Para las fundiciones, la calidad de las piezas fundidas es su principal factor competitivo. Los recubrimientos a base de alcohol son clave para mejorar la calidad superficial de las piezas fundidas; dominar su tecnología de formulación es como tener la clave para obtener piezas fundidas de alta calidad. Hoy profundizaremos en los secretos de la formulación de recubrimientos a base de alcohol.

I. Acerca de los recubrimientos a base de alcohol

Los recubrimientos a base de alcohol generalmente utilizan alcohol industrial, isopropanol u otros alcoholes como solvente o medio de dispersión principal, y se fabrican dispersando uniformemente agregados refractarios, aglutinantes, agentes de suspensión y otros aditivos funcionales en su interior.

Su mayor ventaja reside en su rápido secado tras la ignición, formando una capa robusta sobre la superficie del molde de arena. Esto no solo mejora significativamente la calidad superficial de las piezas fundidas, sino que también previene eficazmente defectos como la adhesión de arena y las inclusiones. Nuestros estudios de caso prácticos demuestran que el uso científico de recubrimientos a base de alcohol puede reducir la tasa de desechos de piezas fundidas entre un 10 % y un 20 % y mejorar la rugosidad superficial entre un 20 % y un 30 %.

En una formulación típica, los áridos refractarios representan entre el 50 % y el 70 %. Estos áridos determinan directamente la refractariedad, la estabilidad química y la adherencia a la arena del recubrimiento. Entre los áridos más comunes se incluyen: polvo de circón para acero fundido y hierro fundido de alta gama; alúmina fundida marrón y alúmina fundida blanca para acero aleado; y polvo de cuarzo, polvo de grafito y polvo de cromita para hierro fundido y metales no ferrosos.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la distribución granulométrica del árido es crucial. Las partículas más gruesas dan como resultado una mejor permeabilidad del recubrimiento, pero una superficie más rugosa; las partículas más finas dan como resultado un recubrimiento denso y liso, pero son propensas al agrietamiento. Por lo tanto, suele ser necesario mezclar dos o más áridos con diferentes tamaños de malla.

II. Respecto al disolvente portador:

El disolvente portador representa aproximadamente entre el 20 % y el 35 %, generalmente utilizando alcohol industrial con una concentración ≥95 %. Un contenido excesivo de humedad afectará gravemente la suspensión, la brochabilidad y el efecto de secado por ignición del recubrimiento. El isopropanol seca rápidamente y ofrece un buen rendimiento, pero su coste es relativamente elevado. El aglutinante representa entre el 1,5 % y el 3,5 %, y se divide en tipos de alta y baja temperatura, que garantizan respectivamente la resistencia de adhesión del recubrimiento a altas temperaturas y su resistencia inmediata tras la ignición.

Los agentes de suspensión se utilizan para prevenir la sedimentación de partículas sólidas; el más común es la organobentonita. Esta puede formar una red de gel estable en alcohol. La bentonita a base de litio requiere un tratamiento de activación; el PVB tiene funciones tanto de suspensión como de aglutinante. Los aditivos incluyen agentes humectantes, antiespumantes y conservantes, lo que mejora aún más la trabajabilidad y la estabilidad del recubrimiento durante el almacenamiento.

III. El proceso de formulación de recubrimientos a base de alcohol es particularmente crítico.

1. Las materias primas deben inspeccionarse rigurosamente, los equipos deben limpiarse y las llamas abiertas deben estar estrictamente prohibidas en el área de operación. Se debe mantener la ventilación y los operadores deben usar respiradores, guantes y otros equipos de protección.

2. Vierta todo el alcohol en el tanque de mezcla. Mientras agita a alta velocidad (1000 rpm), incorpore lenta y uniformemente la organobentonita durante 20 a 40 minutos hasta que se forme un coloide uniforme y viscoso.

3. Cambie a velocidad media (500–800 rpm) y agregue lentamente agregados refractarios, aglutinantes y otros materiales en polvo en secuencia, evitando la formación de grumos y la generación de polvo.

4. Después de agregar todo el polvo, aumente la velocidad a 1200 rpm y remueva a alta velocidad durante 1 o 2 horas. Para un recubrimiento de mayor calidad, se puede moler aún más con un molino coloidal o de rodillos para afinarlo.

5. Selle y deje madurar el recubrimiento durante 12 a 24 horas. Una vez estabilizadas sus propiedades, compruebe la viscosidad, el grado Baumé y las propiedades de suspensión. Si es necesario, afine con alcohol o una suspensión de bentonita preparada.

IV. Puntos clave de control técnico en la formulación de recubrimientos a base de alcohol

Viscosidad/Densidad: Afecta el efecto y el espesor del recubrimiento; normalmente, el grado Baume debe controlarse entre 40 y 70 Be°.

Suspensión: Un buen recubrimiento debe permanecer uniforme durante mucho tiempo, con una sedimentación mínima y una textura suelta.

Cepillado/Nivelación: El revestimiento debe ser fácil de cepillar, no autocepillado, y tener buenas propiedades de nivelación.

Ignición y Secado: Requiere un secado rápido y uniforme, sin deflagración ni agrietamiento.

Resistencia a la humedad: Evita la absorción de humedad y el ablandamiento; esto se puede mejorar agregando PVB o resina.

Además, es fundamental tener en cuenta que los recubrimientos a base de alcohol son inflamables y explosivos. Todo el proceso de formulación, almacenamiento y uso debe ser estrictamente ignífugo y a prueba de explosiones. El entorno debe estar bien ventilado, los equipos correctamente conectados a tierra y las áreas de almacenamiento deben estar alejadas de fuentes de calor y equipadas con equipos eléctricos a prueba de explosiones.

En conclusión, es fundamental utilizar buenos materiales, una formulación científica, seguir estrictamente el proceso de producción, garantizar un tiempo adecuado de agitación y curado, basarse en pruebas de rendimiento para guiar la producción y priorizar siempre la seguridad. Dominar estos puntos sin duda le brindará mayor confianza y un camino más seguro para mejorar la calidad de la fundición.