Defeitos de Fundição Defeitos superficiais

• Ricardo Fuoco

Gerente Geral de Tecnologia de Fundição

Metso Brasil Indústria e Comércio Ltda

Fone: (015) 2102-1212

Email: ricardo.fuoco@metso.com

Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais

Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014

Índice

– 4.4 - Defeitos superficiais • Sinterização (“Burn on”);

• Penetração (“Burn in”)

• Carbono lustroso

Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 2

Defeitos superficiais Sinterização (“Burn on”) e Penetração (“Burn in”)

3 Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais

Defeito de sinterização

• Caracteriza-se pela aderência de grãos de areia na superfície das peças fundidas, geralmente em pontos quentes da peça, que podem ser limpas mas exigem maior trabalho sobre as peças do que simples operações de jateamento da superfície;

Defeito de penetração

• Também chamado de penetração mecânica, caracteriza-se pela penetração de metal contra o molde ou macho de areia, criando uma crosta superficial aderida aos pontos quentes da peça, que dificilmente é eliminada da superfície da peça (muito mais intenso do que a sinterização);

Defeito de sinterização/penetração

Defeito de sinterização

MECANISMO DE FORMAÇÃO (sinterização):

• Com o vazamento do metal formam-se porções de fases líquidas (misturas de óxidos) entre os grãos de areia, unindo os grãos de areia e aderindo-os à superfície das peças fundidas (sinterização);

• A formação de fases líquidas é facilitada com a presença de FeO e MnO.

Defeito de sinterização MEV do defeito de sinterização em peça de aço fundido

R= Produto de

reação entre

grãos de areia

Defeito de sinterização EDS do produto de reação entre os grãos

Defeito de sinterzação Ponto de fusão de mistura de óxidos

MECANISMOS DE FORMAÇÃO (penetração):

• 1. Penetração mecânica: Com a degradação dos ligantes da areai, o metal encontra facilidade para penetrar contra os moldes e machos, especialmente em pontos de menor rigidez (grãos de areia mais espaçados). A dição de óxido de ferro e de spherox é muito eficaz para aumentar a resistência a quente dos moldes e machos;

• 2. Penetração Química: Com o vazamento do metal formam-se porções de fases líquidas (misturas de óxidos) entre os grãos de areia, permitindo a penetração do metal vazado contra o molde (penetração ou seja intensificação do defeito de sinterização). A formação de fases líquidas é facilitada com a presença de FeO e MnO.

Defeito de penetração Mecanismo de formação da penetração

Antes do vazamento do metal

Defeito de penetração Mecanismo de formação da penetração

Após o vazamento do metal

Defeito de penetração Defeito de penetração em peça de aço fundido (falta de socamento

do macho – penetração mecânica)

grãos de areia aderidos à superfície

grãos de areia interligados com metal

Defeito de penetração Defeito de penetração em peça de aço fundido (falta de socamento

do macho – penetração mecânica)

Defeito de penetração MEV do defeito de penetração em peça de aço fundido

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço

Presença de S na superfície dos grãos de areia altera a tensão superficial do metal facilitando a penetração

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço - efeito do material de moldagem

Defeitos de Fundição – Defeitos

superficiais Ricardo Fuoco -

Metso Minerals 2014

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço - efeito das condições do molde

na área de defeito

Defeitos de Fundição – Defeitos

superficiais Ricardo Fuoco -

Metso Minerals 2014

Efeito do tipo de regeneração da areia na área de defeito

Efeito do tipo de regeneração da areia no tipo de resíduo sobre os grãos de areia

Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde

exposto à elevadas temperaturas

Penetração

Sinterização

Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração

MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (AÇO e FoFo):

• Manter a integridade da camada de pintura: • Molde com elevada compactação (método de moldagem e

distribuição granulométrica adequada);

• Pintura espessa e de boa aderência;

• Minimização da quantidade de resíduos (resina não decomposta, FeO, MnO, S) sobre a superfície dos grãos de areia :

• Renovação adequada com areia nova ou

• Renegeneração térmica da areia;

MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (FoFo):

• ELEVAR A REFRATARIEDADE DO MATERIAL DO MOLDE: • Sílica de elevada pureza;

• Minimizar a presença de grãos oolitizados (renovação da areia);

• AUMENTAR A COMPACTAÇÃO DO MOLDE: • Elevada pressão da moldagem;

• Baixa compactabilidade da mistura

• Distribuição granulométrica (minimizar finos);

• ADITIVOS NA AREIA: • Presença de carvão na mistura;

Defeitos superficiais Carbono lustroso

38 Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais

Defeito de carbono lustroso

• Caracterizam-se por defeitos em baixo relevo, geralmente na superfície superior da peças fundidas, causados por inclusões ricas em carbono (decorrente da decomposição térmica de resinas aglomerantes e de aditivos orgânicos da areia);

Defeito de carbono lustroso Peças de FoFo

Defeito de carbono lustroso Peça de aço fundido

Defeito de carbono lustroso Composição química das resinas utilizadas com aglomerantes

Defeito de carbono lustroso Corpo de prova utilizado para estudar o problema

Defeito de carbono lustroso Formação de inclusões de carbono lustroso na superfície do

corpo de prova

Defeito de carbono lustroso Formação de inclusões de carbono lustroso na superfície do

corpo de prova

Defeito de carbono lustroso Mecanismo de formação de inclusões de carbono lustroso

Defeito de carbono lustroso Efeito da temperatura de vazamento (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito do tempo de enchimento (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito da quantidade de resina na mistura de areia (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de solvente na resina de caixa fria (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito da geração de resina (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito da adição de adiivos (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito da utilização de respiros (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito da utilização de pintura (FoFo)

Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de resina (Aço fundido)

Defeito de carbono lustroso Efeito da adição de óxido de ferro (Aço fundido)

Defeito de Carbono lustroso

MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (FoFo):

• PROJETO DE CANAIS: • Minimizar turbulência;

• Minimizar perdas de temperatura no sistema de canais;

• Diminuir tempo de enchimento;

• CONDIÇOES DO MOLDE: • Reduzir perda ao fogo em areias regeneradas

• Uso de aditivos oxidantes (óxido de ferro);

• Limitar a quantidade de resinas e materiais orgânicos;

• Utilizar resinas desenvolvidas mais recentemente;

• Uso de moldes e machos com ventilação;

• TEMPERATURA DE VAZAMENTO: • Utilização de elevadas temperaturas de vazamento;

Defeito de Carbono lustroso

MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (Aço):

• CONDIÇOES DO MOLDE: • Limitar a quantidade de resíduos orgânicos em areias regeneradas (perda

ao fogo)

• Uso de aditivos oxidantes (óxido de ferro);

• Limitar a quantidade de resinas e materiais orgânicos (areias regeneradas mecanicamente x termicamente);

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