Processos de Fundio de Metais
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1. Fundio em areia
2. Fundio em molde descartvel
3. Processos em molde permanente
4. Prtica de fundio
5. Qualidade da fundio
6. Metais para Fundio
7. Consideraes sobre projeto de produtos
Tipos de Moldes Processos de molde descartvel - molde sacrificado
para remover a pea
Vantagem: formas mais complexas possveis Desvantagem: as taxas de produo, muitas vezes
limitados pois tempo de fazer o molde pode ser maior que o tempo de fundio
Processos de molde permanente - molde feito de metal e pode ser usado para fazer vrias peas
Vantagem: aumento das taxas de produo Desvantagem: geometrias limitadas pela necessidade
de abrir o molde
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Viso Geral sobre Fundio em Areia
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o processo de fundio mais utilizado, responsvel por uma significativa parcela da tonelagem total de fundidos produzida
Quase todas as ligas podem ser fundidas em areia, incluindo metais, com temperaturas de fuso elevadas, como o ao, nquel e titnio
A fundio varia em tamanho, de pequeno a grande porte
Quantidades de produo de um a milhes de peas
Processo de Solidificao
O material de trabalho inicialmente est em forma lquida ou est em uma condio muito plstica, e deste modo a parte criada por meio da solidificao do material
Processos de solidificao podem ser classificados de acordo com a engenharia de materiais processados:
Metais
Cermica, especificamente vidros
Polmeros e compsitos de matriz polimrica (PMCs)
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Fundio em areia da base de um compressor de ar pesando mais de 680 kg (1.500 lb) (foto cortesia de Elkhart Foundry).
Etapas da Fundio 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 poo
5. O tratamento trmico do fundido por vezes necessrio para melhorar suas propriedades metalrgicas
Fundio
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Processo em que o fluxo do metal fundido por gravidade ou qualquer outra fora penetra no molde onde se solidifica na forma da cavidade do molde
O termo fundio tambm se aplica 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 formada pelo empacotamento de areia em torno de um modelo
O molde tambm deve conter sistema de canais e poo
Se o fundido possuir superfcie interna, um ncleo (macho) deve ser includo no molde
Um molde de areia deve ser feito novo para cada pea produzida
Recursos e Vantagens da Fundio
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Pode criar geometrias complexas
Pode criar formas externas e internas
Alguns processos de fundio so net shape (forma final), enquanto outros near net shape (prximo a forma final)
Capaz de produzir peas de grande porte
Alguns mtodos de fundio so adequados produo em massa
Seqncia da Fundio em Areia
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Desvantagens da Fundio
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Desvantagens entre diferentes processos de fundio:
Limitaes nas propriedades mecnicas
Baixa preciso dimensional e acabamento superficial para alguns processos, como por exemplo, fundio em areia
Riscos de segurana para os trabalhadores devido aos metais fundidos
Problemas ambientais
O Modelo
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uma cpia um pouco maior que o tamanho real da pea para compensar a contrao e sobre metal para usinagem
Materiais para modelos:
Madeira - material comum porque fcil de trabalhar, mas deforma
Metal - mais caro para fazer, mas dura muito mais tempo
Plstico - compromisso entre a madeira e metal
Tipos de Modelos
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a) modelo slido (inteiro)(b) modelo bipartido(c) correspondem placa padro(d) modelo com parte superior e inferior
Produtos Feitos por Fundio
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Peas de grandes dimenses
Blocos e cabeotes de motor para veculos automotores, foges a lenha, bases para mquinas, rodas de trens, canos, sinos, esttuas grandes, carcaas de bomba
Peas pequenas Coroas dentrias, jias, estatuetas, frigideiras
Todas as variedades de metais podem ser fundidos, metais ferrosos e no ferrosos
Macho
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o modelo em escala natural de superfcies interiores da pea
inserido na cavidade do molde antes do vazamento
O metal derretido flui e se solidifica entre a cavidade do molde e do ncleo para formar as superfcies externas e internas da pea
Podem exigir suportes para fix-los em posio na cavidade do molde durante o vazamento, chamados insertos ou espaadores
Macho
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a) macho sustentado no local na cavidade do molde por insertos ou espaadores
b) um espaador ou inserto
c) pea fundida com cavidade interna.
