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PROCESSOS DE FUNDI

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- contracao de volume (liquida/solidificacao/solida), que pode ocasionar:- rechupe ou vazio de chupagem

..-

-

--

- trincas a quente

incorreto incorreto

ccrretc

- tensoes residuaiscorreto

- concentracao de impurezas (f6sforo, enxofre, manganes, silicio e carbono). Nao e criticoporque acumulo ocorre em regioes centrais (geralmente de baixas tensoes)

desprendimento de gases CO e C02: forma bolhas na peca (controlar composicaoquimica mais rigorosamente, se necessario)

Perguntas:1. Os processos de fundicao se classificam como process os primarios ou secundarios de

fabricacao?

2009A - Fundicao - 2

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2.0 que e 0 rechupe?

3. Em qual regiao das pecas fundidas ha maior probabilidade de acumulo de impurezas?Essas regioes sao criticas?

5. Etapas do processo de fundicao- desenho da pe9a- projeto do modelo- confeccao do modelo (modelagem)- confeccao do molde (moldagem)- confeccao de machos (permitem a obtencao de furos)- fusao do metal- vazamento no molde- limpeza e rebarbacao- controle de qualidade

6. Projeto do Modelo- materiais: madeira, aluminio, a90 (moldagem em casca), cera (moldagem por ceraperdida), isopor (moldagem plena);

- evitar cantos vivos

lncorreto eorreto

- utilizar massalote (cabeca-quente) ou alimentador e geometrias convenientes-nassato-e dematerialrefr atar io

lingoteirarnetalica

peca fund ida

lingote


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- considerar contracao do metal- evitar fissuras de contracao;- prever diminuicao do tamanho da peca em relacao ao modelo

- deixar sobre-metal para posterior usinagem- considerar espessura minima das paredes da peca a ser obtida (dependente da fluidez dometal fundido):

- aproximadamente 3mm em fundicao em areialmolde metalico- aproximadamente lmm em fundicao sob pressao

- prever conicidadel angulo de saida de 3 graus

incorreto- eliminar rebaixos

incorreto

- verificar divisao do modelo

-~-

(a)

angulo. d... rd a

correto

)

correto

--0{7B--(b)

- prever colocacao de canais de vazamento- estudar localizacao dos machos

pec;:a

modelo


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Perguntas:4. Por que as pecas obtidas por process os de fundicao nao podem ter cantos vivos?

5. Como 0 rechupe pode ser evitado ou control ado?

6. Por quais motivos deve-se fazer 0 modelo ou 0 molde de dimensoes maiores que asdimensoes da peca final quando sao utilizados processos de fundicao?

7. 0 que acontece se as paredes do molde forem muito estreitas (menores que 1 mm, porexemplo) ?

8. 0 deve ser feito em relacao a geometria do modelo para facilitar sua retirada de dentro domolde?

9. Para que servem os machos em processos de fundicao?

7. Moldeo tipos de moldes distinguem os process os de fundicao:- molde temporario:

- molde de areia de fundicao (areia verde, areia-seca, areia-cimento);- moldagem em casca;- fundicao por cera perdida;

molde permanente:- molde metalico;- fundicao por centrifugacao;- fundicao sob pressao;- fundicao continua;

moldes mistos: partes permanentes, partes temporarias


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7.1 Moldes temporarios7.1.1 Moldagem em areia de fundicao

Molde e composto por caixa de moldagem (metalica) dividida em duas partes (superior einferior), preenchida com areia de fundicao.

Areia de fundicao: areia com aglomerantes (argila, breu, outros) e agua.Forma do molde e obtida em funcao da forma do modelo.

modelo demadeira

areia demoldagem

II estrado de madeira

bacia do canal bacia do canaldo alimentador de vazamento

1 / > \ Il i V [ i T 'metallfquido

mode!o de madeira

I

TI lvazic do

alimentadorvazio do canalde vazamento

pec;:afund ida

x

Deve-se aplicar desmoldante ao modelo (talco, grafite) para facilitar sua retirada de dentrodo molde.

Para retirada da peca e necessario quebrar 0 mol de. Aproximadamente 98% areia pode serreaproveitada.


