06_Defeitos Devidos Ao Molde
-
Upload
jose-catharino -
Category
Documents
-
view
57 -
download
14
Transcript of 06_Defeitos Devidos Ao Molde
Defeitos atribuíveis à areia de moldagem
Defeitos atribuíveis à Defeitos atribuíveis à areia de moldagemareia de moldagem
Rugosidade
• Pode resultar de– baixo teor de voláteis– uso de areia grossa ou introdução de areia grossa de
machos– presença de aglomerados (pelotas)
• Observando-se deterioração do acabamento superficial– examinar teor de voláteis e distribuição granulométrica– areias com módulo 50 a 60 devem produzir acabamento
aceitável– evitar distribuições muito concentradas– se areia não está excessivamente grossa, verificar
possibilidade de mau acabamento ser devido a aderência (“burn-on”) ou penetração, que são visualmente semelhantes, mas têm causas inteiramente diversas
Aderência de areia (“burn-on)• Caracteriza-se por
– superfície rugosa com grãos de areia aderentes [aspecto]– produto da raspagem não magnético– metalografia:
• grãos firmemente aderidos ao metal• “cola”: escória rica em óxido e/ou silicato de ferro [foto]
– ocorre com maior freqüência em seções espessas, na vizinhança de canais em seções finas vizinhas a seções espessas
• Causa– reação metal - molde (acima de ~ 800°C) + refratariedade
insuficiente da areia; contribuem:• contaminações da areia
– resíduos de óxido de ferro ou de silicato de sódio– pó de carvão inadequado (excesso de cinzas)
• temperatura de vazamento muito elevada• entrada de escória (no vazamento)
• Prevenção– controle da qualidade dos materiais de adição– evitar areias impuras (temp. de sinterização > 1.200°C)– manter voláteis em ou acima de 2,25%– usar pó de carvão com coinzas < 5%– evitar acúmulo de finos inertes (renovação)– evitar teores excessivos de bentonita (princ. as ativadas)
aspecto de burn-on micrografia de burn-on
Penetração
• Caracteriza-se por• produto da raspagem é magnético• metalografia mostra grãos de areia completamente envoltos por
metal• quando branda pode ser confundida com aderência (“burn-on”),
mas pode alcançar vários milímetros de profundidade [fotos]
• Causas– alta pressão metalostática e/ou– alta temperatura de vazamento e/ou– “explosões” (evaporação explosiva) de água ou voláteis
• raramente podem ser ouvidas• não confundir as explosões de voláteis fora do molde
– “Explosões” decorrem de• acúmulo de finos inertes → alta demanda de água• excesso de voláteis → permeabilidade fica insuficiente → baixa
vazão de dispersão dos gases
penetração
Penetração (cont.)
– areia:• controlar finos inertes (< 3%)• evitar excesso de voláteis e carbonáceos• tão fina quanto possível (mas permeabilidade é importante!)• assegurar boa compactação (penetração é mais fácil em moldes
macios)• posição da peça no molde: evitar altas pressões metalostáticas)
• Mecanismos– metal líquido choca-se contra a parede do molde– no momento do choque: contato íntimo metal - molde– metal transfere rapidamente seu calor para o molde– da água (livre) e voláteis evaporam muito
rapidamente (explosão)– onda de choque da explosão propaga-se no metal
líquido e força-o a penetrar nos poros do molde• junto ao local da explosão• em pontos afastados do local da explosão
(exemplo: região oposta)• Localização mais freqüente
– metade inferior do molde• interrompendo-se bruscamente acima da partição
(possível alívio de pressão de gases por ligeira elevação da meia caixa superior)
• Prevenção• vazar lento ou “baixo” (menor impacto = menor
contato térmico)• respirar molde e machos (alívio de pressão) e
garantir que permaneçam abertos
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 100 200 300 400 500 600Altura da peça, µm
Tam
anho
méd
io d
e gr
ão, m
m
PENETRAÇÃO PROVÁVEL
Defeitos devidos à expansão do quartzo
