7 - Outros Processos de Fundição

7.1 - Fundição em Areia Seca

Como já mencionado, moldes de areia verde contêm até 7 por cento de água, dependendo do tipo e porcentagem do material de liga. Então, este tipo de molde só pode ser usado para moldes pequenos com paredes finas, uma vez que peças grandes com paredes espessas aquecem o molde e provocam a vaporização da água presente no molde. Isso iria provocar bolhas nas peças. Por esta razão, moldes para peças grandes devem ser secos. A operação para secar é feita em fornos a uma temperatura que varia de 150º para 350ºC, de 8 até 48 horas, dependendo do tipo e quantia de aglomerante usado.

7.2 - Fundição em Moldes de Cimento

Uma mistura de areia contendo de 8 a 12 por cento de cimento e 4 a 6 por cento de água é usada. Ao fazer o molde, a mistura deve endurecer primeiro antes que o modelo seja retirado. O molde obtido fica curando por aproximadamente 3 a 5 dias. Peças grandes com formas complicadas, dimensões precisas, e superfícies lisas normalmente são produzidas neste modo. A única desvantagem é que o processo requer longo tempo para o processo de moldagem.

7.3 - Fundição CO2

A areia é misturada com um aglomerante que envolve uma solução de silicato de sódio atingindo 6 por cento. Depois que o molde for batido é soprado gás carbônico pela mistura de areia. Como resultado, o gel de sílica mantém a areia aglomerada e nenhum secante é necessário. Considerando que os moldes endurecem enquanto o modelo está montado, boa precisão dimensional

7.4 - Fundição em Moldes Especiais

Moldagem em Pasta Moldes de gesso são apropriados para fundir prata, ouro, magnésio, cobre, e ligas de

alumínio. O material para moldagem é uma mistura de areia fina, amianto e gesso como aglomerante. Água é adicionada a mistura até que uma pasta cremosa é obtida. O processo de secagem deverá ser bem lento para evitar trincas no molde.

Moldagem em ArgilaO molde de argila é usado para peças muito grandes. A forma básica do molde desejado é

construída com tijolos e argamassa (como se fosse uma casa de tijolo). Uma mistura de argila é então usada como material de moldagem para obter o acabamento final do molde. Gabaritos e chapelonas são empregados no processo de moldagem. A mistura de argila usada na moldagem consiste em 50 por cento de argila e o resto sendo principalmente de areia lavada. Os moldes de argila devem ser secos antes do metal ser vazado.

Moldagem em Cerâmicos

O material para moldar é uma pasta composta de grãos refratários, aglomerante cerâmico, água, álcool, e um agente para ajustar o valor do pH. A pasta é vazada ao redor do modelo permanente (reutilizável) que é deixada endurecer antes do modelo ser retirado. Em seguida, deixa-se secar o molde durante algum tempo e depois é aquecido para ganhar resistência. De fato, normalmente os moldes cerâmicos são pré-aquecidos antes de se vazar o metal fundido. Por isso, eles são adequados para fundir ligas de alto ponto de fusão. O excelente acabamento superficial e as tolerâncias bem apertadas das peças obtidas são uma das vantagens deste processo. Este fato conduz a eliminação das operações de usinagem que normalmente são executadas em peças fundidas. Os moldes cerâmicos são certamente vantajosos para metais preciosos ou para os metais de difícil usinagem, assim como também para moldar peças muito complexas.

Moldagem em Grafita A grafita é usado nos moldes feitos para receber ligas de alto ponto de fusão, como o titânio,

que deve ser vazado em moldes inertes. O processo de fundição deve ser executado em no vácuo para eliminar qualquer possibilidade de contaminar o metal. Moldes de grafite ou podem ser feitos através de usinagem de um bloco de grafita para criar a cavidade desejada ou compactando um agregado de base de grafite ao redor do modelo e então sintetizando o molde obtido a uma temperatura de 1000º a 1120ºC em uma atmosfera redutora .Os moldes de grafita tem aplicações industriais difundidas na fundição centrífuga do bronze e do cobre.

