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Aula 01: Introdução aos Processos de Fundição 1. Introdução - Definição de fundição. - Características e potencialidades dos processos de fundição. - Princípios.

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1 Aula 01: Introdução aos Processos de Fundição 1. Introdução - Definição de fundição. - Características e potencialidades dos processos de fundição. - Princípios fundamentais. 2. Classificação dos Processos de Fundição - Classificação em Função do Tipo de Molde. - Classificação em Função da Forma de Enchimento. 3. Critérios para Escolha de um Processo de Fundição - Material - Peça - Fatores Econômicos - Infraestrutura. Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Dr. Eng. Metalúrgica

2 Processo metalúrgico de fabricação que envolve a fusão de metais ou ligas metálicas, seguida do vazamento-enchimento dos mesmos em moldes adequados para solidificação e obtenção das formas sólidas finais requeridas DEFINIÇÃO DE FUNDIÇÃO Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

3 Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Fusão e Vazamento Preparação de Areia e Moldagem Macharia

4 O Processo de Fundição permite obtenção de: Peças acabadas ou semi-acabadas Lingotes para conformação mecânica Lingotes para refusão Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

5 Principais elementos na obtenção de uma peça fundida em um molde de areia Molde Inferior Molde Superior Linha de Apartação Cavidade do Molde Marcação do Macho Areia Caixa de Moldagem Ataque MACHO Canal de Distribuição Descida Massalote Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

6 Etapas básicas envolvidas na obtenção de uma peça fundida em areia verde Placa superior Placa inferior Macho Caixa de Machos Desenho da Peça Caixa e Placa superiores com os modelos dos canais Caixa superior após compactação da areia Caixa e Placa inferiores Caixa inferior após remoção do modelo Caixa inferior após colocação do macho Molde pronto para o vazamento do metal Conjunto fundido extraído do molde Peça fundida após operações de acabamento Ferramental Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

7 Tipo de MoldeTipo de ModeloForma de Enchimento Fornos Reações do Líquido Propriedades do Líquido Defeitos FUSÃOENCHIMENTOSOLIDIFICAÇÃO Produto (Peça) Estrutura Propriedades Canais de Enchimento PROJETOS Massalotes Peça FERRAMENTAL MODELO/MOLDE PROCESSO Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

8 Sólido Líquido Sólido Fusão Tratamentos do Banho Manutenção da Temperatura Vazamento Solidificação Princípio Fundamental: mudança do estado físico do metal ou liga (fusão-solidificação) Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Enchimento

9 Principais características do processo: Natureza economicamente competitiva Único processo de conformação viável em alguns casos Simplicidade técnica na obtenção de formas complexas Versatilidade Altas Taxas de Produção Possibilidade de redução nas etapa de fabricação de um produto Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

10 Matriz para forjamento a quente usada na fabricação de cilindros de pressão para Reatores Nucleares. Peso = 61,5 ton Diversas peças de pequeno porte e com precisão de detalhes. Pesos na faixa de gramas Características dos Processos de Fundição Versatilidade Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

11 Características dos Processos de Fundição- Versatilidade A literatura especializada descreve aproximadamente 38 métodos diferentes para obtenção de produtos fundidos Estes processos podem ser agrupados em 05 grandes grupos: Processos Convencionais de Moldagem: Areia verde, shell moulding, moldagem sem caixa. Processos Fundição em Moldagem de Precisão: Coquilha, Fundição Sob Pressão e Fundição de Precisão Processos Especiais de Moldagem e Fundição: Moldagem à Vácuo, Fundição Evaporativa (lost foam) e Fundição Centrífuga. Processos Moldagem com Areais Quimicamente Ligadas: Cura a Frio e Silicato de Sódio-CO 2. Novos Processos de Fundição: Rheocasting, Squeeze Casting, Fusão por Eletroescórias. Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

12 Características dos Processos de Fundição Altas Taxas de Produção Produção de blocos de motores em Ferros Fundidos – fabricados na faixa do milhões Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

