Este é um equipamento de precisão para medir a permeabilidade de areias de fundição. Por padrão, ele pode medir a permeabilidade absoluta de uma amostra AFS (diâm. 2” x 2”) ou métrica (diâm. 50 mm x 50 mm).

Com a ajuda do anexo, ele também pode medir

• Permeabilidade relativa de moldes (consulte 4.2.1)
• Permeabilidade absoluta dos núcleos (consulte 4.2.2)
• Permeabilidade absoluta de areia não aderida (consulte 4.2.3).

Nome do produto:	Medidor de Permeabilidade Digital
Código do produto:	VPD1
Código de referência do pedido:	V0000107
Fornecimento elétrico necessário:	230 V 50 Hz CA (padrão) 110 V 60 Hz CA (Opcional) Monofásico, estabilizado com corte de sobretensão/subtensão.
Plugue elétrico:	Tipo M: Plugue de 15 A
Corrente máxima típica:	2,2 A a 230 V
Fornecimento de ar comprimido:	São necessários 2 kg/cm2 de ar comprimido seco para tornar as operações totalmente automáticas. Opcional se o tambor de ar puder ser levantado pelo operador.
Comunicação:	RS485 MODBUS RTU RS232 Serial Ethernet (opcional) CloudSync usando V-Sync
Dimensões:	500 x 320 x 460 mm (L x A x P)
Dimensões da embalagem:	600 mm x 450 mm x 625 mm (L x B x A) típico
Peso líquido:	Aproximadamente 25 kg
Peso bruto:	Aproximadamente 30 kg
Cor:	Padrão de fábrica
Faixa de medição:	0-100 mmWC e leituras relacionadas. Gráfico de medição de permeabilidade AFS exibido digitalmente.
Rastreável para:	Padrões dos fabricantes
Menor contagem:	1 mmWC
Requisitos da amostra:	Amostra do tipo compressão
Temperatura de operação:	0-50 graus Celsius
Padrões de teste:	BIS: Padrão AFS: Opcional
Frequência de calibração:	22.500 ciclos de teste ou uma vez por ano

• Medidor de Permeabilidade Digital.
• Orifício grande.
• Bomba sifão.
• Certificado de calibração.
• Manual de instruções.

Divisor de areia : para obter amostra representativa

Equipamento de preparação de amostras para fazer uma amostra padrão AFS ou de compressão métrica.

Existem quatro tipos de kits de calibração para escolher:

VKPA: Com tipo de amostra padrão para orifício pequeno

VKPB: Com tipo de amostra padrão para orifício grande

VKPC: Com tipo de chefe de borracha para orifício pequeno

VKPD: Com tipo de chefe de borracha para orifício grande

• VPR: Testador de Permanência de Mofo
• VD: Tubo de Permeabilidade do Núcleo
• VBP: Tubo de Permeabilidade de Base
• Orifício Pequeno

• Medidor de Permeabilidade VP (Para Fins Educacionais)
• Medidor de eletropermeabilidade VEP
• Testador múltiplo VCAT
• Medidor de Permeabilidade Digital VPD
• Medidor de Permeabilidade Digital VPD II

• Água Desmineralizada
• Conjunto de borracha (peça nº V4500259)

The Unseen Pillar of Casting: A Deep Dive into Sand Permeability

Permeability. This is the measure of a sand mold's ability to allow gases to pass through it. It is a fundamental requirement for producing sound, defect-free castings. A mold that cannot effectively vent the massive volume of gases generated during pouring is a recipe for disaster, leading to defects that can render a casting useless.

The Theory and Importance of Permeability Testing

At its core, permeability is a measure of how easily a fluid—in this case, gas—can flow through a porous medium like compacted sand. The scientific principle governing this is Darcy's Law, which establishes a relationship between the flow rate, the properties of the fluid, the pressure gradient, and the permeability of the medium.

In a foundry setting, the standard method for quantifying this property is the American Foundry Society (AFS) Permeability Test. This test involves taking a standard cylindrical specimen of prepared sand (2 inches in diameter and 2 inches high), ramming it with a standard force, and then measuring the time it takes for a specific volume of air (2000 cc) to pass through it under a constant pressure. The result is expressed as a Permeability Number. A higher number signifies a more permeable sand, meaning gases can escape more easily.

The importance of this test cannot be overstated. When molten metal enters the mold cavity, it rapidly heats the sand and any moisture or organic binders present. This process generates a significant volume of gases, including steam, hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. This gas volume can be many times greater than the volume of the mold itself. If these gases cannot escape through the sand pores quickly and efficiently, they will become trapped, building up pressure within the mold. This pressure can resist the inflow of metal, leading to incomplete castings, or it can force its way into the solidifying metal, creating a variety of gas-related defects.

Therefore, permeability is a critical balancing act:

• Too Low Permeability: Traps gases, causing defects like blowholes and pinholes.
• Too High Permeability: Can lead to a poor surface finish on the casting and may cause defects like metal penetration, where the molten metal seeps into the large pores between sand grains.

Factors Influencing Sand Permeability

Permeability is not a fixed property but is influenced by several interconnected factors related to the sand and the molding process. Understanding these factors is key to controlling the final outcome.

