Processos de Fabricacao Fundicao - Projeto do Modelo e Areia de Fundicao

Módulo 1 Prof Luiz F Fontanella Processos Fabricação Prof Luiz F Fontanella Fundição Prof Luiz F Fontanella Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 37 PROJETO DO MODELO Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 34 PROJETO DO MODELO ü Os modelos geralmente são feitos de madeira e para produção seriada os modelos são feitos em alumínio devido a sua leveza e usinabilidade ü Considerar as contrações dos materiais no dimensionamento do modelo ü Prever sobremetal para posterior usinagem ü Estudar adequadamente a localização dos machos ü Prever a colocação dos canais de vazamento Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 35 PROJETO DO MODELO 2 Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 36 PROJETO DO MODELO Dimensões recomendadas Contração Dimensões recomendadas Sobremetal Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 38 AREIA DE FUNDIÇÃO A areia de fundição deve apresentar certas características que permitam uma moldagem fácil e segura Entre elas as mais importantes são Plasticidade e consistência Moldabilidade Dureza Resistência Refratariedade Outros Para determinação dessas características procedese a ensaios de laboratório Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 39 Os componentes de uma areia de fundição são os seguintes ü areia que é o constituinte básico no qual devem ser consideradas as características de pureza granulometria tamanho de grãos distribuição granulométrica dureza forma dos grãos integridade dos grãos refratariedade permeabilidade e expansibilidade ü argila que constitui o aglomerante usual nas areias de fundição sintéticas especialmente preparadas AREIA DE FUNDIÇÃO Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 40 ü carvão moído eventualmente para melhorar o acabamento das peças fundidas ü dextrina aglomerante orgânico para conferir maior resistência mecânica à areia quando secada estufada ü farinha de milho gelatinizada Mogul que melhora a qualidade de trabalhabilidade da areia ü breu em pó também como aglomerante que confere principalmente em areia seca grande resistência mecânica ü serragem eventualmente para atenuar os efeitos da expansão AREIA DE FUNDIÇÃO Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 41 Uma composição típica de areia sintética de fundição é a seguinte partes em peso Areia 100 Argila 20 Água 4 Esse tipo de areia de composição mais simples é indicado para emprego geral na confecção dos moldes AREIA DE FUNDIÇÃO Argila ou bentonita Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 42 MOLDAGEM A fase de moldagem permite distinguir os vários processos de fundição os quais são classificados a seguir 1 moldagem em molde de areia por gravidade ü areia verde ü areia seca ü areia cimento ü areia de macho ü molde cheio Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 43 MOLDAGEM Areia Verde É o processo mais simples e de uso mais generalizado em fundição Possui baixa resistência mecânica com a presença de umidade Consiste em compactar manualmente ou empregando máquinas de moldar uma mistura plástica composta essencialmente de areia silicosa argila para aglomeração e água Geralmente são feitas certas adições como carvão cereais e celulose para melhorar a aglomeração a estabilidade dimensional acabamento da peça e outros Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 MOLDAGEM Areia Verde Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 45 MOLDAGEM Areia Verde Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 46 MOLDAGEM Areia Verde Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 47 MOLDAGEM Compactação manual com areia verde 3 Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 48 MOLDAGEM Compactação mecânica para produção contínua com areia verde Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 49 MOLDAGEM Areia Seca O molde é seco em estufa apropriada em temperatura que variam de 150 a 300oC As vantagens dos moldes estufados são a maior resistência à pressão do metal líquido maior estabilidade dimensional maior dureza maior permeabilidade e melhor acabamento das peças fundidas Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 50 MOLDAGEM Areia Cimento O cimento é usado como aglomerante tendo a composição típica 90 em peso de areia silicosa 10 em peso de cimento portland com adição de água correspondente a 8 em peso da mistura É indicado para moldagem de peças médias e grandes Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 51 MOLDAGEM Areia Macho Também conhecida como areia soprada ou coldbox em que um gás ou vapor é utilizado para curar uma substância aglomerante adicionada a areia Os tipos mais usados são Adição de 34 de silicato de sódio curado com CO2 gás Adição de resina fenoluretânica curada com vapor de amina Adição de resina epóxiacrilica curada com dióxido de enxofre gás Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 52 MOLDAGEM Molde Cheio Também denominada de fundição de espuma perdida ou fundição de modelo evaporativo é um processo que usa molde de areia sem ligante sem aglomerante Neste processo para cada peça necessita de um modelo sendo o molde de areia não aglomerada O modelo é feito de material evaporável por exemplo poliestireno expandido e geralmente feito por partes que são coladas para formar a peça completa Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 53 MOLDAGEM Molde Cheio Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 54 MOLDAGEM 2 Moldagem em molde metálico Processos que empregam este molde fundição em molde permanente lingoteiras ou misto com areia e coquilha Este processo permite a fundição de peças em ligas de alumínio magnésio cobre zinco e ferro fundido cinzento Comparando com a fundição em areia as peças apresentam maior uniformidade melhor acabamento superficial tolerâncias dimensionais mais estreitas e melhor propriedades mecânicas Este processo é limitado a peças de dimensões pequenas devido ao alto custo dos moldes 6 Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 55 MOLDAGEM 2 moldagem em molde metálico Processos que empregam este molde fundição sob pressão Este processo consiste em forçar o metal líquido sob pressão a penetrar na cavidade do molde chamado matriz Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 56 FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO As vantagens do processo são as seguintes produção de formas mais complexas que no caso da fundição por gravidade produção de peças de paredes mais finas e tolerâncias dimensionais mais estreitas alta capacidade de produção produção de peças praticamente acabadas utilização da mesma matriz para milhares de peças sem variações significativas nas dimensões das peças produzidas as peças fundidas sob pressão podem ser tratadas superficialmente por revestimentos superficiais com um mínimo de preparo prévio da superfície algumas ligas como a de alumínio apresentam maiores resistências que se fundidas em areia Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 57 FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO As principais desvantagens são as dimensões das peças são limitadas normalmente o seu peso é inferior a 5 kg e raramente ultrapassa 25 kg pode haver dificuldades de evasão do ar retido no interior da matriz dependendo dos contornos das cavidades e dos canais e o ar retido é a principal causa de porosidade nas peças fundidas O equipamento e acessórios são relativamente de alto custo de modo que o processo somente se torna econômico para grandes volumes de produção O processo com poucas exceções só é empregado para ligas cuja temperatura de fusão não são superiores as das ligas à base de cobre Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 58 FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO 5 4 7 A B 4A