7.5 - Fundição em Casca e "cura a frio"

O uso das resinas foi um grande aperfeiçoamento na utilização de areia para a produção de moldes de fundição. A areia não precisa mais ser compactada porque o aglomerante, que é como uma espécie de cola, tem a função de manter juntos os grãos de areia. E isso é feito (e dois modos: a quente ou a frio.

Um dos processos, que usa calor para provocar a reação química entre o aglomerante e os grãos da areia, é aquele chamado de "shell molding", que em português quer dizer moldagem de casca.

Ele é realizado da seguinte maneira:

1. Os modelos, feitos de metal para resistir ao calor e ao desgaste, são fixados em placas, juntamente com os sistemas de canais e os alimentadores.

2.A placa é presa na máquina e aquecida por meio de bicos de gás até atingir a temperatura de trabalho (entre 200 e 250°C).

3.A placa é então girada contra um reservatório contendo uma mistura de areia /resina de modo que o modelo fique envolto por essa mistura.

4. O calor funde a resina que envolve os grãos de areia e essa mistura, após algum tempo (±15 segundos), forma uma casca ("se") com a espessura necessária (entre l0 e 15 mm) sobre o modelo.

5. A "cura" da casca, ou seja, o endurecimento da resina se completa quando a placa é colocada em uma estufa em temperaturas entre 350 e 450° 6. Após 2 ou 3 minutos, a casca é extraída do modelo por meio de pinos extratores.

6. Após 2 ou 3 minutos, a casca é extraida do modelo por meio de pinos extratores

Por causa da característica do processo, a casca corresponde a uma metade do molde. Para obter o molde inteiro, é necessário colar duas metades.

Esse processo de moldagem permite que os moldes e machos sejam estocados para uso posterior. Além disso, ele comece um bom acabamento para a superfície da peça, alta estabilidade dimensional para o molde, possibilidade de trabalhar com tolerâncias mais estreitas, facilidade de

liberação de gases durante a solidificação. É totalmente mecanizado e automatizado e é adequado para peças pequenas e de formatos complexos. A fundição das peças é feita por gravidade.

A maior desvantagem desse processo é o custo mais elevado em relação à moldagem em areia verde.

Mas existe outra maneira de se obter o endurecimento, ou cura, da resina sem a utilização de calor. É o processo de cura a frio no qual a resina empregada se encontra em estado líquido. Para que a reação química seja desencadeada, adiciona-se um catalisador à mistura de resina com areia limpa e seca.

Essa mistura é feita, por meio de equipamentos, na hora da moldagem e deve ser empregada imediatamente porque a reação química de cura começa a se desenvolver assim que a mistura está pronta. O processo é o seguinte:

1. Os modelos, que podem ser feitos de madeira, são fixados em caixas.2. A mistura areia/resina/catalisador é feita e continuamente despejada e socada dentro da caixa,

de modo a garantir sua compactação.3. A reação de cura inicia-se imediatamente após a moldagem e se completa algumas horas

depois.4. O modelo é retirado girando-se a caixa 180°.5. O molde é então pintado com tintas especiais para fundição. Estas têm duas funções: aumentar

a resistência do molde às tensões geradas pela ação do metal líquido, e dar um melhor acabamento para a superfície da peça fundida.

6. O molde é aquecido com maçarico ou é levado para uma estufa para a secagem da tinta.

Com esse processo, os fundidores obtêm moldes mais rígidos para serem usados para a produção de peças grandes e de formatos complicados com bom acabamento de superfície. O vazamento do metal é feito por gravidade.

A cura a frio é um processo de moldagem mais caro quando comparado aos outros processos que usam areia. Além disso, os catalisadores são compostos de substâncias ácidas e corrosivas, que exigem muito cuidado na manipulação porque são muito tóxicas.

7.6 - Fundição de Precisão

Como você já sabe, produzir peças por fundição é basicamente fazer um modelo, fazer um molde a partir desse modelo, e vazar (despejar) metal líquido dentro do molde

O que diferencia um processo do outro é tanto o modo como o metal líquido é vazado (pode ser por gravidade ou pressão) quanto o tipo de moldagem utilizado (em moldes de areia ou em moldes metálicos).