Propriedades desejveis nos moldes de areia
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Rigidez - para manter a forma e resistir eroso
Permeabilidade - para permitir que o ar quente e gases de passem pelos espaos vazios da areia
Estabilidade trmica - para resistir ruptura em contacto com o metal fundido
Colapsabilidade - capacidade de dar forma ao vazamento e permitir a contrao sem trincar a pea
Reutilizao - pode areia de molde ser reutilizada para fazer outros moldes?
Areias de Fundio
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Slica (SiO2) ou de slica misturada com outros mineraisBoas propriedades refratrias - capacidade para suportar altas temperaturas
Gros de pequeno tamanho proporcionam melhor acabamento superficial do fundido
Gros de grande tamanho so mais permeveis, permitindo que os gases escapem durante o vazamento
Gros de formas irregulares deixam os moldes mais resistentes devido a interligao entre eles, em comparao com gros redondos
Desvantagem: a interligao 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 mais complexa e exige um sistema de vazamento (passagem) que conduz a cavidade
Adesivos Usados com Areias de Fundio
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A areia mantida unida por uma mistura de gua e argila
Mistura tpica: areia 90%, 3% de gua, argila e 7%
Outros agentes de ligao tambm utilizado em moldes de areia:
Resinas orgnicas (ex.: resinas fenlicas) Ligantes inorgnicos (ex: silicato de sdio e fosfato)
Os aditivos so por vezes combinados com a mistura para aumentar a resistncia e / ou permeabilidade
Tipos de Areias de Fundio
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Moldes em areia verde - mistura de areia, argila e gua
"Verde" significa que o molde contm umidade no momento do vazamento
Molde em areia seca utiliza aglutinantes orgnicos, em vez de argila
O molde curado ao forno para melhorar a resistncia
Molde com casca seca - secagem superfcie da cavidade de um molde de areia verde a uma profundidade de 10 a 25 mm, usando aquecimento maarico ou lmpadas
Flutuabilidade na Areia durante a Fundio
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Durante o vazamento, a flutuabilidade do metal fundido tende a deslocar o macho, o que pode causar defeitona pea A fora que tende a levantar o macho = peso do lquido deslocado menos o peso do macho
Fb = Wm W, onde
Fb = fora de deslocamento Wm = peso de metal fundido deslocadoWc = peso do macho
Outros Processos com Moldes Descartveis
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Moldagem em Casca (Shell Molding)
Moldagem vcuo (Vacuum Molding)
Poliestireno Expandido
Cera perdida (Investment Casting)
Molde de Gesso ou Cermica
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Processo de fundio em que o molde uma casca fina de areia unida por ligante de resina termofixa
Etapas do processo: (1) o modelo de metal 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 invertida para que a mistura de areia e resina caiam sobre o modelo quente, formando uma casca da mistura curada parcialmente
(3) A caixa reposicionada para que as partculas que no foram curadas caiam
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Etapas do processo: (4) a concha de areia aquecida no forno por alguns minutos para completar a cura(5) o molde (casca) extrado do modelo
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Etapas do processo:(6) as duas metades do molde so montadas em uma caixa de
metal, apoiados por areia ou granalha, e o vazamento realizado (7) terminado o vazamento, a pea removida.
