Aula 03 moldes

Molde

� O molde é o dispositivo no qual o metalfundido é colocado para que se obtenha apeça desejada. Ele é feito de materialrefratário composto de areia e aglomerante.

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

refratário composto de areia e aglomerante.

� Esse material é moldado sobre o modelo que,após retirado, deixa uma cavidade com oformato da peça a ser fundida.

Tipos de Molde

� Moldes Metálicos:

• Não destrutíveis;

• Limitação quanto à peso das peças e temperaturade fusão do metal;


de fusão do metal;

• Melhores precisões dimensionais.

� Moldes de Areia:

• Destrutíveis (utilização única);

• A areia pode ser reciclada;

• Piores precisões dimensionais.

Tipos de Molde

� Os tipos de moldes distinguem o processo de fundição:� Molde Temporário:

• Molde de Areia de Fundição (areia verde, areia seca, areia-cimento).

• Molde em CascaMolde por Cera Perdida


• Molde por Cera Perdida

� Molde Permanente:• Molde metálico;• Fundição sob pressão;• Fundição por centrifugação;• Fundição contínua.

� Molde Misto.

Areias de Fundição

� Mistura formadora do molde:

Elemento granular refratário

(areia silicosa)

+


+

Elemento aglomerante

mineral (argila, cimento) ou orgânico (óleos, resinas, farinhas). Geralmente dispersos em

água.


� Quanto à origem:• Areias naturais: arenito de cimento argiloso ou de rochas

feldspáticas (saibro). Grão silicoso envolto por pastaargilosa.

• semi-sintéticas: Areia natural + adições p/ correção depropriedades.


propriedades.• Sintéticas: mistura correta e específica de areia,

aglomerante e umidade.

� Quanto ao uso: areia nova ou usada� Quanto ao emprego no molde:

• faceamento• enchimento• macho


� Uma composição típica para areias de moldagem sintética é:• Areia de Sílica Velha: 60% em peso• Areia Nova: 34 a 37%• Bentonita: 1 a 4 % (depende da resistência inicial


• Bentonita: 1 a 4 % (depende da resistência inicial requerida)

• Pó de carvão: 2%Previne a adesão da areia às peças, servindo como

redutor ao decompor o óxido formado na zona externa das mesmas quando o metal fundido entra

em contato com a umidade da areia.FeO+C = Fe+ CO

Características de um Molde de Areia

� Plasticidade ⇒ Resistência a esforços (extraçãodo modelo);

� Consistência ⇒ Reproduzir e conservar a formada cavidade após a extração do modelo;

Refratariedade ⇒ Resistir às temperaturas


⇒

� Refratariedade ⇒ Resistir às temperaturaselevadas às quais são submetidos;

� Permeabilidade ⇒ Permitir a saida do ar e degases da cavidade do molde;

� Colapsibilidade ⇒ Devem ser facilmentedestrutíveis após a solidificação das peças.

Moldagem em Areia de Fundição

� Molde é composto por caixa de moldagem(metálica) dividida em duas partes (superior einferior), preenchida com areia de fundição.

� Areia de fundição: areia com aglomerantes


� Areia de fundição: areia com aglomerantes(argila, breu, outros) e água.

� Forma do molde é obtida em função da formado modelo.



� Deve-se aplicar desmoldante (talco ou grafite) aomodelo para facilitar sua retirada de dentro do molde.

� Para a retirada da peça o molde deve ser quebrado.� 98% da areia pode ser reaproveitada.


� A moldagem pode ser automática, semi-automática ou manual.

• Enchimento da caixa de moldagem;

• Compactação da areia de moldagem.


• Compactação da areia de moldagem.

Moldagem em Areia Verde

� Mais conhecido

� Mais empregado

� Economia e rapidez

� Usado com a maioria dos metais (ferrosos e


� Usado com a maioria dos metais (ferrosos e não-ferrosos)

� Produção em série


Areia de Moldagem(mistura plástica)

=Areia Sintética

+


+Bentonita

+Água

� Não necessita de Secagem� Pior acabamento


� Variações:• Secagem ao ar;

• Secagem superficial (Álcool + água comoaglomerante).


