FUNDIÇÃO - PROCESSOS

Prof. Hélio Padilha

Principais processos

Fundição por gravidade

Fundição sob pressão

Fundição por centrifugação

Fundição de precisão

Etapas dos processos de fundição

Projeto da peça Projeto do modelo Confecção do modelo (modelagem ou modelação) Confecção do molde (moldagem) Fusão do metal Vazamento no molde Limpeza e rebarbação Controle de qualidade

Etapas dos processos de fundição 1. Projeto da peça 2. Caixa de macho 3. Modelo 4. Marcações de macho 5. Pinos guia 6. Molde 7. Caixa de moldar 8.Vazio de enchimento 9. Macho posicionado 10. Estrado suporte 11. Guias de montagem 12, 15, e 16. Canais de

enchimento 13. Presilhas 17. Canal de saída de gases

Projeto da peça

No projeto de uma peça a ser fundida, devem ser considerados os fenômenos que ocorrem na solidificação do metal no molde, para que eventuais defeitos sejam evitados. A princípio, considerar: Estrutura dendrítica resultante Tensões residuais de resfriamento Espessura de paredes e regiões de difícil preenchimento

Evitar variações bruscas de seções e cantos vivos

Projeto da peça

Projeto da peça

Considerar uma espessura mínima de paredesParedes muito finas não são bem preenchidas com o metal

líquido.Maior velocidade de resfriamento pode originar regiões de maior

dureza

Liga

Seção mínima (mm)

Fundição em areia

Fundição em molde metálico

Fundição sob pressão

Grandes áreas Pequenas áreas

de Alumínio 3,175 a 4,76 3,175 em peq. áreas 1,905 1,143

de Cobre 2,38 3,175 em peq. áreas 2,54 1,524

F.F. cinzento 3,175 a 6,35 4,76 em peq. áreas -x- -x-

Aço 4,76 -x- -x- -x-

de Zinco -x- -x- 1,143 0,38

Projeto da peça

Prever conicidade para melhor confecção do molde, considerando os ângulos de saída recomendados (de 1° a 3°)

Projeto do modelo Os modelos são fabricados em:

Madeira (cedro, imbuia, peroba, pinho, compensado) Materiais de fácil usinagem (alumínio) Resina Isopor

Podem ser em peça única (para peças grandes) ou montados em placas (para produção seriada e de peças pequenas, facilitando o uso de máquinas de moldar)

Projeto do modelo Devem ser considerados:

Contração do metal ao solidificar, ou seja, o modelo deve ser maior que a peça. Os valores dos acréscimos dependem do metal ou liga a ser fundido.

Eliminar rebaixos e detalhes que dificultam a moldagem. Acrescentar sobremetal para posterior usinagem de acabamento. Verificar a divisão do modelo. Linha divisória ou linha de partição representa a linha que divide as

partes que formam a cavidade superior e a cavidade inferior do molde. Deve-se objetivar uma linha divisória reta, ou seja, um único plano que

divida o modelo em suas seções superior e inferior

Projeto do modelo Determinar a localização

dos machos. Macho: corresponde às

cavidades que são necessárias nas peças fundidas (principalmente orifícios). Sua função no molde é, ao contrário do modelo em si, formar uma seção cheia onde o metal não penetrará, de modo que a peça apresente um vazio naquela região.

O modelo deve prever partes salientes que permitam a montagem dos machos no molde.

Projeto do modelo

Prever a colocação dos canais de vazamento.

Confecção do molde ou moldagem Molde: é o “recipiente” que contém em seu interior a

cavidade ou as cavidades com a forma da peça que será fundida, dentro da(s) qual(is) será vazado o metal líquido.

A etapa de moldagem permite distinguir os vários processos de fundição.

Moldes metálicos

Cera perdida

Moldes em areia verde

Moldes em casca

Moldagem em areia aglomerada A moldagem em areia é de todos os

processos de fundição o mais simples e o mais utilizado. Consiste em compactar (manualmente ou através de máquinas) a mistura refratária, denominada areia de fundição.

Moldagem em areia Requisitos do molde:

Resistência para suportar o peso do metal líquido Resistência à ação erosiva do metal líquido Gerar a menor quantidade possível de gases Facilitar a saída dos gases gerados para a atmosfera

Caixa de moldagem: estrutura, geralmente metálica, com resistência suficiente para suportar o socamento da areia na operação de moldagem, bem como a pressão do metal líquido durante a fundição. Normalmente construída em duas partes:

Moldagem em areia verde O método de moldagem mais utilizado em todo mundo para a

produção de peças fundidas é a moldagem em areia; estimando-se que mais de 80% das peças fundidas produzidas utilizam moldes feitos de areia aglomerada, sendo as areias aglomeradas com argila, em geral, as mais empregadas para confeccionar os moldes.

As areais de moldagem são constituídas essencialmente de um elemento granular refratário (areia base) e um elemento aglomerante mineral (argila bentonita ou caulinita), água e aditivos (pó de carvão, amido de milho, dextrina).

Composto Peso (%)

Areia de retorno 60

Areia base (SiO2) 34 - 37

Bentonita 1 - 4

Pó de Carvão 0,2 – 2

ÁguaQuantidade necessária para dar

trabalhabilidade a areia

Moldagem em areia verde O material mais utilizado como areia base para confecção de

misturas destinadas à produção de moldes para fundição é o quartzo (SiO2) em função da existência de grandes reservas deste material na natureza. Quanto maior for a porcentagem de SiO2 na areia maior será a refratariedade da areia; sendo que, o grau de refratariedade exigido de uma areia de moldagem depende do metal que se deseja vazar.

A areia por si só não tem resistência mecânica necessária para formar o molde no qual será vazado o metal líquido. Essa propriedade é conferida por um aglomerante que pode ser orgânico ou mineral. Entre os aglomerantes argilosos mais frequentemente utilizados em fundição, destacam-se as argilas montmoriloníticas e as bentonitas.

Moldagem em areia verde Além da areia base, argila e água costuma-se adicionar à

areia de moldagem outros produtos a fim de melhorar algumas propriedades. A incorporação de aditivo tem a função de compensar deficiências no processo de mistura e consequente insuficiência da dispersão de argila e água sobre os grãos de areia, elevar a resistência a seco, modificar propriedades a altas temperaturas, resistência a quente e plasticidade a quente.

O pó de carvão é usado para atenuar os efeitos de expansão da areia e criar uma atmosfera redutora na cavidade do molde, dificultando o contato do metal líquido com a superfície do molde, de modo a incrementar o acabamento superficial da peça obtida. O pó de carvão é composto basicamente de carbono e de aproximadamente 1,5% de enxofre.

Propriedades das areias de fundição Refratariedade Permeabilidade Dilatação Resistência mecânica Acabamento superficial das peças

vazadas

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações

Modelagem em areia verde - operações