Por outro lado, a escolha do processo é determinada principalmente pelo tipo de produto final que você quer obter. Assim, se você quiser produzir um produto fundido com determinado peso

máximo de 5 kg, formato complexo, melhor acabamento de superfície e tolerâncias mais estreitas em suas medidas, ou seja, um produto com características aliadas à qualidade do produto usinado, será necessário usar o processo de fundição de precisão.

Por esse processo, pode-se fundir ligas de alumínio, de níquel, de magnésio, de cobre, de cobre-berílio, de bronze-silício, latão ao silício, ligas resistentes ao calor, além do aço e do aço inoxidável para a produção de peças estruturais para a indústria aeronáutica, para motores de avião, equipamentos aeroespaciais, de processamento de dados, turbinas a gás, máquinas operatrizes, equipamentos médicos, odontológicos, ópticos etc.

Em qual aspecto a fundição de precisão se diferencia dos outros processos de fundição? Exatamente na confecção dos modelos e dos moldes. Enquanto nos processos por fundição em areia que estudamos na aula anterior o modelo é reaproveitado e o molde é destruído após a produção da peça, na fundição de precisão tanto o modelo quanto o molde são destruídos após a produção da peça.

Em primeiro lugar, devemos saber que os modelos para a confecção dos moldes são produzidos em cera a partir de uma matriz metálica formada por uma cavidade com o formato e dimensões da peça desejada. A cera, que não se assemelha àquela que usamos no assoalho da nossa casa, é um material que derrete com o calor. E é no estado líquido que ela é injetada dentro da matriz para formar os modelos.

O molde é produzido a partir de uma pasta ou lama refratária feita com sílica ou zirconita, na forma de areia muito fina, misturada com um aglomerante feito com água, silicato de sódio e / ou silicato de etila. Esta lama endurece em contato com o ar e é nela que o modelo de cera ou plástico é mergulhado. Quando a lama endurece em volta do modelo, forma-se um molde rígido. Após o endurecimento da pasta refratária, o molde é aquecido, o modelo derretido, e destruído. Essa casca endurecida é o molde propriamente dito e é nele que o metal líquido é vazado. Assim que a peça se solidifica, o molde é inutilizado. Por causa das características desse processo, ele também pode ser chamado de fundição por moldagem em cera perdida. Resumindo, a fundição por moldagem em cera perdida apresenta as seguintes etapas:

1. A cera fundida é injetada na matriz para a produção do modelo e dos canais de vazamento.

2. Os modelos de cera endurecida são montados no canal de alimentação ou vazamento.

3. O conjunto é mergulhado na lama refratária.

4. O material do molde endurece e os modelos são derretidos e escoam.

5. O molde aquecido é preenchido com metal líquido por gravidade, centrifugação ou a vácuo.

6. Depois que a peça se solidifica, o material do molde é quebrado para que as peças sejam

retiradas.

7. As peças são rebarbadas e limpas.

Em muitos casos, as peças obtidas por esse processo chegam a dispensar a usinagem devido à qualidade do acabamento de superfície obtido. Mesmo quando a usinagem faz-se necessária, demanda acabamento mínimo e isso reduz os custos de produção.

Não se esqueça de que, apesar das desvantagens, o que comanda a escolha é, em última análise, o produto que se quer produzir. E, no caso da fundição de precisão, seu emprego é indicado para aplicações bem específicas que compensam os altos custos da produção.

7.7 - Molde Permanente ou Coquilha

Manuais ou mecanizados, de precisão, não importa qual o processo de fundição que tenhamos estudado até agora, todos tinham em comum duas coisas: o fato de que o material básico para a confecção dos moldes era, na maioria dos casos, areia e que após a produção da peça o molde era destruído.

Acontece que, ao lado de todas as vantagens que a areia apresenta na confecção de moldes, existem sempre os problemas comuns à sua utilização para a fundição: quebras ou deformações dos moldes, inclusões de grãos de areia na peça fundida, problemas com os materiais aglomerantes e com as misturas de areia, e assim por diante. .

Dependendo do trabalho que se quer realizar, da quantidade de peças a serem fundidas e, principalmente, do tipo de liga metálica que será fundida, o fabricante tem que fundir suas peças em outro tipo de molde: os moldes permanentes, que dispensam o uso da areia e das misturas para sua confecção.

