Processos de Fundição de Metais
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1. Fundição em areia
2. Fundição em molde descartável
3. Processos em molde permanente
4. Prática de fundição
5. Qualidade da fundição
6. Metais para Fundição
7. Considerações sobre projeto de produtos
Tipos de Moldes Processos de molde descartável - molde é sacrificado
para remover a peça
Vantagem: formas mais complexas possíveis Desvantagem: as taxas de produção, muitas vezes
limitados pois tempo de fazer o molde pode ser maior que o tempo de fundição
Processos de molde permanente - molde é feito de metal e pode ser usado para fazer várias peças
Vantagem: aumento das taxas de produção Desvantagem: geometrias limitadas pela necessidade
de abrir o molde
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Visão Geral sobre Fundição em Areia
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É o processo de fundição mais utilizado, responsável por uma significativa parcela da tonelagem total de fundidos produzida
Quase todas as ligas podem ser fundidas em areia, incluindo metais, com temperaturas de fusão elevadas, como o aço, níquel e titânio
A fundição varia em tamanho, de pequeno a grande porte
Quantidades de produção de um a milhões de peças
Processo de Solidificação
O material de trabalho inicialmente está em forma líquida ou está em uma condição muito plástica, e deste modo a parte é criada por meio da solidificação do material
Processos de solidificação podem ser classificados de acordo com a engenharia de materiais processados:
Metais
Cerâmica, especificamente vidros
Polímeros e compósitos de matriz polimérica (PMCs)
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Fundição em areia da base de um compressor de ar pesando mais de 680 kg (1.500 lb) (foto cortesia de Elkhart Foundry).
Etapas da Fundição em Areia
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1. Vazar o metal fundido no molde em areia
2. Aguardar o tempo para o metal solidificar
3. Abrir o molde para remover o fundido
4. Limpar e inspecionar o fundido
Separar sistema de canais e poço
5. O tratamento térmico do fundido é por vezes necessário para melhorar suas propriedades metalúrgicas
Fundição
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Processo em que o fluxo do metal fundido por gravidade ou qualquer outra força penetra no molde onde se solidifica na forma da cavidade do molde
O termo fundição também se aplica à parte feita no processo
Etapas do processo:
1. Derreter o metal
2. Vazar em um molde
3. Deixar resfriar
Fazendo o Molde de Areia
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A cavidade do molde de areia é formada pelo empacotamento de areia em torno de um modelo
O molde também deve conter sistema de canais e poço
Se o fundido possuir superfície interna, um núcleo (macho) deve ser incluído no molde
Um molde de areia deve ser feito novo para cada peça produzida
Recursos e Vantagens da Fundição
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Pode criar geometrias complexas
Pode criar formas externas e internas
Alguns processos de fundição são net shape (forma final), enquanto outros near net shape (próximo a forma final)
Capaz de produzir peças de grande porte
Alguns métodos de fundição são adequados àprodução em massa
Seqüência da Fundição em Areia
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Desvantagens da Fundição
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Desvantagens entre diferentes processos de fundição:
Limitações nas propriedades mecânicas
Baixa precisão dimensional e acabamento superficial para alguns processos, como por exemplo, fundição em areia
Riscos de segurança para os trabalhadores devido aos metais fundidos
Problemas ambientais
O Modelo
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É uma cópia um pouco maior que o tamanho real da peça para compensar a contração e sobre metal para usinagem
Materiais para modelos:
Madeira - material comum porque é fácil de trabalhar, mas deforma
Metal - mais caro para fazer, mas dura muito mais tempo
Plástico - compromisso entre a madeira e metal
Tipos de Modelos
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a) modelo sólido (inteiro)(b) modelo bipartido(c) correspondem placa padrão(d) modelo com parte superior e inferior
Produtos Feitos por Fundição
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Peças de grandes dimensões
Blocos e cabeçotes de motor para veículos automotores, fogões a lenha, bases para máquinas, rodas de trens, canos, sinos, estátuas grandes, carcaças de bomba
Peças pequenas Coroas dentárias, jóias, estatuetas, frigideiras
Todas as variedades de metais podem ser fundidos, metais ferrosos e não ferrosos
Macho
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É o modelo em escala natural de superfícies interiores da peça
É inserido na cavidade do molde antes do vazamento
O metal derretido flui e se solidifica entre a cavidade do molde e do núcleo para formar as superfícies externas e internas da peça
Podem exigir suportes para fixá-los em posição na cavidade do molde durante o vazamento, chamados insertos ou espaçadores
Macho
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a) macho sustentado no local na cavidade do molde por insertos ou espaçadores
b) um espaçador ou inserto
c) peça fundida com cavidade interna.