Moldagem em Casca (Shell Molding)
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Vantagens a superfcie lisa da cavidade permite facilitar o fluxo de metal fundido e melhor acabamento superficial
Boa preciso dimensional - no necessria usinagemfreqente
A colapsabilidade do molde minimiza trincas na pea
Pode ser mecanizada para produo em massa
Desvantagens: modelo de metal mais caro
No justifica para as pequenas quantidades
Fundio vcuo (Vaccum molding)
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Usa molde de areia unida por presso de vcuo em vez um aglutinante qumico
O termo vaccum" refere-se a fabricao do molde de fundio ao invs da prpria operao
Desenvolvido no Japo por volta de 1970
Fundio vcuo (Vaccum molding)
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Vantagens:
Fcil reutilizao da areia, uma vez que no tem ligantes
Areia no requerem recondicionamento mecnico, feito quando aglutinantes so usados
Uma vez que gua no misturada com areia, defeitos relacionados com a umidade esto ausentes
Desvantagens:
Processo lento
No facilmente adaptvel mecanizao
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 vertido em molde
Outros nomes: processo de perda de espuma, processo de perda do modelo, processo de evaporao de espuma, e processo de molde cheio
O molde de espuma de poliestireno padro inclui: canal de alimentao, poo, canais internos e macho (se necessrio)
Poliestireno Expandido
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Etapas do processo :(1) o modelo de poliestireno revestido com composto
refratrio
Poliestireno Expandido
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Etapas do processo :(2) O modelo de espuma colocado na caixa fundio, e a areia compactada em torno do modelo
Poliestireno Expandido
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Etapas doprocesso : (3) o metal fundido vertido no modelo. Como o metal penetra no molde, o poliestireno vaporizado a medida que o lquido avana, assim, a cavidade do molde resultante preenchida
Poliestireno Expandido
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Vantagens :
Padro no precisa ser removido do molde
Simplifica e acelera a fabricao do molde, porque as duas metades do molde no so exigidos como em um molde convencional de areia verde
Desvantagens:
Um novo modelo necessrio para cada pea
Justificativa econmica do processo altamente dependente do custo de produo do molde
Poliestireno Expandido
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Aplicaes:
A produo em massa de peas para motores de automveis
Sistemas de produo integrados e automatizados so usados para
1. Moldar os modelos de espuma de poliestireno e depois
2. Aliment-los para a operao de fundio a jusante
Cera Perdida (Investment Casting)
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Um modelo de cera revestido com um material refratrio para fazer o molde, aps o que a cera derretida antes do vazamento de metal fundido
"Investimento" vem de uma definio menos familiar de "investir" - "para cobrir completamente", que se refere ao revestimento de material refratrio em torno do modelo de cera
um processo de fundio capaz de produzir de alta preciso e detalhes complexos
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo: (1) modelos em cera so produzidos(2) diversos modelos so conectados a um canal para formar
uma rvore de modelos
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo: (3) a rvore modelos revestida com uma fina camada de material refratrio (4) O molde completo formado pela rvore e revestido com material refratrio suficiente para torn-lo rgido
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo:(5) o molde colocado em uma posio invertida e aquecido para derreter a cera e permitir que escorra para fora da cavidade (6) o molde preaquecido para elevar a temperatura, o metal derretido derramado, e se solidifica
Cera Perdida (Investment Casting)
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Etapas do processo: (7) o molde quebrado e as peas so separadas do canal
Cera Perdida (Investment Casting)
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Estator de compressor, com 108 peas e aeroflios em separado, feito pelo processo da cera perdida (foto cortesia de Howmet Corp.)
Cera Perdida (Investment Casting)
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Vantagens:
Peas de grande complexidade podem ser fabricadas
Controle dimensional rgido e bom acabamento superficial
A cera geralmente pode ser recuperada para reutilizao
Normalmente no necessria usinagem adicional - este um net shape process
Desvantagens
So necessrias muitas etapas no processamento
Processo relativamente caro
Fundio em Molde de gesso
