FUNDIO (MOLDES)

Maior economia para peas complexas

Ao, Al, Cu, Zn , Mg

Ao fundido maior tenso residual, micro

porosidade, variaes do tamanho do gro, resulta

numa menor resistncia e ductilidade

Vantagens:

Geometria complexa

Confeco de formas

internas e externas

Netshape e near

netshape

Peas grandes

Alta taxa de produo

Desvantagens:

Propriedades mecnicas

Pequena preciso dimensional e

acabamento superficial

Segurana do trabalho e higiene

(vapores e metal fundente)

Problemas ambientais

Classificao:

Tipo de molde Areia (molde descartvel)

Modelo Molde permanente bipartido (

metlico)

Fora Sob presso ( molde metlico)

presso Cera perdida ( molde e modelo

descartveis)

Etapas do processo de fundio:

Matria prima => Fuso (forno cubil e induo) =>

Transferncia => vazamento => desmoldagem =>

acabamento.

Qual processo escolher?

Taxa alta e baixa

de produo

Custo da matria prima,

ferramenta

Exatido

dimensional

Analisar Fundio X Usinagem

Complexidade Requisitos de entrega

Material Acabamento

Comparao:

Areia Molde

Permanente

Sob

presso

Molde

Ceramico

Molde

quimico

Custo prod Baixo Baixo Mais baixo

Mais alto Medi

alto

Custo prod Mais baixo

Alto Mais

alto

Mdio Mdio

alto

acabamento Bom +- Bom Melhor Bom Bom

complexidade Bom +- Razovel Bom Melhor Bom

Alterao Melhor Ruim Pior Razovel Razovel

Ligas Ilimitada Al, Cu Al Ilimitada Ilimitada

Solidificao:

Recalescncia: Elevao sbita de temperatura

espontnea no resfriamento

a) Coquilhada: super resfriamento, gros

crescem na direo oposta ao da extrao de

calor

b) Colunar: Gros orientados na direo da

extrao de calor

c) Equiaxial: Pequenos gros, resultante da

nucleao de cristais, orientao cristalina

aleatria.

Defeitos:

Falta de

enchimento

Junta fria Rechupe

Bolhas Furos Incluses

Irregularidades

superficiais

Desalinhamento

METALURGIA DO P:

Consiste em obter p metlico ou cermico que na

sua transformao a partir da compactao e

sintetizao em temperatura abaixo do ponto de

fuso do material de base, o que resulta produtos de

alta preciso.

Vantagens:

temperatura de sinterizao ( consumo de energia)

Componentes de alta

pureza

Pouca rebarba e perdas de material Propriedades

Fisicas/Quimicas

Unicas

Excelente acabamento custo de inspeo p/ controle de

qualidade

Formas complexas Produtividade Moldagem a laser ( custo)

Desvantagens:

Forma geomtrica Limitada

resistncia e tenacidade ( compresso resolve isso)

Tamanho da pea limitado ( processo convencional)

pois as potencias requeridas so proporcionais a rea

transversal.

Porosidade residual ( tem de ser eliminada) para

altas solicitaes mecnicas.

Alto custo ferramental

M/P s vale para grandes produes de peas (

Volume de produo)

Etapas: Produo dos ps => Mistura =>

Compactao => Sinterizao => Acabamento

Produo do P:

Mecnicos: Usinagem, britagem, moagem,

atomizao

Qumico/Fsicos: condensao, decomposio

trmica ( Fe(CO)5), reduo.

Eletroquimicos: eletrodeposio

Caracterizao: tamanho de 0,1 a 100 microns

Peneiramento 44 a 800 microns

Sedimentao 1 a 250 microns

Condutividade Eltrica 0,5 a 800 microns

Bloqueio de Luz 0,05 a 500 microns

Espalhamento de luz 2 a 300 microns

Raio X 0,05 a 0,2 microns

Misturas:

Adiciona Lubrificantes, atrito e desgaste da

matriz.Misturas a seco ou com gua ou solvente o

que o risco de exploso, devido a maior relao

entre rea superficial/Volume dos ps explosivos (

Al, Mg, Ti, Zr, Th). Equipamento mais

utilizado para misturas: Casca Gmea.

