1. INTRODUO

Na necessidade de o ser humano encontrar meios para satisfazer suas necessidades bsicas, foram criadas vrias tcnicas de manipulao de materiais. Se tratando de materiais metlicos, a fundio de suma importncia e atualmente um grande nicho de mercado. Pensando nisso, foram criadas vrias tcnicas para certificar que o processo, bem como os insumos utilizados, tenham uma garantia de qualidade, sendo esse o tema abordado em nosso relatrio. Uma definio bsica do processo de fundio que o mesmo se da como, o conjunto de atividades requeridas para dar forma aos materiais por meio da sua fuso, conseqente liquefao e seu escoamento ou vazamento para moldes adequados e posterior solidificao. Os mtodos de fundio so muito antigos, sua importncia fundamental para o crescimento tecnolgico desde os primrdios da humanidade. Seu aperfeioamento contnuo, partindo desde pequenas peas fundidas artesanalmente s tcnicas de siderurgia.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GERAL

Fazer a anlise de uma amostra de areia base de slica para fundio.

1.1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Fazer a preparao de uma amostra de um lote de areia base de slica para fundio, fazer sua classificao conforme a recomendao AFS, distribuio granulomtrica, formatos de gro e impurezas, e a realizao de ensaios de compactabilidade, resistncia a compresso e permeabilidade.

5

2. REFERENCIAL TERICO

As areias de fundio so materiais utilizados na confeco de moldes e machos para fundio e podem ser divididas em dois grupos genricos: as areias a verde e as areias ligadas quimicamente.

2.1 AREIA-BASE

A areia-base o componente presente em maior porcentagem nas areias de fundio, so granulados de origem mineral formados pela fragmentao de rochas devido s intempries da natureza. A composio qumica dos gros varia de acordo com a rocha original, a forma como ocorreu a deposio e as condies climticas que envolveram todo o processo. O formato dos gros varia de acordo com o agente causador do processo de fragmentao da rocha, areias de rio, por exemplo, possuem gros angulares enquanto que as areias de praia, devido Captulo 2 Referencial Terico 31 PPGEP Produo e Manuteno (2010) ao movimento repetitivo e de grande amplitude que lhes imposto (bem como as areias de deserto, devido ao do vento), possuem gros mais arredondados (SENAI, 1987; BERNDT, 1989; FERNANDES, 2001). Aglomerantes: so materiais misturados s areiasbase com o propsito de garantir a mantenabilidade da forma dos machos e das cavidades dos moldes durante o processo de fundio (REINERT, 1996). No caso das areias para fundio aglomeradas com argila, a argila o agente responsvel por ligar entre si os gros de areiasbase. Perfazendo um total que gira em torno de 10% da mistura, apresenta suas propriedades coesivas na presena de gua. So constitudas por minerais onde cada partcula possui comprimento mximo de aproximadamente dois mcrons e espessura da ordem de alguns angstrns (um angstrn equivale a 10-8 cm) (SENAI, 1987).

2.2 GRANULOMETRIA

Este ensaio se relaciona ao acabamento exigido, sua distribuio correlaciona com a permeabilidade e fluidez. Nem sempre se deve tomar uma deciso em usar uma areia com modulo maior (areia fina) para obter peas de melhor acabamento, devem-se levar em considerao outras variveis, como: dimenses do fundido, umidade da areia, metal a ser vazada, temperatura de vazamento, processo de moldagem e outros.6

2.3 ARGILA AFS

So todas as partculas inferiores a 0,02mm existente na areia de moldagem, como: finos inertes, partculas de bentonita e aditivos.

2.4 COMPACTABILIDADE

Atualmente o controle mais importante na areia de moldagem, um parmetro relacionado ao teor de gua de moldagem aglomerada na bentonita, que deve ser suficiente para ser absorvido pela areia, de modo a ano se separar dos gros durante a moldagem. A quantidade de gua necessria determinada pela soma de todos os espaos as serem preenchidos, seja dos revestimentos de carbono contidos no p de carvo, dos gros de quartzo ou dos demais aditivos. Como a soma dos espaos varia a cada batelada, a porcentagem de gua tambm varia, mas sua compactabilidade deve manter numa faixa ideal para cada equipamento de moldagem utilizado. Umidade: Geralmente seu aumento indica falta de areia nova no sistema, baixo grau de preparao da mistura e outros fatores, causando vrios problemas de acabamento superficial.

2.5 PERMEABILIDADE

Esta associada umidade e granulometria, tem correlao direta aos defeitos de gases nas peas (bolhas e pinholes).

2.6 RESISTNCIA A COMPRESSO (R.C.V., R.C.C., R.C.F.)

Este ensaio de grande importncia, determina a quantidade de adio de bentonita, que est totalmente ligada argila ativa. Os valores ideais de resistncia depende do tipo de liga a ser vazada e formato de peas.

