Processos de Fundição Parte 1 Prof. Carlos Angelo Nunes Escola de Engenharia de Lorena Universidade de São Paulo

Princípio do Processo de Fundição Um molde com cavidade semelhante à peça é criado => molde (areia, metal); O metal é aquecido acima do seu ponto de fusão; O metal líquido é vertido no molde; O metal se solidifica dentro do molde; A peça é removida do molde; A peça sofre acabamento e é então inspecionada.

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Características Ideais dos Materiais do Modelo Ser facilmente trabalho e unido a outras partes; Baixa massa específica; Alta resistência, alta dureza e durável; Resistente ao desgaste e à abrasão; Resistente à corrosão e a reações químicas; Dimensionalmente estável e não afetado por variações de temperatura e umidade; Disponível a baixo custo.

O modelo difere da peça a ser produzida Principais modificações no modelo: 1- Tolerâncias que devem ser consideradas; 2- Inclusão de “machos”

Tolerâncias Tolerâncias associadas à contração; Tolerâncias associadas às mudanças de formato para permitir a saída do modelo do molde; Tolerâncias associadas às mudanças dimensionais devido à vibração quando a areia é consolidada no molde; Tolerâncias associadas às operações de usinagem; Tolerâncias associadas às possíveis distorções durante resfriamento.

Classificação dos processo de fundição 1- Processos convencionais: Areia verde; Areia seca; Moldagem sem caixa; 2- Processos químicos: Moldagem em casca; Moldagem com silicato de sódio; Moldagem sem aquecimento; 3- Processos em molde permanente: Fundição por gravidade; Fundição sob pressão. 4- Processos Especiais: Fundição por centrifugação; Fundição via cera perdida; Lingotamento contínuo, etc....

Moldagem com areia verde (Green sand moulding) O termo verde indica a presença de umidade na areia de moldagem. Componentes: areia base + aglutinante + umidade 1- areia base: Areia de sílica; Areia de zirconita (silicato de zircônio); Areia de cromita; Areia de olivina (silicato de magnésio e ferro); Areia de sílica é a mais barata e fácil de dispor. 2 - Aglutinantes: Argila; aglutinantes orgânicos; aglutinantes inorgânicos; Argila => Bentonite (Al2O3.4SiO2.nH2O)                 Kaolinite (Al2O3.2SiO2.2H2O)) 3- Umidade: - A argila adquire sua ação de ligação apenas na presença da quantidade necessária de umidade. A quantidade de água deve ser devidamente controlada. Composição típica de uma areia de moldagem: Areia de sílica (85%); Argila (9%); Umidade (6%)

Moldagem com areia verde (Green sand moulding) Vantagens: A maioria dos metais pode ser facilmente produzidos por este método; O custo dos modelos e materiais do processo são relativamente baixos; Sem limitação em relação ao tamanho da peça a ser produzida e tipo de metal ou liga a ser usado. Desvantagens: Acabamento superficial ruim. A usinagem é necessária para alcançar o produto desejado; Proporções inadequadas de umidade e argila resultam em defeitos na peça produzida; Ambiente não limpo.

Moldagem em casca (Shell moulding process) Características: Padrão metálico é usado; Material de moldagem: areia fina + resina termoendurecível (fenol-formaldeído); Aquecimento do modelo (T > 180 oC)

Moldagem em casca (Shell moulding process) Vantagens: Peças complexas podem ser produzidas; A precisão dimensional é alta; O acabamento da superfície é bom; Os moldes são leves e podem ser armazenados por longos períodos de tempo; É necessário menor área de trabalho na fundição; O rendimento metálico é relativamente alto; A relação areia/metal é relativamente baixa. Desvantagens: Não é econômico para produção em pequena escala; Os custos de resina são comparativamente elevados; Adequado apenas para peças pequenas.

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Moldagem com silicato de sódio (Sodium silicate moulding process) Necessidade de moldagem com silicato de sódio: Baixa resistência da areia verde para fabricação de machos; Baixa qualidade superficial da areia verde; Incapacidade da areia verde de produzir detalhes finos do molde; Materiais de moldagem: Areia de sílica fresca; Silicato de sódio (aglutinante); Endurecedor (ex. gás CO2)

Moldagem com silicato de sódio (Sodium silicate moulding process) Vantagens: - proporciona boas tolerâncias dimensionais; - proporciona um melhor acabamento superficial da peça produzida por fundição; - acomoda uma ampla gama de tamanhos de machos e moldes; - quando usado para produzir machos, o processo pode ser automatizado. Desvantagens: caro; Baixa recuperação de areia; Baixa colapsibilidade.

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Molde Permanente (Die casting) Desvantagem do processo do molde em areia: um molde precisa ser preparado para cada peça produzida. Característica do processo com molde permanente: um molde metálico é usado em lugar de molde em areia e com o qual um grande número de peças é produzido por fundição. O molde metálico é conhecido como matriz. Tipos de processos de fundição em molde permanente: 1- Fundição por gravidade; 2- Fundição sob pressão       Com Câmara fria;       Com câmara quente.

Molde Permanente (Die casting) Vantagens: Precisão dimensional; Bom acabamento superficial da peça; Útil para produção em larga escala; Menor área de fundição; Ciclo de operação requer menor tempo; Porosidade pode ser evitada; Trabalhadores semi-qualificados podem fazer o trabalho; Menor número de defeitos em comparação com a fundição em areia; Desvantagens: O custo das matrizes é alto; Não é adequado para peças de grandes dimensões; Adequado apenas para peças não ferrosas (Zn; Al; Latão/Bronze); Não é adequado para produção em pequena escala.

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