Propriedades desejáveis nos moldes de areia
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Rigidez - para manter a forma e resistir à erosão
Permeabilidade - para permitir que o ar quente e gases de passem pelos espaços vazios da areia
Estabilidade térmica - para resistir à ruptura em contacto com o metal fundido
Colapsabilidade - capacidade de dar forma ao vazamento e permitir a contração sem trincar a peça
Reutilização - pode areia de molde ser reutilizada para fazer outros moldes?
Areias de Fundição
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Sílica (SiO2) ou de sílica misturada com outros mineraisBoas propriedades refratárias - capacidade para suportar altas temperaturas
Grãos de pequeno tamanho proporcionam melhor acabamento superficial do fundido
Grãos de grande tamanho são mais permeáveis, permitindo que os gases escapem durante o vazamento
Grãos de formas irregulares deixam os moldes mais resistentes devido a interligação entre eles, em comparação com grãos redondos
Desvantagem: a interligação tende a reduzir a permeabilidade
Moldes Abertos e Fechados
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Duas formas de moldes:a) molde aberto: simplesmente um recipiente em
forma de a parte desejada
b) molde fechado: a geometria do molde é mais complexa e exige um sistema de vazamento (passagem) que conduz a cavidade
Adesivos Usados com Areias de Fundição
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A areia é mantida unida por uma mistura de água e argila
Mistura típica: areia 90%, 3% de água, argila e 7%
Outros agentes de ligação também utilizado em moldes de areia: Resinas orgânicas (ex.: resinas fenólicas) Ligantes inorgânicos (ex: silicato de sódio e fosfato)
Os aditivos são por vezes combinados com a mistura para aumentar a resistência e / ou permeabilidade
Tipos de Areias de Fundição
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Moldes em areia verde - mistura de areia, argila e água
"Verde" significa que o molde contém umidade no momento do vazamento
Molde em areia seca – utiliza aglutinantes orgânicos, em vez de argila
O molde é curado ao forno para melhorar a resistência
Molde com casca seca - secagem superfície da cavidade de um molde de areia verde a uma profundidade de 10 a 25 mm, usando aquecimento maçarico ou lâmpadas
Flutuabilidade na Areia durante a Fundição
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Durante o vazamento, a flutuabilidade do metal fundido tende a deslocar o macho, o que pode causar defeitona peça A força que tende a levantar o macho = peso do líquido deslocado menos o peso do macho
Fb = Wm – W, onde
Fb = força de deslocamento Wm = peso de metal fundido deslocadoWc = peso do macho
Outros Processos com Moldes Descartáveis
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Moldagem em Casca (Shell Molding)
Moldagem à vácuo (Vacuum Molding)
Poliestireno Expandido
Cera perdida (Investment Casting)
Molde de Gesso ou Cerâmica
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Processo de fundição em que o molde é uma casca fina de areia unida por ligante de resina termofixa
Etapas do processo: (1) o modelo de metal é aquecido e colocado sobre uma caixa contendo areia misturada com resinas termofixas.
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Etapas do processo: (2) a caixa é invertida para que a mistura de areia e resina caiam sobre o modelo quente, formando uma casca da mistura curada parcialmente
(3) A caixa é reposicionada para que as partículas que não foram curadas caiam
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Etapas do processo: (4) a concha de areia é aquecida no forno por alguns minutos para completar a cura(5) o molde (casca) é extraído do modelo
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Etapas do processo:(6) as duas metades do molde são montadas em uma caixa de
metal, apoiados por areia ou granalha, e o vazamento é realizado (7) terminado o vazamento, a peça é removida.