7

3. MATERIAIS E MTODOS

3.1. PREPARAO DA AMOSTRA

Iniciou-se o procedimento com a coleta de amostra de uma areia base (70,80), em um balde com aproximadamente 10 L de Slica. Utilizou-se um saco plstico para forrar o cho para no haver desperdcio da amostra e no afetar o processo. Com o quartiador, usando a concha, foi feito uma diviso uniforme da areia at completar as cubetas, essa diviso foi feita mesma velocidade para uma separao uniforme. Logo aps, a areia de uma das cubetas foi descartada, e a outra parte utilizada: aproximadamente 400g. Descrio dos equipamentos: Cubetas, quartiador. Insumos utilizados: Areia base de slica para fundio.

3.2. CLASSIFICAO AFS

3.2.1. ARGILA AFS

Descrio dos Equipamentos: Balana eletrnica (GEHAKA-PG2000), agitador mecnico, estufa, peneira Vibrotech CT 025. Descrio dos Insumos Utilizados: Slica. Outros materiais de Apoio: Quartiador de cho, concha, balde, plstico preto onde colocamos o quartiador, cubeta, cifo. Procedimentos Utilizados: Pesou-se 50g (da amostra) de areia seca e foi colocado no agitador mecnico com 900 ml de gua e agitou-se duas vezes por cinco minutos cada, retirando assim a argila AFS. Depois foi colocado na estufa a 120 C at secar. Saindo da estufa, foi pesado novamente, e o valor ficou em 48,1g de areia sem argila AFS. Foi colocada a amostra na mquina Vibrotech CT 025 de peneiramentos, 15 minutos, com intensidade 7.

8

3.2.2 MDULO DE FINURA

O mdulo de finura (MF) da areia determinado pela diviso do somatrio do produto pelo somatrio das porcentagens, sendo o produto, a multiplicao da porcentagem de areia pelo fator. Segue a frmula.

MF = produtos %

3.3. DISTRIBUIO GRANULOMTRICA

Descrio dos Equipamentos: Balana eletrnica (GEHAKA-PG 2000), peneira Vibrotech CT-025. Descrio dos Insumos Utilizados: Areia base de slica para fundio. Outros materiais de Apoio: Quartiador de cho, concha, balde, cubeta, cifo, vidro de relgio. Procedimentos Utilizados: Separou-se 40g de areia (amostra) e colocou-se nas peneiras por 15 minutos com intensidade 7. Pesou-se a quantidade retida em cada peneira para calcular a concentrao, soma-se as 3 maiores concentraes, e para calcular o D50. Aps tudo isso foi gerado o grfico.

3.4. FORMATO DE GRO E IMPUREZAS

Descrio dos Equipamentos: Lupa Descrio dos Insumos: Slica Outros materiais de Apoio: Vidro Relgio, esptula

9

Coloca-se uma pequena quantidade de Slica no vidro relgio. Observa-se, com a lupa, de 30 a 50 gros e verificam-se quais so slica ou no, e quantos so arredondados, angulares ou agrupados.

3.5. PROPRIEDADES MECNICAS

Descrio dos Equipamentos: Compactador de bancada, permemetro, equipamentos para a resistncia, estufa, balana, prensa, misturador. Descrio dos Insumos Utilizados: Amostra de areia base.. Outros Materiais de Apoio: Cadinho, balde para pesar a areia.

3.5.1. COMPACTABILIDADE

Procedimentos Utilizados: Teor de argila na areia era 10% antes de adicionar gua. Testa-se a quantidade de gua presente atravs da pesagem, secagem na estufa e repesagem; para fazer a adio de gua correta. Enche-se o cilindro do compactador atravs de um funil e uma peneira. Coloca-se o cilindro, com a areia, no compactador e aciona-se o peso 3 vezes. Observou-se que a compactabilidade foi de 12%, devido ao fato de a areia estar com baixo teor de gua. Antes do ensaio, retirou-se a areia do misturador e pesou-se, o resultado foi de 8,4g de areia. Assim foi adicionado 1% de gua e deixou-se misturar durante sete minutos. Fez-se novamente o ensaio de compactao o resultado obtido de compactabilidade foi de 17%. Voltou-se ao misturador e adicionou-se mais 1% de gua e misturou-se por mais 10 minutos. Refez-se o ensaio e dessa vez a compactabilidade obtida foi de 44%. Retirou-se uma amostra para o ensaio de resistncia mecnica que deve estar entre os dois riscos de compactados e alcanar 10 N.

10

3.5.2. RESISTENCIA A COMPRESSO

A resistncia a compresso, como o prprio nome cita, tem a funo de v erificar a

resistncia da areia compactada, sendo de suma importncia para dados de resistncia do molde a ser fabricado com esse material.

3.5.3. PERMEABILIDADE

Utilizando um tubo cilndrico, foi colocada uma peneira padro na base do mesmo. Colocou-se em torno de 34g de areia e colocou-se outra peneira, em seguida colocou-se no compactador. Aps isso se levou o tubo at a prensa para levar a areia para o centro do tubo. Colocou-se o tubo no permemetro e uma rolha grossa (pois a areia 70 muito fina).