• Grain Size and Shape: This is the most significant factor. Coarser, more uniform sand grains create larger voids between them, resulting in higher permeability. Finer sands pack more densely, leading to smaller voids and lower permeability. Similarly, rounded grains will have larger pore spaces than angular grains, which can interlock more tightly.
• Grain Distribution: A sand with a wide distribution of grain sizes will have lower permeability. The smaller grains will fill the voids between the larger grains, reducing the overall porosity. Foundries often aim for a sand with three to four sieve distributions to create a balance between strength and permeability.
• Binder Content and Type: The type and amount of binder (such as clay or chemical resins) directly impact permeability. An excess of binder can fill the voids between sand grains, drastically reducing permeability.
• Moisture Content: In green sand systems, water content is critical. A small amount of water is necessary to activate the clay binder, but excessive moisture generates more steam during pouring and can also reduce permeability by filling pore spaces.
• Ramming Density: The more a sand is compacted or rammed, the smaller the voids between the grains become, and the lower the permeability. The ramming energy must be carefully controlled to achieve the desired mold hardness and permeability.

Permeability of Different Sand Types:

• Silica Sand: The most common foundry sand. Its permeability can be easily controlled by managing grain size and distribution.
• Zircon Sand: Being finer and having a different grain shape, zircon sand typically has lower permeability than silica sand but offers higher refractoriness and a better surface finish.
• Chromite Sand: Similar to zircon, chromite is used for its high thermal conductivity and chill effect. Its angular grain shape can lead to lower permeability if not managed properly.

Permeability as a Diagnostic Tool for Casting Defects

An out-of-spec permeability reading is a major clue when diagnosing casting defects. By analyzing the permeability number in conjunction with the type of defect observed, foundry engineers can pinpoint the root cause.

• Blowholes and Gas Porosity: These are cavities within the casting caused by trapped gas. They are the classic symptom of low permeability. If the sand is too fine, has too much binder or moisture, or is over-rammed, gases cannot escape, and they form bubbles in the metal.
• Metal Penetration: This occurs when molten metal seeps into the sand mold, resulting in a rough, sandy surface on the casting. This is often a sign of excessively high permeability, where the pores between sand grains are too large for the surface tension of the metal to bridge.
• Scabs, Cuts, and Washes: These defects, where a portion of the mold surface breaks away and is embedded in the casting, can be indirectly related to permeability. Low permeability can cause high gas pressure at the mold-metal interface, which can lift or erode the sand surface.
• Incomplete Fill (Misrun): If the back-pressure from trapped gases due to low permeability is high enough, it can prematurely halt the flow of molten metal, preventing it from completely filling the mold cavity.

The Modern Approach: Online Testing and Automation

Traditionally, sand testing has been a manual, batch-based process performed in a laboratory. While essential, this method has a time lag; by the time a problem is detected, a significant amount of defective sand may have already been used, resulting in scrap castings.

The modern trend is a move towards online and automated sand testing. Advanced systems are now available that can be integrated directly into the sand preparation and molding line. These systems automatically sample the sand at critical points (e.g., after the muller or before the molding machine) and provide near-instantaneous readings for key properties, including permeability, compactability, and moisture.

A importância desta evolução é imensa:

• Controle em tempo real: o sistema de controle pode usar dados em tempo real para fazer ajustes automáticos e imediatos na mistura de areia, como alterar adições de água ou aglutinante.
• Estabilidade do processo: a automação minimiza o elemento humano e garante que as propriedades da areia sejam mantidas dentro de uma janela de controle muito rigorosa, lote após lote.
• Prevenção de defeitos: ao detectar desvios à medida que ocorrem, esses sistemas evitam a produção de moldes defeituosos, reduzindo significativamente as taxas de refugo.
• Melhoria orientada por dados: a coleta contínua de dados permite análises sofisticadas, ajudando as fundições a entender as interações complexas entre as variáveis da areia e os resultados da fundição, abrindo caminho para maior otimização do processo (Indústria 4.0).

As maneiras corretas de controlar a permeabilidade

O controle eficaz da permeabilidade é uma disciplina diária na fundição. Exige uma abordagem sistemática que abrange materiais, processos e testes.

Seleção e Gestão da Areia: Comece com uma areia base que tenha o número de finura de grãos (GFN) e a distribuição adequados para o tipo de peça fundida a ser produzida. Realize regularmente análises granulométricas para monitorar alterações na distribuição de grãos devido à degradação ou contaminação.

Controle de Aglutinantes e Aditivos: Controle com precisão a adição de argila, resinas e outros aditivos. Utilize testes como o teste de argila com azul de metileno para determinar a quantidade de argila ativa no sistema. Evite adições excessivas que podem obstruir os poros.

Gerenciamento de umidade: Isso é especialmente crítico para areia verde. Utilize testes de compactabilidade como método principal para controlar a adição de água no triturador. Isso garante um "temperamento" consistente e ajuda a estabilizar a permeabilidade.

Controle de Compactação: Padronize e controle a energia de compactação ou compressão aplicada durante a moldagem. Isso garante densidade de molde consistente e, portanto, permeabilidade consistente.

Eficiência da trituração: Certifique-se de que o triturador esteja operando corretamente. A trituração adequada reveste uniformemente os grãos de areia com ligante, sem quebrá-los excessivamente, o que geraria mais partículas finas e reduziria a permeabilidade.