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Vantagens a superfície lisa da cavidade permite facilitar o fluxo de metal fundido e melhor acabamento superficial
Boa precisão dimensional - não é necessária usinagemfreqüente
A colapsabilidade do molde minimiza trincas na peça
Pode ser mecanizada para produção em massa
Desvantagens: modelo de metal mais caro
Não justifica para as pequenas quantidades
Fundição à vácuo (Vaccum molding)
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Usa molde de areia unida por pressão de vácuo em vez um aglutinante químico
O termo “vaccum" refere-se a fabricação do molde de fundição ao invés da própria operação
Desenvolvido no Japão por volta de 1970
Fundição à vácuo (Vaccum molding)
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Vantagens:
Fácil reutilização da areia, uma vez que não tem ligantes
Areia não requerem recondicionamento mecânico, feito quando aglutinantes são usados
Uma vez que água não é misturada com areia, defeitos relacionados com a umidade estão ausentes
Desvantagens:
Processo lento
Não é facilmente adaptável à mecanização
Poliestireno Expandido
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Utiliza um molde de areia compactada em torno de um modelo de espuma de poliestireno que evapora quando o metal fundido é vertido em molde
Outros nomes: processo de perda de espuma, processo de perda do modelo, processo de evaporação de espuma, e processo de molde cheio
O molde de espuma de poliestireno padrão inclui: canal de alimentação, poço, canais internos e macho (se necessário)
Poliestireno Expandido
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Etapas do processo :(1) o modelo de poliestireno é revestido com composto
refratário
Poliestireno Expandido
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Etapas do processo :(2) O modelo de espuma é colocado na caixa fundição, e a areia é compactada em torno do modelo
Poliestireno Expandido
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Etapas doprocesso : (3) o metal fundido é vertido no modelo. Como o metal penetra no molde, o poliestireno é vaporizado a medida que o líquido avança, assim, a cavidade do molde resultante é preenchida
Poliestireno Expandido
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Vantagens :
Padrão não precisa ser removido do molde
Simplifica e acelera a fabricação do molde, porque as duas metades do molde não são exigidos como em um molde convencional de areia verde
Desvantagens:
Um novo modelo é necessário para cada peça
Justificativa econômica do processo éaltamente dependente do custo de produção do molde
Poliestireno Expandido
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Aplicações:
A produção em massa de peças para motores de automóveis
Sistemas de produção integrados e automatizados são usados para
1. Moldar os modelos de espuma de poliestireno e depois
2. Alimentá-los para a operação de fundição a jusante
Cera Perdida (Investment Casting)
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Um modelo de cera é revestido com um material refratário para fazer o molde, após o que a cera é derretida antes do vazamento de metal fundido
"Investimento" vem de uma definição menos familiar de "investir" - "para cobrir completamente", que se refere ao revestimento de material refratário em torno do modelo de cera
É um processo de fundição capaz de produzir de alta precisão e detalhes complexos
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo: (1) modelos em cera são produzidos(2) diversos modelos são conectados a um canal para formar
uma árvore de modelos
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo: (3) a árvore modelos é revestida com uma fina camada de material refratário (4) O molde completo é formado pela árvore e revestido com material refratário suficiente para torná-lo rígido
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo:(5) o molde é colocado em uma posição invertida e aquecido para derreter a cera e permitir que escorra para fora da cavidade (6) o molde é preaquecido para elevar a temperatura, o metal derretido é derramado, e se solidifica
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo: (7) o molde é quebrado e as peças são separadas do canal
Cera Perdida (Investment Casting)
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Estator de compressor, com 108 peças e aerofólios em separado, feito pelo processo da cera perdida (foto cortesia de Howmet Corp.)