� Eliminação da umidade superficial e aumentoda rigidez

� Melhoria na erosão do molde pelo metallíquido e redução da geração de gases nointerior do molde.

Moldagem em Areia Seca

� Indicado para peças médias e grandes;

� Utilizado para fundir peças de metais ferrosose não-ferrosos;

� Melhor acabamento e tolerâncias


� Melhor acabamento e tolerânciasdimensionais que o de areia verde.


Areia de Moldagem:

Areia sintéticas ou semi-sintéticas

+

aglomerantes orgânicos


aglomerantes orgânicos

� Secagem em estufas ⇒ 150 a 300°C

� Superfície do molde pode ser protegida com tintas refratárias (melhor acabamento).


� Vantagens:

• maior resistência à erosão do metal líquido;

• maior estabilidade dimensional;

• maior resistência à pressão estática do metal


• maior resistência à pressão estática do metal líquido;

• maior resistência à penetração do metal.


� Variações:

� Loam molding (moldagem em barro) ⇒ peçasgrandes:• Barro: areia + argila ⇒ mistura bastante plástica;


� Moldagem em chamote (areia) ⇒ peças grandes.• Chamote: argila refratária silico-aluminosa calcinada +

tijolo refratário moído (silico-aluminoso) + argilarefratária plástica + areia.

� Pintura e aquecimento em temperaturaspróximas a 500°C.

Moldagem em Areia Cimento

� peças grandes;

� não precisa de calor para a secagem;

� alta resistência a seco.



Areia de Fundição:

Areia silicosa lavada

+

10% cimento Portland


10% cimento Portland

+

5% Água

� Ex.: moldes para lingoteiras de grande porte


� Desvantagens:

� Custo elevado da mistura;

� Não recuperável;

� Baixa colapsibilidade ⇒ difícil desmoldagem.


� Baixa colapsibilidade ⇒ difícil desmoldagem.

Moldagem pelo Processo CO2

� Confecção do molde idêntica ao processo deareia verde;

� Tratamento com CO2 ao final do processo demoldagem;

� Precisão dimensional superior à da areia seca.


� Precisão dimensional superior à da areia seca.

� Desvantagens:� Custo do CO2;

� Areia não recondicionável (pode ser empregado apenas no faceamento da peça).

Moldagem pelo Processo CO2

Mistura:

areia lavada

+

silicato de sódio (aglomerante)


silicato de sódio (aglomerante)

Na2SiO3 + H2O + CO2 ⇒ Na2CO3 + SiO2 + H2O

� Endurecimento rápido (alta resistência), sem a necessidade de estufas

Moldagem Plena

� Utilizam-se modelos de espuma depoliestireno (isopor).

� Não é necessário retirar o modelo antes dovazamento do metal (é vaporizado ou


vazamento do metal (é vaporizado ouqueimado pelo metal fundido).

� Vantagens: não são necessários ângulos desaída ou cantos arredondados.

� Desvantagem: geração de gases pode pioraracabamento superficial.

Areia para Macho

� Precursor dos métodos modernos de fundição deprecisão;

� Peças complicadas para o método de areia comum;

� Boa precisão dimensional;

� Pintura com tintas especiais para macho.


� Pintura com tintas especiais para macho.

� Mistura: Areia + óleo de macho, óleo de linhaça(secativos) + elementos orgânicos + bentonita

� Moldes: Confecção manual ou em máquinas, secos emestufas (150 a 250 °C)

� Ex.: Corpos de compressores resfriados ao ar.

Moldagem em Casca

� Molde é composto por mistura de areia (maisfina) e resina.

Mistura:

Areia


Areia

+

resina sintética polimeriz a quente (termofixa)

3 a 10%

Estufa: 150 a 350°C

Moldagem em Casca

� Possui formato de uma casca, obtido sobremodelo metálico.

