Fundição com Molde de Areia

O que é Fundição com Molde de Areia?

A fundição com molde de areia é uma forma de fundição bastante utilizada. Tal como o nome implica, é utilizada areia para criar o molde. Na fundição com molde de areia, um padrão da peça acabada é colocado em areia. A areia é então compactada em redor do padrão para formar o molde. Se o padrão tiver de ser removido antes do vazamento do metal, o molde será constituído por duas ou mais peças. O molde tem de ser modificado para incluir um orifício através do qual o metal será vazado. O molde permanece intacto até o metal solidificar. O molde é destruído quando a peça é removida, pelo que é necessário criar um molde novo para cada peça. As empresas de serviços de fundição com molde de areia podem produzir peças de grandes dimensões. Os moldes de areia podem ser utilizados para criar peças em ferro, bronze, latão e alumínio. Outro tipo de fundição com molde de areia, a fundição com molde de areia verde, é pouco dispendioso e permite produzir peças de vários tamanhos; no entanto, o acabamento da superfície não é geralmente tão suave e a tolerância das dimensões não é tão pequena. As peças poderão necessitar de maquinação adicional. Os moldes de areia verde são utilizados para a produção de peças em ferro, aço, aço inoxidável e ligas de cobre, magnésio e níquel.

Processos de fundição em Areia Verde e Shell molding

FundiçãoÉ definido como o conjunto de atividades requeridas para dar forma aos materiais por meio da sua fusão. Exemplos: Liquefação, escoamento ou vazamento;FundiçãoO processo de fusão se dá pelo aquecimento da matéria prima até atingir seu ponto de liquefação. Os processos mais utilizados ainda para a confecção dos moldes convencionais são em areia de fundição ou terras especiais.FundiçãoOs materiais usados na fabricação de moldes podem ser recuperáveis ou perecíveis metálicos ou não-metálicos.MoldePeça original que será fundida

MoldeModelo de uma peça em madeira, notar que é de maior espessura que a originalMoldeApós fundido e retirado do molde, o componente adquire a coloração do material de que é formadoMoldeApós fundido e retirado do molde, componente vai para a usinagem tratamento térmico(se for o caso) o eMoldeApós usinado e tratado termicamente, o componente vai para a pintura, adquirindo aparência idêntica ao originalMolde em areia verdeConsiste na elaboração do molde com areia húmida modelada pelo formato do modelo da peça a ser fundida. É o método mais empregado na atualidade, serve para todos os metais. É especialmente apropriado para peças de tamanho pequeno e médio. Não é adequado para peças grandes, de geometria complexas, nem para acabamentos finos, pois ficam as marcas de corrugamento da areia, e sua tolerância dimensional é reduzida.AREIA VERDEÉ um processo que pode ser feito por moldagem em areia verde e em cascas de Shell, cura a frio, com dióxido de carbono e loast foam. A areia verde é composta essencialmente de areia silicosa, de argila e de água. Esse material é constituído por granulados refratários chamados de areias-base e por um produto com capacidade de coesão e plasticidade o aglomerante que neste caso é a argila.AREIA VERDEMais conhecido Mais empregado Economia e rapidez Usado com a maioria dos metais (ferrosos e não-ferrosos) Produção em sérieAREIA VERDEAreia de moldagem: (mistura plástica) areia (natural, semi-sintética, sintética) + Argila + Água Não necessita de secagemVariantes:Secagem ao ar; eliminação da umidade superficial e aumento da rigidez Secagem superficial. Álcool + água como aglomerantes. Melhoria na erosão do molde pelo metal líquido e redução da geração de gases no interior do molde.Fundição em areia verdeFundição em areia verdeO processo de moldação em areia verde é responsável por mais de 60 % da produção mundial de fundidos. Cada meia moldação é obtida através da compactação de areia de moldação em redor de um molde/placa molde, no interior de uma caixa metálica.Preparação de areiasA galga é sem dúvida, o elemento principal de uma instalação para preparação de areia do tipo sintética (verde) com base em argilas.Fig. 2 Galga [5].Existem três tipos de areia verde:areia de moldação fina: tamanho de grão (120-180) mesh e alta percentagem de argila (12 a 15%); areia de moldação média: tamanho de grão (80-100) mesh e alta percentagem de argila (8 a 14%); areia de moldação grosseira: tamanho de grão (60-100) mesh e baixa percentagem de argila (4 a 6%), sendo este tipo de areia mais utilizada para o aço e para o