Compactao:

densidade resistncia limite

Isosttica:

Frio: Molde de borracha, fabricao de motores

automotivos, presso hidrosttica (150 kSI)

Quente: Metal com alto ponto de fuso,

pressurizante gs inerte ( Ar , N)

P = 15 kSI e temperatura de 1100

Superligas.

Extruso: O material forado atravs de uma

matriz adquirindo assim sua forma pr determinada.

Metal Injection Molding: Ps finos ( < 10 microns)

misturados a polmeros ou cera => forno => ligante

derrete => Peas complexas com propriedades

mecnicas iguais a produtos laminados.

Material Matriz:

Depende da abrasividade dos ps utilizados,

carbonetos de tungstnio, cuidados para o controle

dimensional ( polindo ou lapidando a superfcie),

desempenho.

Sinterizao:

Metais 70 a 80% Ponto de Fuso

Refratrios 90% ponto de fuso

Manter sinterizao at 800 ou aps 1000 pois no

intervalo 800-1000 h uma diminuio da

resistncia.

2 Mecanismos ( transporte):

a) Material fase solida: acontece por difuso,

distncia entre os centros diminui.

b) Material fase liquida: transporte em fase de

vapor, no h contrao (centros iguais

distncias).

Acabamento:

Recompresso Infiltrao Impregnao Tratamento

trmico

Tratamento

qumico

Tratamento

superficial

Usinagem forjamento

Consideraes:

1. Evitar: furos, ngulos, roscas.

2. Evitar: paredes finas, cantos vivos

3. Comprimento X largura ( 2 ou 5:1)

4. Evitar desnveis

5. Formas facilmente produzida pela M/P

Aplicaes:

1. Caractersticas prprias:

refratrios, duros, porosos, frico,

contato eltrico, ligas pesadas.

2. Produtos produzidos por M/P com eficincia

econmica: Materiais estruturais (Fe

puro, Fe-Cu-Ni alm de Mo P).

FORNOS

Temperatura e emisso de gases de escape quente

eficincia

Material refratrio:

Resistente: temperatura e mudanas repentinas,

ao de fundidos de escria e vtreos, gases quentes

e fora abrasiva.

coeficiente de expanso trmica.

Classificao:

Acido (slica e alumnio)

Bsico (Magnesita e Cronita)

Neutro (argila Refratria)

Propriedades:

Ponto de

fuso

Tamanho Densidade em

bruta

porosidade

Resistncia

ao

esmagamento

em frio

Estabilidade

de volume

Expanso

trmica

reversvel

Condutividade

trmica

Influencia em

altas

temperaturas

Fornos (fundio)

Combustvel: cubil (menores)

Eltricos => Arcos Eltrico : direto indireto e de

induo

Cadinho ( combustvel ou eltrico).

Forno Cubil: ( ferro fundido)

Fe-C-

Si

2,5 a 4 %

de C

Forno

Vertical de

ao

Interno

de tijolos

refratrio

s

Dimetr

o interno

1,80m

Altura

15

metro

s

Capacidad

e de fuso:

1t/h a

50t/h

Bico de

vazamento

: 12,5 mm

% de Si

Zonas tpicas: fuso, cadinho, carga, chamin.

Cubil utilizado para fundir peas de menor

qualidade.

Fornos eltricos ( metais ferrosos)

Caractersticas:

(ARCO DIRETO): carregamento do forno ao lado,

produo (1t/h) 1000kVA, revestimentos cidos ou

bsicos.

(ARCO INDIRETO): rendimento em relao ao

Arco direto, instalao ( custo) investimento, fcil

operao, controle qumico mais rigoroso.

(RESISTENCIA): ligas leves, capacidade de 20 T,

regulagem de temperatura, preciso na regulagem de

temperatura.

(INDUO): [50 < 500 < 5000 Hz], transformador,

potencia de 1500 kW, capacidade de 35000 Kg,

2500 kg/h ( velocidade de fuso), variao da

temperatura de trabalho de 600 a 1750.

(INDUO COM NUCLEO):

rendimento ( 95 a 98%)

manuteno

(INDUO SEM NUCLEO):

rendimento 75 a 80%

Freqncia 50-60 Hz at 15000 a 20000 Hz

(FORNO CADINHO): oxidao = > temperatura

e tempo ( controlados)