descascamento (escamas, “scabs”) e correlatos
• Identificação• pelo aspecto
Defeitos devidos à expansão do quartzo
descascamento (escamas, “scabs”) e correlatos
• Identificação• pelo aspecto
Defeitos devidos à expansão do quartzo
descascamento (escamas, “scabs”) e correlatos
• Identificação• pelo aspecto
Defeitos devidos à expansão do quartzo
• Causas– metal aquece a superfície do molde
– por radiação e/ou por condução (contato direto)• grão de quartzo expandem-se (transformação α → β)
– tensões de compressão na camada superficial do molde• água evaporada da superfície condensa-se em regiões mais frias
– na camada de condensação, umidade excessiva → baixa resistência– fissura / fratura ao longo da camada de condensação
Defeitos devidos à expansão do quartzo
Defeitos devidos à expansão do quartzo
• Prevenção• evitar aquecimento intenso / localizado na face do molde
– vazamento rápido– ataques: evitar impingimento do metal sobre pontos localizados– moldes com grandes faces planas: inclinar
• reduzir umidade da areia– controlar finos inertes
• aumentar resistência da areia– menor umidade, maior adição de bentonita, usar bentonita sódica
(natural ou ativada), usar bentonita com maior resistência a seco– aumentar resistência ao impacto: até 0,5% amido ou até 0,25%
dextrina
Sopros (“blow-holes”)• Sopros de grandes dimensões
• defeitos óbvios na superfície de peças fundidas em areia verde• IMPORTANTE: exame visual e microestrutural
– defeito pode ter origem em inclusão de areia ou escória e não em gás gerado pelo molde [foto]
• Sopros de pequenas dimensões• requerem exame ainda mais cuidadoso, especialmente aqueles
que parecem combinação de sopros e “pin-holes” [foto]– estes estão freqüentemente associados a inclusões coloridas (cáqui) de
sulfeto de ferro e óxidos e silicatos ricos em ferro e manganês
• Causas– ambos estão relacionados com os níveis insatisfatórios de
• voláteis e • finos inertes
– nos sopros grandes• normalmente: teor de finos inertes alto e teor de voláteis alto
– alta umidade (alta demanda de água)– baixa permeabilidade
• situação agravada por voláteis anormalmente altos– nos sopros menores
• normalmente: teor de finos inertes alto e teor de voláteis baixo– alta umidade (alta demanda de água)– condições altamente oxidantes (metal isento de grafita na superfície)
– areia normalmente tem alto S (sulfetos na camada superficial)
Sopros (“blow-holes”)
sopros de grandes dimensões sopros de pequenas dimensões
“Pin-holes”
• Origem• redução da água; reação mais comum:
2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2• outros gases podem entrar na bolha inicial formada• teores “perigosos” de Al:
– > 0,004% em ferros fundidos cinzentos– > 0,03% em ferros fundidos nodulares
• areia com alta umidade pode causar “pin-holes” mesmo com teores de Al fora dos limites “perigosos”
• Mecanismo• H2 dissolve no metal, durante o percurso nos canais e no molde• precipita (bolhas) quando a solubilidade diminui (esfriamento)• agravado em condições oxidantes (favorecem dissociação da H2O)
– baixos teores de voláteis
• Modos de ocorrência• isolados ou generalizados [foto]• superficiais ou subsuperficiais (aparecem após usinagem)
• Aparência (“pin-holes” que aparecem na usinagem, não tiveram contato com ar durante o esfriamento da peça e a desmoldagem)
• cavidades arredondadas e brilhantes (devido a camada de grafita)
• Localização mais freqüente• nas regiões mais afastadas dos canais de ataque
Sopros e “pin-holes”
• Prevenção– controlar teor de voláteis
• faixa satisfatória na maioria dos casos:entre 2 e 2,5 %
– finos inertes• manter no extremo inferior da faixa de
1 a 3 %– usar pó de carvão com baixo teor de enxofre
• no caso de ferro fundido nodular:< 1 %