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Semelhante a fundio em areia, exceto o molde que feito de gesso de Paris (gesso - CaSO4-2H2O)
A mistura de gesso e a gua despejada sobre o modelo de plstico ou metal
Modelos de madeira geralmente no so utilizados devido ao contato prolongado com a gua
A mistura de gesso flui em torno do modelo, absorvendo os seus finos detalhes, proporcionando bom acabamento superficial
Fundio em Molde de gesso
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Vantagens:
Boa preciso e acabamento superficial
Capacidade de fazer sees delgadas
Desvantagens:
Molde deve ser cozido para remover a umidade, o que pode causar problemas no fundido
O molde perde resistncia se o aquecimento for demasiado
Moldes de gesso no podem suportar temperaturas elevadas, so limitados ligas com baixo ponto de fuso
Fundio em Molde Cermico
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Semelhante a fundio em de molde de gesso, exceto que o molde feito de material cermico refratrio que pode suportar temperaturas superiores em relao ao gesso
Pode ser usado para aos fundido, ferro fundido, e outras ligas de alta temperatura
Aplicaes semelhantes s do molde de gesso de fundio de metais, exceto para os metais
Vantagens (preciso e bom acabamento) tambm so semelhantes
Processo de Fundio em Molde Permanente
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Econmico em relao ao molde descartvel, onde um novo molde necessrio para cada pea
Na fundio em molde permanente, o molde reutilizado vrias vezes
Os processos incluem:
Fundio bsica permanente
Fundio sobre presso
Fundio centrfuga
Processo Bsico de Fundio em Molde Permanente
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Utiliza um molde de metal construdo em duas sees, projetadas para fcil e precisa(o), abertura e/ou fechamento
Os moldes utilizados para a fundio de ligas com baixo ponto de fuso, so geralmente feitos de ao ou ferro fundido
Os moldes utilizados para a fundio de ao devem ser feitos de material refratrio, devido a temperaturas muito altas do material fundido
Fundio em Molde Permanente
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Etapas do processo: (1) O molde preaquecido e recoberto
Fundio em Molde Permanente
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Etapas do processo:(2) machos (se utilizados) so inseridos e o molde fechado (3) O metal derretido derramado no molde, onde se solidifica
Fundio em Molde Permanente
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Vantagens:
Bom controle dimensional e acabamento superficial
A solidificao mais rpida causada pelo molde de metal frio, resulta em uma estrutura de gro fino, assim os fundidos so mais fortes
Limitaes:
Geralmente limitado aos metais de baixo ponto de fuso
Geometrias de peas simples em comparao com areia de fundio devido a necessidade de abrir o molde
Alto custo do molde
Fundio em Molde Permanente
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Aplicaes
Devido ao elevado custo do molde, o processo mais adequado para produo de alto volume e pode ser automatizado
Peas tpicas: pistes automotivos, carcaa de bombas, e determinadas peas para avies e msseis
Metais comumente utilizados: alumnio, magnsio, cobre, ligas de cobre e ferro fundido
Fundio sob Presso
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Processo em que o metal fundido injetado na cavidade do molde sob alta presso
A presso mantida durante a solidificao, em seguida, o molde aberto e a pea removida
Moldes nesta operao de fundio so chamados matrizes
Uso de alta presso para forar o metal na cavidade da matriz o que distingue este de outros processos de molde permanente
Mquinas para Fundio sob Presso
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Concebida para fixar e manter fechada precisamente as duas metades enquanto metal lquido forado a cavidade
Dois tipos principais:
1. mquina de cmara quente
2. mquina de cmara fria
Mquinas para Fundio sob Presso
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Mquina de cmara quente
Metal derretido em um recipiente, e um pisto injeta o metal lquido sob alta presso na matriz
Altas taxas de produo - 500 peas por hora (normal)
Aplicaes limitadas a metais com baixo ponto de fuso e que no ataquem quimicamente o mbolo e outros componentes mecnicos
Fundio de metais: zinco, estanho, chumbo e magnsio
Mquinas para Fundio sob Presso
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Etapas do processo:(1) com a matriz fechada e o embolo parado, o metal
fundido entra na cmara
Mquina de cmara quente
Mquinas para Fundio sob Presso
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Mquina de cmara quente
Etapas do processo:(2) o embolo fora o metal fluir da cmara de fluxo para a
matriz, mantendo a presso durante o resfriamento e a solidificao.
