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Introdução à Tecnologia Metalúrgica Introdução à Tecnologia Metalúrgica Aula 3Aula 3

Prof. Dr. Rodrigo LupinacciVillanova–2010/02 Aspectos gerais sobre fundiçãoAspectos gerais sobre fundição

O processo de fundição consiste e m vazar metallíquido nu m molde contendo u ma cavidade co m for mato e medidascorrespondentes aos da peça aserfabricada. Não se restringe apenas àsligas de aço, mas a váriostipos dese restringe apenas àsligas de aço, mas a váriostipos de ligas metálicas, desde que apresente m te mperatura de fusão não elevada efluidez adequada. Os materiais mais co mu mente utilizados neste processo são aços, ferros fundidos, alu mínio, cobre, zi nco, magnésio e respectivas ligas.

A fundição per mite obter, de modo econô mico, peças grandes ou de geo metria co mplexa, que é sua principal vantage m e m relação a outros processos. Poré m existe m ta mbé m desvantagens. Os aços fundidos, por exe mplo, pode m apresentar elevadas tensões residuais, microporosidade e variações de ta manho deresiduais, microporosidade e variações de ta manho de grão. Tais fatores resulta m e m menor resistência e ductilidade, quando co mparados aos aços obtidos por outros processos de fabricação, co mo por exe mplo a confor maçãoa quente.

Exis te m muit as varia ntes no processo de fundiç ão (grau de auto mação, produtivid ade, precis ão dim ensio nal, acaba mento superficia l, etc.), entretanto destaca-se ain flu ência do tip o de mold e nas proprie dades físic as do materia l result ante. Pormold e nas proprie dades físic as do materia l result ante. Por exe mplo , a taxa de dis sip ação de calo r através do mold e deter min a o ta manhofin al de grão, e portanto a caracterís tic a de resis tência mecânic a da peça. Logo, é o tip o de mold e que deter min a a qualid ade da peça. Por este motiv o os processos de fundiç ãosão muit as vezes cla ssific ados de acordo co m otip o de mold e utiliz ado. Alé m dis so, pode m ta mbé m ser cla ssific ados pela força ou pressão usada para preencher o mold e co m o metallíq uid o(por gravid ade ou por pressão).

As peçasfundidas possue m algu mas características inerentes a este processo, taisco mo:

- Sobre metal, queserádesbastado na usinage m; - Ausência de furos pequenos e detalhes

- Ausência de furos pequenos e detalhes co mplexos, pois dificulta m oprocesso e pode m ser realizados maisfacilmente por usinage m;

- Cantos arredondados e paredes mais grossas, para evitartrincas e melhorar o preenchimento co m metal líquido.

Os defeitos maisco muns das peçasfundidassão:

- Inclusão de materialrefratário do molde na peça, causando defeitos superficiais e proble mas para usinage m (for ma m abrasivos para asferra mentas da usinage m);

- Heterogeneidade na co mposição daliga metálica, causando o aparecimento de partículas, segregações, etc.;

- Rechupe, que é a falta de material causado por projeto de massalote malfeito;

- Porosidade, originado nos gases não eliminados durante o processo de vaza mento e solidificação, causando fragilidade e defeitossuperficiais.

O tipo de processo a ser usado deve ser escolhido adequadamente.

Os mais importantes fatores a considerar são:

-Quantidade de peças a produzir; -Projeto da fundição;

-Projeto da fundição; - Tole rância s requerid as;

-Grau de complexidade;

-Especificação do metal;

-Acabamento superficial desejado;

-Custo do ferramental;

-Comparativo econômico entre usinagem e fundição;

-Limites financeiros do custo de capital;

-Requisitos de entrega.

Existe m muitos proce sso s defundiçã o co m molde de areia(aglo merada co m ci mento;co mresinas de cu ra afrio;co mresinas de cu ra a quente; co m silica to de só dio, etc.), mas o mais co nhecido e e mpregado é a fundiçã o e m areia ve rde.

Éch a mado de areia ve rde porque a mistura mantém su a u midade original, ou se ja, o moldefor mado pela mistura não pas a por proce s o de se ca ge m. A co mposiçã o do agregado granular refratário (molde)é de se ca ge m. A co mposiçã o do agregado granular refratário (molde)é feita por areia- base que pode se r silica (SiO2), cr o mita ou zirco nita, mais argila(co mo aglo merante)e água.

Os moldes sã o preparados co mpactando a mistura de areia nu ma ca ixa so bre u m modelo co mfor mato da peça a se rfundida. Talproce sso pode se r meca nizável, se ndorealizado por máquinas auto máticas. Preparado o molde, o metal éva za do e as peça s sã o desm oldadas duranterápidos ciclos de produçã o. Após a utiliza ção, pratica mentetoda a areia(98%) pode se rreutiliza da.

As vantagens do processo são:

-Tem o mais baixo custo dentre todos os métodos; -Facilidade de reparo dos moldes;

-Equipamentos mais simples.

As desvantagens são:

As desvantagens são:

-A areia natural é normalmente heterogênea, ou seja, sua composição varia para cada parte, influenciando na qualidade das peças;

-Acabamento superficial inferior;

-Maior deformação do molde (erosão) com peças de maior tamanho.

As desva ntagens do proce s o e m areia ve rdeleva ra m ao dese nvo lvi mento de novo stipos de molde. Eo uso dasresinasfoiu m grande aperfeiço a mento na utiliza çã o de areia para a produçã o de moldes defundiçã o.

Aareia não precisa mais se r co mpactada porque o aglo merante, que éco mo u ma esp écie de co la, te m afunçã o de manterjuntos os grãos de areia. Acu ra(se ca ge m)pode se r a quente ou afrio. Acu ra afrio é mais caro e utiliza substâncias ácidas e co rrosivas co mo ca talisa dores da reaçã outiliza substâncias ácidas e co rrosivas co mo ca talisa dores da reaçã o química , que exige m muito cuidado na manipulaçã o porque sã otóxicas. Por estas desva ntagens épouco utiliza do.

Acu ra a quente éch a mada de “ sh ell moulding” (moldage m e m ca sca ). As resinas e mpregadas sã o nor malmente dotipo poliéster, uréiafor maldeído ou fenolfor maldeído. Aresina co nstitui de 3 a 10% do molde, se ndo orestante co nstituído de areia- base , que deve se risenta de argila ouimpureza s e se r fina. Quanto maisfina a areia, maior se ráa per meabilidade da ca sca .

Devido àca racterística do proce sso , a ca sca co rresp onde a u ma metade do molde. Para obter o moldeinteiro, énece ssário co lar duas metades einse rir os mach os, se existentes. Ova za mento éfeito por gravidade.

As va ntagens do proce sso sã o: - Per mite que moldes e mach os se ja m estoca dos para uso posterior;

- Bo m aca ba mento su perficial;

- Estabilidade dimensionaldo molde;

- Estabilidade dimensionaldo molde; - Tolerâncias mais estreitas;

- Facilidade deliberaçã o de gase s durante a so lidifica çã o;

- Meca nizá ve le auto matizá ve l;

- Adequado para peça s pequenas e defor matos mais co mplexos.

As desva ntagens sã o: - Custo mais eleva do e mrelaçã o àfundiçã o e m areia ve rde;

- Dimensõ es maislimitadas e mrelaçã o àfundiçã o e m areia ve rde.

FUNDIÇÃO EM CASCA (SHELL MOULDING) Molde em casca -virabrequim

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