Cera Perdida (Investment Casting)
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Vantagens:
Peças de grande complexidade podem ser fabricadas
Controle dimensional rígido e bom acabamento superficial
A cera geralmente pode ser recuperada para reutilização
Normalmente não é necessária usinagem adicional - este éum net shape process
Desvantagens
São necessárias muitas etapas no processamento
Processo relativamente caro
Fundição em Molde de gesso
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Semelhante a fundição em areia, exceto o molde que é feito de gesso de Paris (gesso - CaSO4-2H2O)
A mistura de gesso e a água é despejada sobre o modelo de plástico ou metal
Modelos de madeira geralmente não são utilizados devido ao contato prolongado com a água
A mistura de gesso flui em torno do modelo, absorvendo os seus finos detalhes, proporcionando bom acabamento superficial
Fundição em Molde de gesso
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Vantagens:
Boa precisão e acabamento superficial
Capacidade de fazer seções delgadas
Desvantagens:
Molde deve ser cozido para remover a umidade, o que pode causar problemas no fundido
O molde perde resistência se o aquecimento for demasiado
Moldes de gesso não podem suportar temperaturas elevadas, são limitados ligas com baixo ponto de fusão
Fundição em Molde Cerâmico
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Semelhante a fundição em de molde de gesso, exceto que o molde é feito de material cerâmico refratário que pode suportar temperaturas superiores em relação ao gesso
Pode ser usado para aços fundido, ferro fundido, e outras ligas de alta temperatura
Aplicações semelhantes às do molde de gesso de fundição de metais, exceto para os metais
Vantagens (precisão e bom acabamento) também são semelhantes
Processo de Fundição em Molde Permanente
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Econômico em relação ao molde descartável, onde um novo molde é necessário para cada peça
Na fundição em molde permanente, o molde é reutilizado várias vezes
Os processos incluem:
Fundição básica permanente
Fundição sobre pressão
Fundição centrífuga
Processo Básico de Fundição em Molde Permanente
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Utiliza um molde de metal construído em duas seções, projetadas para fácil e precisa(o), abertura e/ou fechamento
Os moldes utilizados para a fundição de ligas com baixo ponto de fusão, são geralmente feitos de aço ou ferro fundido
Os moldes utilizados para a fundição de aço devem ser feitos de material refratário, devido a temperaturas muito altas do material fundido
Fundição em Molde Permanente
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Etapas do processo: (1) O molde é preaquecido e recoberto
Fundição em Molde Permanente
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Etapas do processo:(2) machos (se utilizados) são inseridos e o molde é fechado (3) O metal derretido é derramado no molde, onde se solidifica
Fundição em Molde Permanente
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Vantagens:
Bom controle dimensional e acabamento superficial
A solidificação mais rápida causada pelo molde de metal frio, resulta em uma estrutura de grão fino, assim os fundidos são mais fortes
Limitações:
Geralmente limitado aos metais de baixo ponto de fusão
Geometrias de peças simples em comparação com areia de fundição devido a necessidade de abrir o molde
Alto custo do molde
Fundição em Molde Permanente
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Aplicações
Devido ao elevado custo do molde, o processo é mais adequado para produção de alto volume e pode ser automatizado
Peças típicas: pistões automotivos, carcaça de bombas, e determinadas peças para aviões e mísseis
Metais comumente utilizados: alumínio, magnésio, cobre, ligas de cobre e ferro fundido
Fundição sob Pressão
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Processo em que o metal fundido é injetado na cavidade do molde sob alta pressão
A pressão é mantida durante a solidificação, em seguida, o molde é aberto e a peça é removida
Moldes nesta operação de fundição são chamados matrizes
Uso de alta pressão para forçar o metal na cavidade da matriz é o que distingue este de outros processos de molde permanente
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Concebida para fixar e manter fechada precisamente as duas metades enquanto metal líquido é forçado a cavidade
Dois tipos principais:
1. máquina de câmara quente
2. máquina de câmara fria
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Máquina de câmara quente
Metal é derretido em um recipiente, e um pistão injeta o metal líquido sob alta pressão na matriz
Altas taxas de produção - 500 peças por hora (normal)
Aplicações limitadas a metais com baixo ponto de fusão e que não ataquem quimicamente o êmbolo e outros componentes mecânicos
Fundição de metais: zinco, estanho, chumbo e magnésio
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Etapas do processo:(1) com a matriz fechada e o embolo parado, o metal
fundido entra na câmara
Máquina de câmara quente
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Máquina de câmara quente
Etapas do processo:(2) o embolo força o metal fluir da câmara de fluxo para a
matriz, mantendo a pressão durante o resfriamento e a solidificação.