Mquinas para Fundio sob Presso
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Mquina de cmara fria
O metal derretido em recipiente de fuso externa derramado na cmara (sem aquecimento), e um pisto injeta metal sob alta presso na cavidade da matriz
Alta produo, mas geralmente no to rpido como mquinas de cmara quente por causa do vazamento
Fundio de metais: alumnio, lato e ligas de magnsio
Vantagens do processo de cmara quente favorecem o seu uso em ligas de baixo ponto de fuso (zinco, estanho, chumbo)
Mquinas para Fundio sob Presso
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Mquina de cmara fria
Etapas do processo:(1) com a matriz fechada e embolo parado, o metal fundido
vazado na cmara
Mquinas para Fundio sob Presso
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Mquina de cmara fria
Etapas do processo(2) O embolo empurra o metal derretido para a matriz, mantendo a presso durante o resfriamento e solidificao
Moldes para Fundio sob Presso
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Normalmente feito de ao ferramenta, ao para molde, ou ao martenstico
Tungstnio e molibdnio (boas qualidades refratrias) usados para matrizes na fundio de ao e ferro fundido
Pinos extratores so necessrios para remover a pea da matriz quando ela abre
Lubrificantes devem ser pulverizados nas cavidades para evitar aderncia do material
Fundio sob Presso
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Vantagens:
Econmica para produo de grandes quantidades
Boa preciso e acabamento superficial
Sees delgadas so possveis
Resfriamento rpido proporciona tamanho de gro pequeno e boa resistncia para fundio
Desvantagens:
Geralmente limitado a metais com baixos pontos de fuso
Geometria da pea deve permitir remoo fcil da matriz
Fundio por Centrifugao
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Uma famlia de processos de fundio em que o molde gira em alta velocidade para que a fora centrfuga distribua o metal fundido em regies perifricas da cavidade do molde
O grupo inclui:
Fundio centrfuga propriamente dita
Fundio semicentrifuga
Fundio centrfuga
Fundio por Centrifugao
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Fundio centrfuga
O metal derretido derramado em molde rotativo para produzir uma pea tubular
Em algumas operaes incio da rotao do molde comea aps o vazamento
Peas: canos, tubos, buchas e anis
A forma exterior pode ser redonda, octogonal, hexagonal, etc., mas a forma interior (teoricamente) perfeitamente redonda, devido a simetria das foras radiais
Fundio por Centrifugao
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Fundio centrfuga
Fundio por Centrifugao
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Fundio semicentrifuga
A fora centrfuga usada para produzir peas fundidas slidas em vez de peas tubulares
Os moldes so projetados com tirantes no centro de fornecimento de alimentao de metal
A densidade do metal no final do vazamento maior nas partes externas do que no centro de rotao
Frequentemente utilizado em peas em que centro de fundio ser usinado, eliminando assim a parte onde a qualidade da fundio menor
Exemplos: rodas e polias
Fundio por Centrifugao
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Fundio centrifuga
O molde projetado com cavidades localizadas longe do eixo de rotao, de modo que o metal fundido derramado no molde distribudo a essas cavidades pela fora centrfuga
Utilizado para peas pequenas
A simetria da pea no necessria como em outros mtodos de fundio centrfuga
Fornos para Fundio
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Fornos mais comumente utilizados nas fundies:
Cpulas (Cubil)
Combustvel de Direto
Cadinho
Fornos de arco eltrico
Fornos de Induo
Fornos para Fundio
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Cpula
Forno cilndrico vertical equipado com bica de vazamento perto da base
Usado apenas para ferros fundidos
Embora outros fornos tambm sejam utilizados, a maior tonelagem de ferro fundido derretido em cpulas
A carga ", composta de ferro, coque, fluxo e possveis elementos de liga, carregada atravs de uma porta de carregamento localizado a menos de metade de altura da cpula
Fornos para Fundio
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Cpula
Fornos para Fundio
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Combustvel direto
Pequenas aberturas localizadas na lateral do forno em que a carga aquecida por queimadores de gs natural
O teto do forno ajuda a ao 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 no-ferrosos, como cobre e ligas de alumnio e base
Fornos para Fundio
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Cadinho
O metal derretido sem contato direto com a queima da mistura de combustvel
