Processos e Variáveis de Fundição

Processos e Variáveis de Fundição

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Dr. Sergio Mazzer Rossitti

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"Fundição não é uma arte!

É um campo do conhecimento tecnológico, bastante complexo e com um grande número de variáveis.

Exige pois, do fundidor,o saber e a sensibilidade de um artista!"

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Os objetos em metal mais antigos conhecidos até agora datam de 10 0 anos a.C. Eram pequenos enfeites feitos de cobre nativo e batidos no formato desejados. No período de 5000 -3000 a.C aparecem os primeiros trabalhos com cobre fundido sendo os moldes feitos de pedra escavada. Na seqüência inicia-se a Era do Bronze.

O processo de fundição de ferro tem lugar na China em 600 a.C, sendo que o processo de fundição em aço é bem mais recente, em 1740, atribuído a Benjamin Huntsman da Inglaterra.

Apesar do processo de fundição ser tão antigo, novas tecnologias continuam a surgir. A intenção neste trabalho é dar uma introdução aos métodos mais usados na fundição de ferro e aço e suas variáveis mais importantes.

Dependendo das exigências de uma determinada peça fundida, quanto ao tamanho, acabamento superficial, precisão dimensional ou custo, haverá um determinado processo de fundição mais adequado.

Os processos mais comuns são os abaixo descritos, embora existam outros:

fundição em areia sintética também chamada areia verde ou areia preta fundição em areia cura-frio fundição em areia Shell fundição em cerâmica e fundição em cera perdida (também conhecido como "invesment casting” ou microfusão)

A qualidade de um fundido com relação as características citadas anteriormente, cresce no sentido areia sintética → •microfusão. Porém, o custo também cresce neste sentido e de forma bem acentuada. Além disto, para os processos Shell, cerâmica e microfusão existe uma limitação quanto ao tamanho das peças (normalmente com peso abaixo de 20 kg).

Vamos nos concentrar nos processos de fundição que têm as variáveis em comum, isto é: moldagem em areia sintética, em areia cura frio e em areia shell. Os processos cerâmico e microfusão apresentam outras características que não serão aqui referenciadas.

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Vamos considerar somente algumas das variáveis em cada etapa do processo produtivo e de forma bastante superficial; porém, com clareza suficiente para demonstrar o grau de complexidade envolvido na produção de peças fundidas.

1 - MODELAÇÃO

– Material em que o modelo é construído:

¾ modelos em isopor ¾ modelos em madeira

¾ modelos em plástico (epóxi)

¾ modelos em metal (alumínio – ferro – bronze)

A qualidade e custo crescem em direção ao modelo em metal. – Emplacamento do modelo:

O custo e qualidade crescem no sentido da seta. – Construção do modelo / caixa de macho:

¾ Contração a ser usada em cada parte do modelo; se não for a correta causará desvio dimensional (ferro ou aço?) ¾ divisão do modelo com relação às técnicas de moldagem

¾ caixas de macho: exemplo para rotores - caixa macho monobloco de maior custo e qualidade ou caixa em setores de menor custo e qualidade ¾ norma de tolerância para desvio dimensional de fundidos a ser utilizada

¾ sobremetal para usinagem

2 - PROJETO

O projeto de fundição é o conjunto de informações dispostas num desenho contendo os dados de número e posição de massalotes e resfriadores, canais de vazamento, respiros, etc.

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Projeto de fundição feito com auxílio de programa de cálculo de alimentação

- Massalotes:

São reservatórios de metal líquido que irão compensar a contração do metal da peça quando da mudança de estado líquido → sólido. Um massalote mal dimensionado irá causar um “rechupe” ou vazio de contração na peça.

- Resfriadores:

São peças metálicas que entrarão em contato com o metal líquido, acelerando a solidificação naquela posição. São usados para direcionar a solidificação de forma a aumentar a eficiência dos massalotes.

- Respiros:

São canais para saída do ar e dos gases de combustão da resina da areia durante o vazamento do metal no molde.

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- Canais de vazamento:

São os dutos para levar lo metal vindo da panela de vazamento até o interior do molde, que contém a cavidade que irá formar a peça fundida.

Os projetos de peças fundidas em aço são completamente diferentes dos projetos de peças fundidas em ferro, pela simples razão destas ligas terem uma contração de solidificação bastante diferente.

AÇO CONTRAE MUITO MAIS QUE FERRO AÇO ~ 2% LINEAR FERRO ~1% LINEAR

A razão disto é que no ferro fundido, durante a solidificação, têm-se a precipitação de grafita (baixa densidade) compensando parte da contração líquido/sólido.

3 - MOLDAGEM

– Areias

¾ Granulometria: refere-se ao tamanho do grão de areia

EX: 45/50 AFS grossa 50/60 AFS média 90/100 AFS fina

¾ Permeabilidade: refere-se à facilidade com que os gases passam pela areia areia grossa areia média areia fina

¾ Perda ao fogo: Medida de % de materiais voláteis na areia e relacionada com a resistência mecânica da areia.

¾ Teor de Óxido de Ferro: Responsável pelo aumento da resistência a quente da areia.

¾ Teor de Umidade: Na areia sintética, terá influencia na resistência mecânica da areia e da moldabilidade.

_ acabamento superficial +

+ saída de gases -

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– Resina

É a responsável pela aglomeração dos grãos de areia, conferindo a resistência mecânica ao molde e macho.

¾ Porcentagem de resina: peso em relação às areias para macho e para moldes em processos de cura frio e Shell

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