Os processos de fundição por molde permanente usam moldes metálicos para a produção das peças fundidas. Por esses processos realiza-se a fundição por gravidade ou por pressão.

Usar um molde permanente significa que não é necessário produzir um novo molde a cada peça que se vai fundir. A vida útil de um molde metálico permite a fundição de até 100 mil peças. Um número tão impressionante deveria possibilitar a extensão de seu uso a todos os processos de fundição. Só que não é bem assim.

A utilização dos moldes metálicos está restrita aos metais com temperatura de fusão mais baixas do que o ferro e o aço. Esses metais são representados pelas ligas com chumbo, zinco, alumínio, magnésio, certos bronzes e, excepcionalmente, o ferro fundido. O motivo dessa restrição é que as altas temperaturas necessárias à fusão do aço, por exemplo, danificariam os moldes de metal.

Os moldes permanentes são feitos de aço ou ferro fundido ligado, resistente ao calor e às repetidas mudanças de temperatura. Moldes feitos de bronze podem ser usados para fundir estanho, chumbo e zinco.

Os produtos típicos da fundição em moldes permanentes são: bases de máquinas, blocos de cilindros de compressores, cabeçotes, bielas, pistões e cabeçotes de cilindros de motores de automóveis, coletores de admissão.

Esses produtos, se comparados com peças fundidas em moldes de areia, apresentam maior uniformidade, melhor acabamento de superfície, tolerâncias dimensionais mais estreitas e melhores propriedades mecânicas.

Por outro lado, além de seu emprego estar limitado a peças de tamanho pequeno e produção em grandes quantidades, os moldes permanentes nem sempre se adaptam a todas as ligas metálicas e são mais usados para a fabricação de peças de formatos mais simples, porque uma peça de formas complicadas dificulta não só o projeto do molde, mas também a extração da peça após o processo de fundição.

Para fundir peças em moldes metálicos permanentes, pode-se vazar o metal por gravidade. Nesse caso, o molde consiste em duas ou mais partes unidas por meio de grampos para receber o metal líquido. Isso pode ser feito manualmente.

A montagem dos moldes também pode ser feita por meio de dispositivos mecânicos movidos por conjuntos hidráulicos, que comandam o ciclo de abertura e fechamento dos moldes.

Tanto os moldes quanto os machos são cobertos com uma pasta adesiva rala feita de material refratário cuja função, além de proteger os moldes, é impedir que as peças grudem neles, facilitando a desmoldagem.

A fundição com moldes metálicos também é feita sob pressão. Nesse caso, o molde chama-se matriz.

7.8 - Fundição sob Pressão

Os moldes metálicos também são usados no processo de fundição sob pressão. Este consiste em forçar o metal líquido a penetrar na cavidade do molde, chamado de matriz.

A matriz, de aço-ferramenta tratado termicamente, é geralmente construída em duas partes hermeticamente fechadas no momento do vazamento do metal líquido. O metal é bombeado na cavidade da matriz sob pressão suficiente para o preenchimento total de todos os seus espaços e cavidades. A pressão é mantida até que o metal se solidifique. Então, a matriz é aberta e a peça ejetada por meio de pinos acionados hidraulicamente.

Muitas matrizes são refrigeradas a água. Isso é importante para evitar superaquecimento da matriz,a fim de aumentar sua vida útil e evitar defeitos nas peças.

Para realizar sua função, as matrizes têm que ter resistência suficiente para agüentar o desgaste imposto pela fundição sob pressão, e são capazes de suportar entre 50 mil e 1 milhão de injeções.

Máquinas de fundição sob pressão

A fundição sob pressão é automatizada e realizada em dois tipos de máquina:

máquina de câmara quente; máquina de câmara fria.

Em princípio, o processo de fundição sob pressão realizado na máquina de câmara quente utiliza um equipamento no qual existe um recipiente aquecido onde o metal líquido está depositado. No seu interior está um pistão hidráulico que, ao descer, força o metal líquido a entrar em um canal que leva diretamente à matriz. A pressão exercida pelo pistão faz com que todas as cavidades da matriz sejam preenchidas, formando-se assim a peça. Após a solidificação do metal, o pistão retorna à sua posição inicial, mais metal líquido entra na câmara, por meio de um orifício, e o processo se reinicia.Uma representação esquemática desse equipamento é mostrada abaixo.