s vezes chamado de forno de combustvel indireto
O container (cadinho) feito de material refratrio ou de ligas de ao de alta temperatura
Usado para metais no-ferrosos, como bronze, lato e ligas de zinco e alumnio
Trs tipos utilizados em fundies: (a) elevao, (b) estacionrio, (c) inclinao
Fornos para Fundio
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Cadinho
Trs tipos de fornos de cadinho: (a) elevao(b) estacionrio (c) forno panela inclinado
Fornos para Fundio
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Arco eltrico (induo)
Conchas
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A transferncia do metal fundido para o molde feito s vezes usando cadinhos
Normalmente, a transferncia realizada por panelas
Dois tipos comuns de panelas:a) concha de guindasteb) concha manual
Etapas Aps a Solidificao
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Desbaste
Remoo do macho
Limpeza de superfcies
Inspeo
Reparo se necessrio
Tratamento trmico
Etapas Aps a Solidificao
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Desbaste
Remoo de canais, poos, aletas, insertos e qualquer outro metal em excesso na pea fundida
Para as ligas de fundio frgil e quando as sees transversais forem relativamente pequenas, os exessospodem ser quebrados
Caso contrrio, martelar, cortar com serra, disco abrasivo ou maarico de corte so diferentes mtodos usado
Etapas Aps a Solidificao
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Remoo do Macho
Se machos tm sido utilizados, eles devem ser removidos
A maioria dos machos esto ligados, e eles frequentemente caem da fundio quando o aglutinante se deteriora
Em alguns casos, eles so removidos por agitao da fundio, manual ou mecanicamente
Em casos raros, os machos os so removidos por dissoluo qumica do agente de ligao
Machos os slidos devem ser martelados ou prensadospara fora
Etapas Aps a Solidificao
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Limpeza de Superfcies
Remoo da areia ou de outra incluso da superfcie
Mtodos de limpeza: Tamboramento, jateamento de ar com gro de areia grossa ou granalha de metal, escova de ao, polimento ou decapagem qumica
A limpeza da superfcie importante para a fundio em areia
Em muitos processos de molde permanente, esta etapa pode ser evitada
Defeitos so possveis na pea e a inspeo necessria para detectar a sua presena
Etapas Aps a Solidificao
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Tratamento Trmico
As peas fundidas muitas vezes so submetidos a tratamento trmico para melhorar as propriedades
Razes para tratamento trmico um fundido:
Para as operaes de tratamento posterior, como usinagem
Para proporcionar as propriedades desejadas para a aplicao da pea em servio
Qualidade na Fundio
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Existem inmeras fatores que podem influir em uma operao de vazamento, resultando em defeitos de qualidade no produto
Os defeitos podem ser classificados:
Defeitos geral comum a todos os processos de fundio
Defeitos relacionados com o processo de fundio em areia
Qualidade na Fundio
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Defeitos Geral: Enchimento Imcompleto
A pea se solidifica antes de encher completamente a cavidade do molde
Qualidade na Fundio
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Defeitos Geral: Defeito superficial
Duas pores do fluxo de metal fluem em conjunto, mas huma falta de fuso, devido ao congelamento prematuro
Qualidade na Fundio
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Defeitos Geral: Defeito superficial
Respingos de metal durante o vazamento solidificam formando glbulos
Qualidade na Fundio
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Defeitos Geral: Contrao
Depresso na superfcie interna ou vazio causado pela contrao na solidificao que restringe a quantidade de metal fundido disponvel para completar o enchimento
Qualidade na Fundio
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Defeitos em Fundio em Areia: Resduos de Areia
Cavidades causadas pela liberao de gases do molde durante o vazamento
Qualidade na Fundio
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Defeitos em Fundio em Areia: Pequenos orifcios
Formao de pequenas cavidades oriundas dos gases ligeiramente abaixo da superfcie da pea
Qualidade na Fundio
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Defeitos em Fundio em Areia: Penetrao
Quando a fluidez alta, o metal pode penetrar no molde ou macho de areia, causando uma superfcie constituda por uma mistura de gros de areia e metal
Qualidade na Fundio
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Defeitos em Fundio em Areia: Deslocamento do Molde
Defeito produto fundido na linha de separao causado pelo deslocamento entre as partes superior e inferior do molde
