Casting de inversión y ciclo de burnout

El tipo de fundición final (producto de joyería obtenido) está muy influenciado por el tipo de molde de inversión fabricado y el ciclo de desbaste seguido. A continuación, le proporcionamos las reglas y recomendaciones generales que puede seguir para obtener un molde de inversión de alta calidad para fundir mejor la joyería que desee.

FUNDICIÓN DE LECHADA DE INVERSIÓN

Se recomienda encarecidamente seguir los pasos mencionados por el fabricante del polvo de inversión al preparar la lechada de inversión. La relación agua-polvo y el tiempo de fraguado son muy importantes, ya que son la base para realizar todas las operaciones involucradas en la creación del matraz (molde) de inversión y deben seguirse muy estrictamente.

La base del fraguado de la lechada de inversión se debe a la hidratación del sulfato de calcio hemihidratado (CaSO4.1/2H2O) a cristal de yeso (sulfato de calcio dihidratado – CaSO4.2H2O).

Para obtener lechada de alta calidad, los pasos generales que deben seguirse se mencionan a continuación:

• Utilice agua a la temperatura recomendada, típicamente alrededor de 20°C/68°F, para asegurar un comportamiento consistente de la inversión. La inversión hecha con agua demasiado caliente fraguará más rápido. El agua demasiado fría retrasará el tiempo de fraguado y dará lugar a moldes débiles y defectos como marcas de agua.
• Es importante seguir las recomendaciones del fabricante de la inversión sobre la relación polvo/agua, los tiempos de mezcla, las temperaturas, etc.
• En cuanto a la calidad del agua, es preferible utilizar agua desionizada, porque el tiempo de fraguado puede cambiar apreciablemente (alargarse) por las sustancias disueltas en el agua del grifo. Al utilizar agua desionizada, la consistencia de la lechada de inversión se puede mantener muy fácilmente.
• Es importante seguir las recomendaciones del fabricante de la inversión sobre la relación polvo/agua, los tiempos de mezcla, las temperaturas, etc.

Solo a modo indicativo, los datos para un polvo de inversión con aproximadamente 8 minutos son:

1. Relación polvo-agua: 100:38.
2. Tiempo de mezcla: unos 3 minutos.
3. Aspiración: unos 1,5 minutos.
4. Vertido de la lechada en el matraz: unos 1,5 minutos.
5. Aspiración y vibración del matraz: 2 minutos.

Consulte nuestro: HORNO DE FUNDICIÓN A LA CERA PERDIDA Y CICLO DE QUEMADO

Tiempo total de trabajo: 8 minutos.

• Según la teoría más reciente, después de la aspiración debemos dejar los matraces sin tocar desde un mínimo de 1 hora hasta un máximo de 2 horas, antes del descerado. Los matraces nunca deben secarse completamente: si esto sucede, deben rociarse abundantemente con agua antes del descerado. No se aconseja preparar lotes de matraces llenos y utilizarlos en días posteriores. Si los matraces se secan completamente, existe un alto riesgo de formación de grietas, roturas o incluso explosiones importantes durante la fundición.
• La práctica preferida es preparar los matraces, dejarlos fraguar y enviarlos directamente al descerado y quemado. El ciclo de quemado programado se llevará a cabo durante la noche y, al día siguiente, cuando estén equilibrados a la temperatura de fundición, se fundirán los matraces.

DESCERADO

Investigaciones recientes llevadas a cabo por los productores de polvo de inversión sugieren que, después del fraguado completo de la inversión, es decir, de 1 a 2 horas después del llenado del matraz, se debe retirar la cera de los patrones para vaciar las cavidades del molde donde se verterá el metal líquido. El descerado se puede realizar de dos maneras:

1. Descerado en seco: se realiza como parte del ciclo de quemado en el horno de quemado.
2. Descerado con vapor: se recomendaba para joyeros que trabajaban muy cerca para evitar la contaminación del aire antes del ciclo de quemado real. El vapor también llena los poros de la inversión y asegura que no quede cera atrapada en los poros, garantizando su eliminación completa.

Aunque el efecto del vapor en el molde aún no está totalmente claro, también se dice que el vapor puede reducir la permeabilidad del molde, lo cual es deseable durante la operación de fundición.

Además, durante la fundición de piedras preciosas, se utiliza ácido bórico para proteger la gema. Al usar el descerado con vapor, el ácido bórico se elimina y hace que las piedras preciosas se dañen.

Por lo tanto, en la mayor parte de la industria de la fundición se practica el descerado en seco directamente en el horno de quemado.

CICLO DE QUEMADO: -

El quemado, como su nombre indica, se lleva a cabo para quemar los últimos restos de cera y para dar al molde de inversión la refractariedad y las características requeridas para la fundición. Las características finales del molde dependerán en gran medida del ciclo de quemado seleccionado y, en particular, de la velocidad de calentamiento y la homogeneización de la temperatura en los períodos de mantenimiento. Por lo tanto, es importante seguir con precisión el ciclo de quemado recomendado por el productor de la inversión.

Hay dos puntos críticos en el ciclo de calentamiento.

1. El primero es alrededor de 100-120°C (212-248°F), cuando el agua absorbida y parte del agua de cristalización del yeso se evaporan y este proceso hace que el yeso se contraiga.
2. El segundo punto crítico es alrededor de 250°C (482°F), cuando el yeso cambia su forma y esto hace que el yeso se expanda.

• El yeso es muy poco conductor por naturaleza y se necesita mucho tiempo para que el calor llegue desde el exterior del matraz al centro y alcance una temperatura homogénea en todo el matraz.

En la industria, se encuentran principalmente dos variantes de hornos de quemado

• En un horno de quemado de tipo rotatorio, la plataforma sobre la que se coloca el matraz gira a ciertas RPM (revoluciones por minuto) para asegurar un calentamiento uniforme desde todos los lados, de modo que el molde no se agriete durante los puntos críticos mencionados anteriormente, asegurando la eliminación completa de la cera y el curado perfecto del yeso para proporcionarle un molde libre de porosidad y humedad.

El siguiente es un ciclo de quemado típico:

• Después del descerado, aumentar lentamente la temperatura a 250°C (482°F) en 1 hora.
• Mantener a 250°C (482°F) durante 2 horas.
• Aumentar la temperatura a 450°C (842°F) en 1 hora.
• Mantener a 450°C (842°F) durante 2 horas.
• Aumentar la temperatura a 730°C (1346°F) en 1,5 horas.
• Mantener a 730°C (1346°F) durante 3 horas.
• Luego enfriar lentamente hasta la temperatura de fundición del matraz seleccionada y equilibrar a la temperatura de fundición durante al menos 1,5 horas.

La temperatura de fundición del molde se elige en función del patrón que se va a fundir y de la aleación utilizada. El tiempo indicado para el ciclo variará, dependiendo del tamaño del matraz. Los matraces más grandes requieren ciclos más largos y es necesario seguir el ciclo recomendado por los expertos en fundición.