Essa máquina é dotada de duas mesas: uma fixa e outra móvel. Na mesa fixa ficam uma das metades da matriz e o sistema de injeção do metal. Na mesa móvel localizam-se a outra metade da matriz, o sistema de extração da peça e o sistema de abertura, fechamento e travamento da máquina.

Ela é usada quando o metal líquido se funde a uma temperatura que não corrói o material docilindro e do pistão de injeção, de modo que ambos possam ficar em contato direto com o banho de metal.

Se a liga se funde a uma temperatura mais alta, o que prejudicaria o sistema de bombeamento (cilindro e pistão), usa-se a máquina de fundição sob pressão de câmara fria, empregada principalmente para fundir ligas de alumínio, magnésio e cobre.

O princípio de funcionamento desse equipamento é o mesmo. A diferença é que o forno que contém o metal líquido é uma unidade independente, de modo que o sistema de injeção não fica dentro do banho de metal. Veja representação esquemática abaixo.

A máquina de fundição sob pressão em câmara fria pode ser:

horizontal, na qual o pistão funciona no sentido horizontal; vertical, na qual o sistema de injeção funciona no sentido vertical.

Vantagens e desvantagens

Como todo o processo de fabricação, a fundição sob pressão tem uma série de vantagens e desvantagens. As vantagens são:

peças de ligas como a de alumínio, fundidas sob pressão, apresentam maiores resistências do que as fundidas em areia;

peças fundidas sob pressão podem receber tratamento de superfície com um mínimo de preparo prévio da superfície;

possibilidade de produção de peças com formas mais complexas; possibilidade de produção de peças com paredes mais finas e tolerâncias dimensionais mais

estreitas; alta capacidade de produção; alta durabilidade das matrizes.

As desvantagens são:

limitações no emprego do processo: ele é usado para ligas não-ferrosas, com poucas exceções;

limitação no peso das peças (raramente superiores a 5 kg.); retenção de ar no interior das matrizes, originando peças incompletas e porosidade na peça

fundida; alto custo do equipamento e dos acessórios, o que limita seu emprego a grandes volumes de

produção.A indústria automobilística utiliza uma grande quantidade de peças fundidas sob pressão: tampas

de válvulas, fechaduras, carcaças de motor de arranque, maçanetas, caixas de câmbio de máquinas agrícolas. O mesmo acontece com a indústria aeronáutica, que usa peças fundidas principalmente de ligas de alumínio e magnésio. Essa variedade de produtos indica a importância desse processo de fabricação dentro do setor de indústria metal-mecânica.

7.9 - Fundição Centrífuga

Fundição centrífuga se refere a um grupo de processos nos quais as forças usadas para distribuir o metal fundido na cavidade do molde (ou cavidades) são causados pela aceleração centrífuga. Os processos de fundição centrífuga podem ser classificados como (verdadeira) fundição centrífuga, fundição semicentrífuga, e centrifugando. Cada um destes processos são discutido abaixo.

7.9.1 - Fundição centrífuga verdadeira.

Fundição centrífuga verdadeira envolve rotação de um molde cilíndrico ao redor de seu próprio eixo com uma RPM suficiente para criar uma força centrífuga efetiva e o metal fundido então ser vazado para a cavidade do molde. O metal fundido é empurrado para as paredes do molde pela aceleração centrífuga (normalmente 70 a 80 vezes o da gravidade), solidifica-se na forma de um cilindro oco. A forma exterior do fundido é determinada pelo contorno do molde, enquanto o diâmetro da superfície cilíndrica interna é controlado pela quantidade de metal fundido vazada na cavidade de molde. As máquinas usadas para girar o molde podem ter eixos horizontais ou verticais de rotação. Curtos cilindros são normalmente fundidos que em máquinas de eixo vertical, enquanto que tubos mais longos, como os que transportam água e esgoto, são fundidos usando máquinas de eixo horizontal. As características básicas de uma máquina de fundição centrifuga com eixo horizontal é mostrado na figura 2-16.