Mtodos de Inspeo na Fundio
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Inspeo visual para detectar defeitos de vazamento, resfriamento e graves falhas de superfcie
Medio das dimenses para garantir que as tolerncias foram cumpridas
Metalrgicos, qumicos, fsicos e outros testes relacionados com a qualidade do metal fundido
Metais para Fundio
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A maioria das peas fundidas comerciais so feitas de ligas, em vez de metais puros
As ligas metlicas so geralmente mais fceis de fundir e as propriedades do produto so melhores
A ligas de fundio podem ser classificadas como:
Ferrosas
No Ferrosas
Ligas Ferrosas
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Ferro Fundido
A mais importante de todas as ligas de fundio
A tonelagem de fundio de ferro fundido vrias vezes maior que de todos os outros metais combinados
Vrios tipos: ferro fundido cinzento, ferro nodular, ferro fundido branco, ferro malevel e ferro fundido de liga
Temperaturas tpica vazamento: ~1400 C (2500 F), dependendo da composio
Ligas Ferrosas
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Ao
As propriedades mecnicas do ao torn-lo um material de engenharia atraente
A capacidade de criar geometrias complexas faz da fundio um processo de fabricao atrativo
Dificuldades na fundio de ao:
A temperatura de vazamento do ao superior maioria dos outros metais ~1650 C (3000 F)
Nestas temperaturas o ao facilmente se oxida, assim metal fundido deve ser isolado do ar
O ao fundido tem relativamente baixa fluidez
Ligas no Ferrosas
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Alumnio
Geralmente considerado muito moldvel
Temperaturas de vazamento baixas devido baixa temperatura de fuso do alumnio
Tm = 660 C (1220 F)
Propriedades:
Peso baixo
Muitas propriedades de resistncia devido ao tratamento trmico
Fcil de usinar
Ligas no Ferrosas
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Cobre
Inclui: bronze, lato e alumnio-bronze
Propriedades:
Resistncia corroso
Aspecto atrativa
Boas qualidades estruturais
Limitao: alto custo do cobre
Aplicaes: acessrios para tubos, ps de hlice marinha, componentes de bombas hidrulicas, jias ornamentais
Ligas no Ferrosas
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Zinco
Boa maleabilidade, muito utilizado na fundio
Baixo ponto de fuso: Tm = 419 C (786 F)
Boa fluidez facilitando a fundio
Propriedades:
Baixa resistncia fluncia, depois de fundidas das no podem ser submetidas a altas tenses prolongadas
Consideraes sobre o Projeto do produto
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Simplicidade geomtrica:
Embora a fundio possa ser utilizada para produzir produtos com geometrias complexas, simplificando o design da pea, geralmente melhora-se o processo
Evitar complexidades desnecessrias:
Simplifica a fabricao do molde
Reduz a necessidade de machos
Melhora a resistncia da pea
Consideraes sobre o Projeto do produto
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Cantos do produto:
Cantos vivos e os ngulos devem ser evitados, pois so fontes de concentrao de tenses e podem causar trincas
Devem ser projetados cantos levemente arredondados
Consideraes sobre o Projeto do produto
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Inclinaes do projeto:
Na fundio com molde descartvel, a inclinao facilita a remoo da pea do molde
Inclinao da parede do molde = 1 para fundio em areia
Inclinao da parede do molde = 2 a 3 para os processos de molde permanente
Conicidades semelhantes devem ser consideradas com o uso de machos slidos
Consideraes sobre o Projeto do produto
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Inclinaes do projeto:Pequenas alteraes no projeto podem reduzir a necessidade do macho
a) concepo inicialb) redesenho
Consideraes sobre o Projeto do produto
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Tolerncias dimensionais e acabamento da superfcie:
Diferenas significativas na preciso dimensional e acabamento podem ser alcanadas no produto, em funo do processo:
Baixa preciso dimensional e acabamento na fundio em areia
Boa preciso dimensional e acabamento na fundio com molde permanente e processo da cera perdida
Consideraes sobre o Projeto do produto
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Sobre metal para usinagem:
Quase todos os fundidos em areia devem ser usinadospara atingir as dimenses e caractersticas exigidas
O material adicional, o chamado sobre metal para usinagem, deixado nas superfcies onde usinagem necessria
Sobre metal para usinagem tpicos usados na fundio de areia so em torno de 1,5 e 3 mm (1 / 16 e 1 / 4 )
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