Los moldes perdidos de fundición destinados a recibir la colada deben poseer las siguientes cualidades :
Ser plásticos
Tener cohesión y resistencia , al objeto de poder reproducir y conservar la la reproducción del modelo .
Resistir la acción de las temperaturas elevadas , es decir , ser refractarios
Permitir la evacuación rápida del aire contenido en el molde y de los gases que se producen en el acto de la colada por la acción del calor sobre el mismo molde , es decir deben tener permeabilidad.
Disgregarse fácilmente para permitir la extracción y el pulimento de la pieza , es decir deben ser disgregables .
Los materiales dotados de estas cualidades que se encuentran en la naturaleza son las arenas de fundición , constituidas por granos de cuarzo (bióxido de silicio , muy refractario) y por arcilla (silicato hidratado de aluminio ) que es el elementode unión y confiere plasticidad y disgregabilidad al molde ; la estructura granular propia de la arena asegura la permeabilidad .
Una primera clasificación de las arenas naturales puede basarse en su contenido de arcilla ; se distinguen cuatro clases :
Arenas arcillosas o tierras grasas , cuyo contenido de arcilla es superior al 18%
Arenas arcillosas o tierras semigrasas , cuyo contenido de arcilla va del 8 al 18%
Arenas arcillosas o tierras magras , cuyo contenido de arcilla va del 5 al 8%
Arenas silíceas , cuyo contenido de arcilla es inferior al 5%
Una segunda clasificación puede hacerse atendiendo a la forma del grano.
Arena de grano esferoidal .
Arena de grano angulado
Arena de grano compuesto
Finalmente en relación con las dimensiones del grano, pueden distinguirse :
Arena de grano grueso
Arena de grano medio
Arena de grano fino.
Las arenas de fundición tienen un origen común .La roca madre de la cuál se derivan es el granito , compuesto de feldespato , cuarzo y mica. El feldespato (silicato doble de aluminio y potasio o sodio) actúa de sustancia aglomerante de la mica y el cuarzo : bajo la acción tenaz y constante de los agentes atmosféricos se disocian los dos silicatos que componen al feldespato . El silicato de aluminio , al hidratarse se convierte en arcilla , mientras que los silicatos de potasio o de sodio (como tales , o transformados en carbonatos por la acción del anhídrido carbónico del aire ) son arrastrados por las aguas meteóricas .
De este modo se han constituido los vastos depósitos de arenas naturales , las cuales , por otra parte presentan características diferentes según que el proceso de disgregación esté mas o menos avanzado (en este último caso existen residuos de feldespato , que es fusible y disminuye la refractariedad de la arena ) y que la disociación se haya realizado en el mismo lugar donde se encuentra la arena (arenas arcillosas naturales con porcentajes variables de arcilla ) o con acciones de transporte que forman depósitos distintos de arena silícea y de arcilla.
No siempre puede usarse la arena en la fundición tal como llega de los depósitos , sino que debe someterse a algunos procesos de modificación , que se efectuaran después de una serie de pruebas adecuadas para el estudio de sus características técnicas. .El conjuto de estas pruebas , lo mismo las destinadas a comprobar las características del material que llega de los depósitos , como los de la mezcla que servirá para el moldeo , constituye lo que se llama comprobación de la arena.
Los casos de modificación de las arenas se presentan cuando se procede a la mezcla de arenas de tipo diverso (sea para variar la distribución del grano , sea para rebajar o reforzar la arena ) o bien a la aglomeración del aglutinante.
En el primer caso se trabajan arenas naturales y en el segundo arenas sintéticas o aglomeradas que se obtienen partiendo de arenas silíceas lo mas puras posibles a las cuales se añaden en diversos porcentajes , sustancias aglutinantes .
El uso de las arenas sintéticas se ha incrementado notablemente en el último decenio y su empleo creciente se justifica con las innegables ventajas que presentan con respecto a las arenas naturales . En primer lugar , posee unas características mas uniformes y , por otra parte , la arena base esta exenta de polvo impalpable , ya que el aglutinante se añade en cantidades previamente comprobadas a fin de reducir al máximo el límite de humidad y obtener no solo una refractariedad más elevada , sino también una mayor permeabilidad .
En cambio , el intervalo de humedad que permite la elaboración es mucho mas restringido en las arenas sintéticas que las naturales , se secan más rapidamente y ofrecen mas dificultades para el acabado y la separación de los moldes .