� Acabamento excelente;� Alta rigidez ⇒ boa precisão dimensional� Como a espessura da casca é pequena, pode ser


� Como a espessura da casca é pequena, pode serempregada areia bem fina sem prejuízo napermeabilidade do molde.

� Cascas de até 5 mm de espessura (mínima) ⇒dependente do tamanho, peso, complexidade dapeça e do metal utilizado.

Moldagem em Casca

� Molde + machos ⇒ duas partes fechadas com grampos ou colados antes do vazamento.

� Desvantagens:� Custo elevado do modelo (precisão dimensional e

resistência térmica)� Areia não recondicionável.


� Areia não recondicionável.� Limitações: Peças não maiores que 15 – 20

Kg.� Utilização: motor de explosão refrigerado a

ar, virabrequins, peças de responsabilidade (justificando o custo do processo).

Moldagem em Casca


Moldagem em Casca

� Depois de obtida a forma geométrica, conforme o modelo, deve ser


modelo, deve ser feita a cura do molde para garantir boa resistência mecânica.

Moldagem em Cera Perdida

� Utilizam-se dois moldes:• obtenção de modelos de precisão (cera ou termoplástico);• obtenção das peças no material desejado.

� O primeiro molde é feito em alumínio ou outro metalque possa ser facilmente trabalhado.

� Revestimento c/ lama refratária: gesso, pó de sílica, pó


� Revestimento c/ lama refratária: gesso, pó de sílica, póde zircônia.

� Endurecimento do revestimento� Fusão do modelo, gerando as cavidades do molde ⇒

queima do molde para eliminar umidade (600 a 1000°C)

� Vazamento.


� Emprego:• Produção em série de pequenas peças (alguns gramas até

alguns quilos);• Acabamentos melhores que os da fundição em casca• Peças complexas.

� Desvantagens:


� Desvantagens:• Custo do molde metálico para a confecção do modelo (de

precisão)• Lama refratária é cara;• Mão de obra na montagem dos cachos, revestimento e

secagem.• Relação peso das peças/peso do canal de alimentação é

baixa.

Moldagem em Gesso

� Antigo (± 4000 anos pelos chineses)� Utilizado na fundição de não-ferrosos, bom

acabamento e precisão nas medidas� Desvantagens: baixa permeabilidade do gesso.� Variantes:


� Variantes:• Processo Antioch: moldes em gesso levados a uma

autoclave c/ vapor e temperaturas elevadas, a fim deprovocar porosidade.

• Gesso Esponjoso: porosidade conseguida c/ adição dedetergentes, para reter ar durante a operação demistura.

Moldes Permanentes (Coquilhas)

� Em aço, ferros fundidos ou bronze;� Bom acabamento e tolerância dimensional;� Vida útil: dependente do material a ser vazado e da

temperatura de vazamento. Ex: 5.000 (Fofo) a 100.000 (Mge ligas de Zn).

� Vazamento pode ser por gravidade, baixa pressão, vácuo ou


� Vazamento pode ser por gravidade, baixa pressão, vácuo oualta pressão.

� Vantagens do vazamento sob pressão (70 a 7.000 kgf/cm2)• bom acabamento e precisão dimensional;• paredes finas e formas complicadas;• resfriamento rápido ⇒ melhores propriedades mecânicas da

peça.

Moldes Permanentes (Coquilhas)

� Fabricados em materiais metálicos.

� Permitem a obtenção de centenas de milhares depeças com um único molde.

� Vantagens: melhor acabamento superficial,tolerâncias dimensionais e resistência mecânica.


� Vantagens: melhor acabamento superficial,tolerâncias dimensionais e resistência mecânica.

� Desvantagens: maiores custos (viável paraprodução seriada), metais para peça devem terponto de fusão menor que metal dos moldes,possível diminuição da tenacidade do material dapeça.

Moldes Permanentes


OBRIGADO!


OBRIGADO!

01 de Março de 2011

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