Peças obtidas por fundição centrifuga são caracterizadas por alta densidade, estrutura granulada refinada e propriedades mecânicas superiores. Isto é acompanhado por uma baixa porcentagem de refugos e alta taxa de produção. Uma vantagem adicional do processo de fundição centrifuga é a alta eficiência da utilização do metal devido a eliminação de alimentadores, canais e sobremetal de usinagem. 7.9.2 - Fundição Semicentrífuga.

A fundição semicentrífuga é bastante semelhante ao que foi visto no processo anterior, a diferença é que a cavidade do molde é completamente preenchida com o metal fundido. Mas uma vez que a aceleração centrífuga é dependente do raio, o núcleo central do fundido‚ sujeito a baixa pressão é a região onde o ar e as inclusões estão presentes. Por isso, o processo de fundição semicentrífuga é recomendado para produção de peças que serão usinados posteriormente para remoção do cubo central. Exemplos incluem rodas dentadas para tanques, tratores. As vezes um macho de areia é usado para formar a cavidade central do fundido para eliminar a necessidade de usinagem posterior.

7.9.3 - Centrifugando.

No método centrifugando, vários moldes são dispostos na circunferência de um círculo e são conectadas a um canal central de descida ligados a canais radiais. O metal fundido é vazado e o molde é girado ao redor do eixo central do canal. Em outras palavras, cada peça é girada ao redor de um eixo deslocado do seu próprio eixo de simetria. Então, os moldes enchidos sob alta pressão, assim o processo é normalmente usado para produção de peças com formas complicadas onde a pressão elevada no molde durante a solidificação que permite a obtenção de peças com detalhes finos.

8 - Fornos de Fundição

Vários tipos de fornos são empregados para fundir diferentes metais ferrosos e não ferrosos em fundição. O tipo de forno de fundição a ser usado é determinado pelo tipo de metal a ser fundido, a taxa de produção do metal fundido e a pureza desejada. A seguir é feita uma descrição sucinta de cada um dos fornos de fundição comumente usados.

8.1 - O Forno Cubilô Estrutura : O Cubilô é o forno mais usado para produzir ferro fundido cinzento. Um esboço

esquemático deste tipo de forno é mostrado na figura 2-20. Como nós podemos ver naquela figura, o Cubilô é um forno cuja altura é de três a cinco vezes o seu diâmetro. É construído em um base de aço que é de (10 mm) de densidade e que está interiormente forrado com tijolos de argila refratária. A estrutura inteira é erguida em pernas ou colunas. Para o topo do forno, há uma abertura pela qual o combustível é colocado. O ar que é necessário para a combustão é soprado pelas ventaneiras localizadas a aproximadamente 900 mm acima da base do forno. Ligeiramente acima da base e na frente, há um furo vedado e uma calha que permite o ferro fundido ser coletado. Também há uma

abertura de escória localizada na parte de trás e acima do nível do furo vedado (porque a escória flutua na superfície do ferro fundido). O fundo do Cubilô está fechado com portas removíveis para esvaziar o resíduo de coque ou metal e também habilitar a manutenção e o conserto do forno em linha.

Operação : Uma base de areia de moldagem é batida primeiro no fundo até formar uma espessura de cerca de 150 mm ou mais. A base de coque é de aproximadamente 1 m de espessura e é colocado sobre a areia. O coque é acendido e o ar é inflado a uma taxa abaixo do normal. Depois a carga é colocada no Cubilô. Muitos fatores, como a composição da carga, afetam a estrutura final do ferro fundido cinzento obtida. Geralmente a carga é composta de 25% de ferro gusa (bruto), 50% de sucata de ferro fundido cinzento, 10% de sucata de aço, 12% de coque como combustível, e 3% de calcário. Estes componentes formam camadas alternadas de coque, calcário e metal. Às vezes, são somados briquetes de ferro-manganês e inoculantes são adicionados à carga para controlar e melhorar a estrutura do ferro fundido a ser produzido.