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Máquina de câmara fria
O metal derretido em recipiente de fusão externa éderramado na câmara (sem aquecimento), e um pistão injeta metal sob alta pressão na cavidade da matriz
Alta produção, mas geralmente não é tão rápido como máquinas de câmara quente por causa do vazamento
Fundição de metais: alumínio, latão e ligas de magnésio
Vantagens do processo de câmara quente favorecem o seu uso em ligas de baixo ponto de fusão (zinco, estanho, chumbo)
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Máquina de câmara fria
Etapas do processo:(1) com a matriz fechada e embolo parado, o metal fundido é
vazado na câmara
Máquinas para Fundição sob Pressão
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Máquina de câmara fria
Etapas do processo(2) O embolo empurra o metal derretido para a matriz, mantendo a pressão durante o resfriamento e solidificação
Moldes para Fundição sob Pressão
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Normalmente feito de aço ferramenta, aço para molde, ou aço martensítico
Tungstênio e molibdênio (boas qualidades refratárias) usados para matrizes na fundição de aço e ferro fundido
Pinos extratores são necessários para remover a peça da matriz quando ela abre
Lubrificantes devem ser pulverizados nas cavidades para evitar aderência do material
Fundição sob Pressão
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Vantagens:
Econômica para produção de grandes quantidades
Boa precisão e acabamento superficial
Seções delgadas são possíveis
Resfriamento rápido proporciona tamanho de grão pequeno e boa resistência para fundição
Desvantagens:
Geralmente limitado a metais com baixos pontos de fusão
Geometria da peça deve permitir remoção fácil da matriz
Fundição por Centrifugação
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Uma família de processos de fundição em que o molde gira em alta velocidade para que a força centrífuga distribua o metal fundido em regiões periféricas da cavidade do molde
O grupo inclui:
Fundição centrífuga propriamente dita
Fundição semicentrifuga
Fundição centrífuga
Fundição por Centrifugação
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Fundição centrífuga
O metal derretido é derramado em molde rotativo para produzir uma peça tubular
Em algumas operações início da rotação do molde começa após o vazamento
Peças: canos, tubos, buchas e anéis
A forma exterior pode ser redonda, octogonal, hexagonal, etc., mas a forma interior é (teoricamente) perfeitamente redonda, devido a simetria das forças radiais
Fundição por Centrifugação
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Fundição centrífuga
Fundição por Centrifugação
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Fundição semicentrifuga
A força centrífuga é usada para produzir peças fundidas sólidas em vez de peças tubulares
Os moldes são projetados com tirantes no centro de fornecimento de alimentação de metal
A densidade do metal no final do vazamento é maior nas partes externas do que no centro de rotação
Frequentemente utilizado em peças em que centro de fundição será usinado, eliminando assim a parte onde a qualidade da fundição é menor
Exemplos: rodas e polias
Fundição por Centrifugação
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Fundição centrifuga
O molde é projetado com cavidades localizadas longe do eixo de rotação, de modo que o metal fundido derramado no molde é distribuído a essas cavidades pela força centrífuga
Utilizado para peças pequenas
A simetria da peça não é necessária como em outros métodos de fundição centrífuga
Fornos para Fundição
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Fornos mais comumente utilizados nas fundições:
Cúpulas (Cubilô)
Combustível de Direto
Cadinho
Fornos de arco elétrico
Fornos de Indução
Fornos para Fundição
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Cúpula
Forno cilíndrico vertical equipado com bica de vazamento perto da base
Usado apenas para ferros fundidos
Embora outros fornos também sejam utilizados, a maior tonelagem de ferro fundido é derretido em cúpulas
A “carga ", composta de ferro, coque, fluxo e possíveis elementos de liga, é carregada através de uma porta de carregamento localizado a menos de metade de altura da cúpula
Fornos para Fundição
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Cúpula
Fornos para Fundição
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Combustível direto
Pequenas aberturas localizadas na lateral do forno em que a carga é aquecida por queimadores de gás natural
O teto do forno ajuda a ação das chamas refletiram contra a carga
O fundo do forno tem um furo que serve de torneira para liberar o metal fundido
Geralmente usado para metais não-ferrosos, como cobre e ligas de alumínio e base
Fornos para Fundição
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Cadinho
O metal é derretido sem contato direto com a queima da mistura de combustível