ferro, devido à necessidade destes metais permanecerem por um longo período de tempo na moldação;Principais VantagensProdução de formas mais complexas do 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 quase que 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 do que se forem fundidas em areia.Principais DesvantagensAs dimensões das peças são limitadas normalmente seu peso é inferior a 5kg; raramente ultrapassa 25kg; Pode haver dificuldade de evasão do ar retido no interior da matriz dependendo dos contornos das cavidades e dos canais; o ar retido é a principal causa de porosidade nas peças fundidas; O equipamentos e os acessórios, são relativamente caros, de modo que o processo somente se torna econômico para grandes volumes de produção; Processo com poucas exceções, só é empregado para ligas cujas temperaturas de fusão não são superiores às da liga de cobre.Shell moldingÉ uma resina fenólica líquida, do tipo novolaca, desenvolvida para cobertura de areias à quente ou à frio, para o processo shell-molding, utilizando catalisador AC 50, sendo curada na presença de calor. É utilizada na confecção de machos e cascas em fundições de metais ferrosos e não ferrosos, com areias de sílica, aditivada ou não com óxido de ferro ou cromita, oferecendo: Alta resistência após cura, boa colapsidade, permite recuperação de areia, excelente acabamento superficial do fundido.Moldagem em casca (Shell molding, Processo Croning, Processo CMistura: Areia + resina sintética polimeriz. a quente (termofixa) 3 a 10% Estufa: 150 a 350 C Acabamento excelente; Alta rigidez boa precisão dimensional Como a espessura da casca é pequena, pode ser empregada areia bem fina sem prejuízo na permeabilidade do molde.Moldagem em casca (Shell molding, Processo Croning, Processo CCascas de até 5 mm de espessura (mínima) dependente do tamanho, peso, complexidade da peça e do metal utilizado. Molde + machos duas partes fechadas com grampos ou colados antes do vazamento.Moldagem em casca (Shell molding, Processo Croning, Processo CLimitações: Peças não maiores que 15 20 Kg. Utilização: motor de explosão refrigerado a ar, virabrequins, peças de responsabilidade (justificando o custo do processo).Shell molding1944 - O alemão Johannes Croning desenvolve e elabora a patente do processo de fundição ShellMolding.Shell Molding1. Elaboração de um modelo permanente 2. Fixação do modelo a uma placa metálica que é aquecida (150ºC a 300ºC) e revestida com desmoldante (Silicone) 3. Fixação de uma caixa com areia prérevestida com resina à placa-modeloShell Molding4. Rotação da caixa e da placamodelo e queda por gravidade da areia sobre o modelo 5. Formação da meia moldação 6. Nova rotação da caixa e da placa-modelo e remoção da areia não polimerizada 7. Repetição para a outra meia moldação

Shell Molding8. União das meias moldações e vazamento do material 9. Extracção das peças 10. Acabamento final das peçasVantagensMaior precisão, tolerânicas dimensionais mais apertadas, maior rigor de forma; Menor rugosidade superficial; Rapidez de fabrico; Redução do volume de areias de moldação; Capacidade de armazenamento das carapaças; Moldações leves; Processo mais económico que os de areia para produção de séries de peças;DesvantagensCusto mais elevado das areias prérevestidas Custo mais elevado das placas modelo Limitação do processo a peças pequenas e médias (resistência mecânica das carapaças) Areias não recicláveis economicamente Espessuras mínimas obtidas de 6mm