8.2 - Fornos de Chama Direta

O forno de chama direta (ou forno de reverbação) é usado para um tipo de fundição de bronze, latão, ou ferro nodular. São acendidos os queimadores do forno com carvão pulverizado. Como nós podemos ver na figura 2-21, o telhado reflete a chama sobre o metal que aquece o metal e consequentemente o fundido. Os produtos gasosos provindos da combustão deixam o forno pelo tubo da chaminé. A superfície interna do forno está forrada com tijolos refratários onde estão a carga e a válvula. Quando se funde ferro, a relação de combustível e ar é ajustada para produzir um ferro completamente branco sem grafite livre em camadas, uma vez que isso diminui as qualidades do ferro nodular.

8.3 - Fornos de Cadinho (ou panela)

Metais não ferrosos como bronze, latão, alumínio e ligas de zinco normalmente são fundidos em

fornos de panela. Estes fornos são acendidos através de líquido, gás ou da pulverização de combustível sólido. A figura 2-22 mostra que os produtos de combustão não entram em contato direto com o metal fundido e habilitam assim a produção de fundidos de qualidade. Os fornos de cadinho podem ser estacionários ou basculantes. Quando empregando o tipo estacionário, os cadinhos são erguidos através de pinças e são elevados por sistema de roldanas (moitões). Por outro lado, panelas com bica longa são sempre usados em fornos basculantes.

As panelas são feitas de material refratário ou ligas de aços (contendo 25 % de cromo). As panelas refratárias podem ser de argila grafitada (clay graphite), ou aglomerado cerâmico ou aglomerado silício-carbono. O primeiro tipo é mais barato, enquanto o segundo é mais popular na indústria. As panelas cerâmicas são usadas quando se funde alumínio, bronze, ou ferro fundido cinzento, considerando que metais são fundidos em panelas de ligas de aço. Não devem ser fundidas ligas diferentes no mesmo cadinho, evitando assim a contaminação do metal fundido.

8.4 - Fornos elétricos Fornos elétricos são normalmente usados quando há uma necessidade de um controle fino dos

elementos constituintes da liga e quando são requeridas alta pureza e qualidade no fundido. Estes fornos também são empregados quando se funde ligas de alto ponto de fusão. Em todos os tipos de

fornos elétricos, a energia elétrica é convertida em calor. Não obstante, eles podem ser de arco elétrico, de resistência ou fornos de indução.

8.4.1 - Forno de arco elétrico.

O forno de arco elétrico é o tipo mais usado de forno elétrico. A figura 2-23 mostra um esboço de um forno de arco elétrico. O calor gerado pelo arco elétrico é transferido através de radiação direta ou por radiação refletida pelo forro interno do forno. O arco elétrico é gerado entre dois eletrodos de grafite. Para controlar a folga entre os dois eletrodos e adequar o controle da intensidade do calor, um eletrodo é estacionário e o outro é móvel. Os fornos de arco elétrico são usados principalmente para fundir aços e menos usados para fundir ferro fundido cinzento e alguns metais não-ferrosos.

8.4.2 - Forno de resistência.

O forno de resistência é empregado principalmente para fundir alumínio e suas ligas. A figura 2-24 indica as características básicas de um típico forno de resistência. O metal sólido é colocado em cada uma das rampas inclinadas que está submetido ao calor das espirais de resistência elétrica localizados acima. Quando o metal funde, flui para dentro de um reservatório. O metal fundido pode ser despejado pela bica inclinando o forno inteiro.

8.4.3 - Forno de indução.

O forno de indução possui muitas vantagens que incluem temperaturas uniformemente distribuídas dentro do metal fundido, flexibilidade, e a possibilidade de controlar a atmosfera do forno. Além disso, o efeito-motor das forças eletromagnéticas ajuda a mexer o metal fundido e produzir uma composição mais homogênea. São usados fornos de indução para fundir aço e ligas de alumínio. A figura 2-25 mostra um esboço da construção usada em fornos de indução. Envolve um rolo de indução que é construído nas paredes do forno. Uma corrente revezada no rolo induz corrente em qualquer objeto metálico que obstrui o fluxo eletromagnético. Fornos de alta e baixa corrente são usados em indústria para induzir corrente alternada no metal sólido para fundi-lo.