Às vezes chamado de forno de combustível indireto
O container (cadinho) é feito de material refratário ou de ligas de aço de alta temperatura
Usado para metais não-ferrosos, como bronze, latão e ligas de zinco e alumínio
Três tipos utilizados em fundições: (a) elevação, (b) estacionário, (c) inclinação
Fornos para Fundição
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Cadinho
Três tipos de fornos de cadinho: (a) elevação(b) estacionário (c) forno panela inclinado
Fornos para Fundição
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Arco elétrico (indução)
Conchas
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A transferência do metal fundido para o molde é feito às vezes usando cadinhos
Normalmente, a transferência é realizada por panelas
Dois tipos comuns de panelas:a) concha de guindasteb) concha manual
Etapas Após a Solidificação
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Desbaste
Remoção do macho
Limpeza de superfícies
Inspeção
Reparo se necessário
Tratamento térmico
Etapas Após a Solidificação
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Desbaste
Remoção de canais, poços, aletas, insertos e qualquer outro metal em excesso na peça fundida
Para as ligas de fundição frágil e quando as seções transversais forem relativamente pequenas, os exessospodem ser quebrados
Caso contrário, martelar, cortar com serra, disco abrasivo ou maçarico de corte são diferentes métodos usado
Etapas Após a Solidificação
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Remoção do Macho
Se machos têm sido utilizados, eles devem ser removidos
A maioria dos machos estão ligados, e eles frequentemente caem da fundição quando o aglutinante se deteriora
Em alguns casos, eles são removidos por agitação da fundição, manual ou mecanicamente
Em casos raros, os machos os são removidos por dissolução química do agente de ligação
Machos os sólidos devem ser martelados ou prensadospara fora
Etapas Após a Solidificação
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Limpeza de Superfícies
Remoção da areia ou de outra inclusão da superfície
Métodos de limpeza: Tamboramento, jateamento de ar com grão de areia grossa ou granalha de metal, escova de aço, polimento ou decapagem química
A limpeza da superfície é importante para a fundição em areia
Em muitos processos de molde permanente, esta etapa pode ser evitada
Defeitos são possíveis na peça e a inspeção é necessária para detectar a sua presença
Etapas Após a Solidificação
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Tratamento Térmico
As peças fundidas muitas vezes são submetidos a tratamento térmico para melhorar as propriedades
Razões para tratamento térmico um fundido:
Para as operações de tratamento posterior, como usinagem
Para proporcionar as propriedades desejadas para a aplicação da peça em serviço
Qualidade na Fundição
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Existem inúmeras fatores que podem influir em uma operação de vazamento, resultando em defeitos de qualidade no produto
Os defeitos podem ser classificados:
Defeitos geral comum a todos os processos de fundição
Defeitos relacionados com o processo de fundição em areia
Qualidade na Fundição
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Defeitos Geral: Enchimento Imcompleto
A peça se solidifica antes de encher completamente a cavidade do molde
Qualidade na Fundição
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Defeitos Geral: Defeito superficial
Duas porções do fluxo de metal fluem em conjunto, mas háuma falta de fusão, devido ao congelamento prematuro
Qualidade na Fundição
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Defeitos Geral: Defeito superficial
Respingos de metal durante o vazamento solidificam formando glóbulos
Qualidade na Fundição
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Defeitos Geral: Contração
Depressão na superfície interna ou vazio causado pela contração na solidificação que restringe a quantidade de metal fundido disponível para completar o enchimento
Qualidade na Fundição
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Defeitos em Fundição em Areia: Resíduos de Areia
Cavidades causadas pela liberação de gases do molde durante o vazamento
Qualidade na Fundição
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Defeitos em Fundição em Areia: Pequenos orifícios
Formação de pequenas cavidades oriundas dos gases ligeiramente abaixo da superfície da peça
Qualidade na Fundição
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Defeitos em Fundição em Areia: Penetração
Quando a fluidez é alta, o metal pode penetrar no molde ou macho de areia, causando uma superfície constituída por uma mistura de grãos de areia e metal
Qualidade na Fundição
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Defeitos em Fundição em Areia: Deslocamento do Molde