11

4. RESULTADOS E DISCUSSES

4.1. PREPARAO DA AMOSTRA

Conclumos que necessrio um controle rigoroso na preparao da amostra, pois qualquer falha nesse processo, bem como o no acompanhamento das normas tcnicas especficas para tal pode acarretar em falhas nos testes posteriores e resultados errneos. Contudo, a preparao se mostrou um processo simples e rpido.

4.2. CLASSIFICAO AFS E MDULO DE FINURA

A Queda do valor da massa de 50g para 48,31g devido presena de argila que deixou o material aps a lavagem. Esta diminuio no grande, o que confere confiabilidade da areia. Peneira 6 12 20 30 40 50 70 100 140 200 270 Fundo Total Peso (g) 0 0 0 0 0,7 5,25 18,17 13,52 7,6 1,7 1,29 0,08 48,31 (%) 0 0 0 0 1,4 10,5 36,34 27,04 15,2 3,4 2,58 0,16 96,62 Fator 3 5 10 20 30 40 50 70 100 140 200 300 Produto 0 0 0 0 42 420 1817 1892,80 1520 476 516 48 6731,80

12

O mdulo de finura foi obtido atravs dos seguintes dados: MF = produtos = 6731,80 = 69,7# % 96,62

4.3. DISTRIBUIO GRANULOMTRICA

uma areia que tende a dar trincas nos moldes. No uma boa areia (areia fina). Boa para alumnio, mas ruim para altas temperaturas, pois os gros esto muito prximos.

Peneira 6 12 20 30 40 50 70 100 140 200 270 Fundo Total

Peso (g) 0 0 0 0 0,32 4,56 13,48 10,56 7,53 1,68 1,37 0,16 39,66

(%) 0 0 0 0 0,81 11,49 33,98 26,63 18,99 4,24 3,45 0,40 99,95 Concentrao: Soma dos 3 maiores valores

Concentrao: 79,6% que est entre as peneiras 70, 100 e 140#.

D 50: 73#.

13

4.4. FORMATO DE GRO E IMPUREZAS

Analise do aluno Alex Arredondado Semiarredondado 13 Angular Slica Agrupado Impurezas

17

14

4

4

0

Analise do aluno Andr Arredondado Semiarredondado 15 Angular Slica Agrupado Impurezas

15

10

3

6

0

Analise do aluno Felipe Arredondado Semiarredondado 8 Angular Slica Agrupado Impurezas

14

20

3

5

0

14

Analise do aluno Haroldo Arredondado Semiarredondado 15 Angular Slica Agrupado Impurezas

13

10

4

7

0

Morfolgico do aluno Lucas Arredondado Semiarredondado 14 Angular Slica Agrupado Impurezas

14

12

5

4

1

Morfolgico do aluno Vincius Arredondado SemiArredondado 16 Angular Slica Agrupado Impurezas

16

9

4

4

1

Apesar de termos divergncias na anlise do formato dos gros, nenhuma das anlizes apresentou grande quantidade de impurezas.

4.5. PROPRIEDADES MECNICAS

Permeabilidade: Ficou na faixa de 55 a 65. Compactabilidade: 44% Resistncia compresso: 10

15

5. CONCLUSO

Depois de todos os ensaios realizados e o preenchimento dos relatrios das aulas prticas de fundio, conclumos que de suma importncia que os alunos aprendam as exigncias bsicas da fundio; tanto na forma de confeco de peas, quanto na segurana tomada para realizao das mesmas. So vlidos tambm, os ensaios de determinao do teor de compactabilidade, de argila AFS e o ensaio granulomtrico, pois atravs destes, podemos prevenir, ou at mesmo evit ar que as peas a serem confeccionadas, tenham algum defeito devido s falhas na preparao do molde.

16

6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

MARCO

-

Assessoria

em

areia

de

moldagem

a

verde.

Disponvel

em;

. Acesso em 13 dez. 2011

SENAI - SERVIO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. fundio aglomeradas com argila, vol. I, Belo Horizonte, 1987

Areias de

REVISTA MATRIA Peridico Cientfico Virtual da rea de Materiais. Disponvel em; . Acesso em 12 dez. 2011. REINERT, M. J. Areias de moldagem a verde, Sociedade Educacional de Santa Catarina SOCIESC. Joinville, 1996

FERREIRA, J. M. G. C., Tecnologia da Fundio, Fundao Calouste Gulbenkian, Lisboa, 1999.

SIEGEL, M., Fundio, Editora da Associao Brasileira de Metalurgia e Materiais, So Paulo, 1978.

SENAI, Areias de Fundio, Departamento Regional de Minas Gerais, Centro de Fundio de Itana, 1987.

17

7. ANEXO

Em anexo os relatrios individuais de cada aluno que compe o grupo 6.

18