g
X= 5%H20
Porcentaje de la humedad = 5%
c. Calculando la cantidad de arcilla:
Después del tamizado y secado, hacemos los cálculos:
 Peso inicial de la arena sin lavado = 100g
 Peso final de la arena lavado seco = 90g
Hallamos el peso de la arcilla:
Parcilla = Po – Pf = 100g – 90g = 10g arcilla
Hallando el porcentaje de la arcilla:
100g__________100%
10g__________X%
X= (100% * 10g) / 100g
X= 10 % arcilla

12. d. Sacamos la cantidad de sílice dentro de la arena, utilizando la diferencia del
porcentaje total menos los porcentajes de humedad y arcilla.
Arena = humedad + arcilla + sílice
%HUMIDAD = 5%
%arcilla = 10%
%silice = ?
100%arena - (5%humedad + 10%arcilla) = 85% de sílice
4. dosificación de las arenas con diferentes composiciones.
Este tipo de arena es necesario dosificar con un poco de aglutinante en un 5%, sea arcilla o
bentonita.
5. Preparación final de la arena para el moldeo.
Primero se tiene que preparar la arena juntamente con la caja
Se tiene que preparar con este tipo de arena en la fundición de metal.
RESULTADOS:
Según a los cálculos matemáticos se llegaron a determinar lo siguiente:
%HUMIDAD = 5%
%arcilla = 10%
%silice = 85%
RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES
Se recomienda tener en cuenta el momento de sacar la muestra de arena, tiene que ser en un
momento seco, no lluvioso y muy seco, y al momento de zarandear estar en un lugar cerrado
para que no afecte el viento
En conclusión, llegamos a un que este tipo de arena de Chimpahuaylla es factible para
realizar la fundición de molde con un incremento de 5% de aglutinante, teniendo en cuenta
la reducción de granulometría y el tipo de arena que es de grano angular, que pueda ser
inconveniente al momento de hacer nuestro molde.
Según los resultados y cálculos obtenidos del desarrollo de la práctica, se puede decir que la
muestra de arena es una arena con una distribución granulométrica de tamaño de granos

13. homogéneos, los cuales proporcionan una buena permeabilidad en molde hecho con esta
arena.
BIBLIOGRAFÍA
 FUNDICIONES DE ARENA INDUSTRIAL TECNOLOGIA INDUTECSA. 31
OCTUBRE 2018 https://www.indutecsa.com/index.php/noticias/31-fundicion-de-
arena-y-los-diferentes-tipos-de-moldeo
 CAPELLO, E. Tecnología de la Fundición. Barcelona. Gustavo Gills.
 PASTOR, Mario. Apuntes de fundición. ESPOCH. Riobamba. Pág. 51.
PÁGINAS WEBS
 https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_granulom%C3%A9trica
 http://cef.uca.edu.sv/descargables/tesis_descargables/arenas_fudicion.pdf
 http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtualdata/publicaciones/geologia/Vol7_N14/a04.pd
f