Defeito produto fundido na linha de separação causado pelo deslocamento entre as partes superior e inferior do molde
Métodos de Inspeção na Fundição
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Inspeção visual para detectar defeitos de vazamento, resfriamento e graves falhas de superfície
Medição das dimensões para garantir que as tolerâncias foram cumpridas
Metalúrgicos, químicos, físicos e outros testes relacionados com a qualidade do metal fundido
Metais para Fundição
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A maioria das peças fundidas comerciais são feitas de ligas, em vez de metais puros
As ligas metálicas são geralmente mais fáceis de fundir e as propriedades do produto são melhores
A ligas de fundição podem ser classificadas como:
Ferrosas
Não Ferrosas
Ligas Ferrosas
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Ferro Fundido
A mais importante de todas as ligas de fundição
A tonelagem de fundição de ferro fundido é várias vezes maior que de todos os outros metais combinados
Vários tipos: ferro fundido cinzento, ferro nodular, ferro fundido branco, ferro maleável e ferro fundido de liga
Temperaturas típica vazamento: ~1400 °C (2500 °F), dependendo da composição
Ligas Ferrosas
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Aço
As propriedades mecânicas do aço torná-lo um material de engenharia atraente
A capacidade de criar geometrias complexas faz da fundição um processo de fabricação atrativo
Dificuldades na fundição de aço:
A temperatura de vazamento do aço é superior àmaioria dos outros metais ~1650 °C (3000 °F)
Nestas temperaturas o aço facilmente se oxida, assim metal fundido deve ser isolado do ar
O aço fundido tem relativamente baixa fluidez
Ligas não Ferrosas
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Alumínio
Geralmente considerado muito moldável
Temperaturas de vazamento baixas devido à baixa temperatura de fusão do alumínio
Tm = 660 °C (1220 °F)
Propriedades:
Peso baixo
Muitas propriedades de resistência devido ao tratamento térmico
Fácil de usinar
Ligas não Ferrosas
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Cobre
Inclui: bronze, latão e alumínio-bronze
Propriedades:
Resistência à corrosão
Aspecto atrativa
Boas qualidades estruturais
Limitação: alto custo do cobre
Aplicações: acessórios para tubos, pás de hélice marinha, componentes de bombas hidráulicas, jóias ornamentais
Ligas não Ferrosas
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Zinco
Boa maleabilidade, muito utilizado na fundição
Baixo ponto de fusão: Tm = 419 °C (786 °F)
Boa fluidez facilitando a fundição
Propriedades:
Baixa resistência à fluência, depois de fundidas das não podem ser submetidas a altas tensões prolongadas
Considerações sobre o Projeto do produto
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Simplicidade geométrica:
Embora a fundição possa ser utilizada para produzir produtos com geometrias complexas, simplificando o design da peça, geralmente melhora-se o processo
Evitar complexidades desnecessárias:
Simplifica a fabricação do molde
Reduz a necessidade de machos
Melhora a resistência da peça
Considerações sobre o Projeto do produto
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Cantos do produto:
Cantos vivos e os ângulos devem ser evitados, pois são fontes de concentração de tensões e podem causar trincas
Devem ser projetados cantos levemente arredondados
Considerações sobre o Projeto do produto
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Inclinações do projeto:
Na fundição com molde descartável, a inclinação facilita a remoção da peça do molde
Inclinação da parede do molde = 1° para fundição em areia
Inclinação da parede do molde = 2° a 3° para os processos de molde permanente
Conicidades semelhantes devem ser consideradas com o uso de machos sólidos
Considerações sobre o Projeto do produto
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Inclinações do projeto:Pequenas alterações no projeto podem reduzir a necessidade do macho
a) concepção inicialb) redesenho
Considerações sobre o Projeto do produto
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Tolerâncias dimensionais e acabamento da superfície:
Diferenças significativas na precisão dimensional e acabamento podem ser alcançadas no produto, em função do processo:
Baixa precisão dimensional e acabamento na fundição em areia
Boa precisão dimensional e acabamento na fundição com molde permanente e processo da cera perdida
Considerações sobre o Projeto do produto
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Sobre metal para usinagem:
Quase todos os fundidos em areia devem ser usinadospara atingir as dimensões e características exigidas
O material adicional, o chamado sobre metal para usinagem, é deixado nas superfícies onde usinagem énecessária
Sobre metal para usinagem típicos usados na fundição de areia são em torno de 1,5 e 3 mm (1 / 16” e 1 / 4” )
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