13 Características dos Processos de Fundição Possibilidade de redução nas etapa de fabricação de um produto Carcaça de compressor para uma motor de jato, anteriormente produzido por soldagem de múltiplos componentes, transformado em um componente formado por duas peças fundidas Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

14 Fundição de um molde de grande porte (grande parte do molde está enterrada no chão da fábrica). Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

15 Vantagens Funcionais dos Processos de Fundição Possibilidade de projetar os contornos internos e externos independente de quaisquer outros requisitos. Possibilidade de obtenção de estruturas(propriedades) em locais específicos (controle das condições de solidificação) nos quais são necessárias determinadas propriedades específicas tais como: rigidez, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, ou máxima resistência a tensões dinâmicas. Possibilidade de produzir uma peça complexa usando um único ciclo de fabricação. Possibilidade real de obter peças com bom acabamento superficial. Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

16 Classificação dos Processos de Fundição Tipos de Moldes Areia Metálico Convencionais Casca Cerâmica Cerâmica/Gesso Especiais Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

17 Molde Inferior Molde Superior Linha de Apartação Cavidade do Molde Marcação do Macho Areia Caixa de Moldagem Ataque MACHO Canal de Distribuição Descida Massalote Detalhes de um Molde de Areia Modelos para a obtenção de Moldes de Areia Processo de Fundição em Moldes de Areia Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

18 Processo de fundição em Moldes Metálicos por Gravidade Fundição em Coquilhas Coquilha de pequeno porte Acionamento Manual Máquina Coquilhadeira Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

19 Componentes principais de uma Máquina de Fundição Sob Pressão em Câmara Fria (Esquema) Detalhe do Processo de Fundição Sob Pressão em Câmara Fria Processo de Fundição Sob Pressão Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

20 Processo de Fundição de Precisão Microfusão - Cera Perdida Modelos Destrutíveis em Cera Moldes Tipo Casca Cerâmica Moldes tipo casca cerâmica no momento do vazamento Modelo em cera sendo recoberto por lama cerâmica (confecção do molde tipo casca cerâmica Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

21 Classificação dos Processos de Fundição Forma de Enchimento Gravidade Baixa Pressão Sob Pressão Centrifugação Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

22 Critérios para escolha de um processo de fundição: Material Peça Fatores Econômicos Infraestrutura Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

23 Critérios para escolha de um processo de fundição: MaterialPropriedades Propriedades da Peça Nível de qualidade desejado Propriedades de Fundição Definem a maior ou menor facilidade de obtenção da peça Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

24 Propriedades de Fundição: Propriedades que determinam a maior ou menor habilidade de uma liga para a obtenção de pecas fundidas. ou seja, definem a FUNDIBILIDADE de uma liga. Reatividade no estado líquido Fluidez: preferência por ligas com composição eutética maior capacidade de preenchimento. Ponto de fusão : preferência por ligas com composição eutética (menores temperaturas de fusão) economia de energia na fusão Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Propriedades associadas com a Fusão e o Preenchimento:

25 Modelo de Solidificação e formação de rechupes: preferência por ligas com composição eutética maior facilidade na compensação das contrações volumétricas associadas com a solidificação Coeficiente de Contração Volumétrica: preferência por ligas com composição eutética idem a anterior Tendência à Trincas de Solidificação: preferência por ligas com composição eutética correlacionada com o modelo de solidificação. Propriedades associadas com a Solidificação: Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição FUNDIBILIDADE de uma liga metálica

26 Peça Critérios para escolha de um processo de fundição: Performance: propriedades finais Design: tamanho, formato, espessura e complexidade Exigências: tolerâncias dimensionais, acabamento superficial, processamento subsequente Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

27 Critérios para escolha de um processo de fundição: Fatores Econômicos Projeto e custo do ferramental Vida útil dos ferramentais Geração de sucatas e retornos Quantidade total a ser produzida Custo total do processamento Relação Custo x Benefício Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

28 Critérios para escolha de um processo de fundição: Infraestrutura Disponibilidade de equipamentos Experiência profissional Tempo até o início da produção Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição

29 Introdução aos Processos de Fundição


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