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IImodele da peca compro longamento A Bpara m ar cacao do illI ugar do macho nacaixa de moldagem

carxa para==.::L.-L'"'''''''confecc;:ao177===",,", domacho

~~

I ~""

machocai xa de moldagem com modelosde pecas e do canal de vazamento

macho metal IIquido

caixa de moldagem pronta parareceber 0 metal Ilquido como macho colocado no lugar

". ,peca fund idac om c an al

A moldagem em areia pode ser manual, semi-automatica ou automatica Pode-se, porexemplo, encher a caixa de moldagem e compactar a areia automaticamente.


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Requisitos dos mol des em areia:resistencia mecanica: necessita suportar a pres sao do metalliquidoresistencia ao calor: necessita suportar a altas temperaturas (material deve ser refratario)resistencia a erosao: escoamento do metal tende a erodir 0moldepermeabilidade: permite dissipacao de gases, que podem prejudicar acabamentocomplacencia a pequenas deformacoes: permite ligeira contracao da peca

Tipo de areia limita acabamento superficial das pecas:- areia verde: mais umida, pior acabamento (mais barata)- areia-seca, areia-cimento: melhor acabamento

Em uma variacao da moldagem em areia, denominada moldagem plena, utilizam-se modelosde espuma de poliestireno (isopor). Nao e necessario retirar 0 modelo antes do vazamento do metal(e vaporizado ou queimado pelo metal fundi do).

Vantagens: nao sao necessaries angulos de saida ou cantos arredondados.Desvantagem: geracao de gases pode piorar acabamento superficial.

7.1.2 Moldagem em casca ("shell molding")Molde e composto por mistura de areia (mais fina) e resina.Possui formato de uma casca, obtido sobre modelo metalico.

)

isolacao estufa

Depois de obtida a forma geometrica, conformeo modelo, deve ser feita a cura do molde para garantirboa resistencia mecanica.

e l ementoaquec edo rs h e ll m o ld


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Possui melhor acabamento que a moldagem em areia.Exige maiores investimentos.E mais indicado para pecas pequenas e complexas.

7.1.3 Fundicao de cera perdidaUtilizam-se dois moldes: urn para obtencao de modelos em cera e outro para obtencao das

pecas no material desejado.o primeiro molde e feito em aluminio ou outro metal que possa ser facilmente trabalhado. Jao segundo molde e composto por pasta refrataria (areia fina e resina).

(~

Vantagens:- possibilidade de producao em massa de pecas complexas- permite cantos vivos- utilizacao de qualquer metal ou liga- pe9as praticamente acabadas

Desvantagens:- altos custos- limitacao a pecas pequenas (5 Kg)

Perguntas10. 0 molde em areia verde e reaproveitavel? Quantas pecas sao obtidas a partir de urn

mesmo molde? Quantos mol des podem ser obtidos a partir de urn mesmo modelo?


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11. Cite pelo menos duas propriedades requisitadas aos moldes em areia.

12. Quais sao as vantagens e desvantagens da moldagem plena (modelo em isopor)?

13. Quais sao as vantagens e desvantagens de process os de fundicao em casca?

14. Quais sao as funcoes de cada urn dos dois moldes utilizados na fundicao por ceraperdida?

7.2 Moldes permanentesFabricados em materiais metalicos.Permitem a obtencao de centenas de milhares de pecas com urn unico molde.Vantagens: melhor acabamento superficial, tolerancias dimensionais e resistencia mecanica.Desvantagens: maiores custos (viavel para producao seriada), metais para peca devem ter

ponto de fusao menor que metal dos moldes, possivel diminuicao da tenacidade do material da peca,7.2.1 Moldes metalicos

- lingoteiras a o Jt::::l( a ) - lingoteira horizontalo

(b) c)

(e)


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7.2.2 Fundicao sob pressaoMetalliquido e bombeado para 0 interior de uma matriz (molde).

cl indro hdraul ioo

m;rtrizfi:o:a

IIlturlldlmltriz ~' abet - tural

Matrizes sao refrigeradas a agua para aumento da vida util do molde e resfriamento maisrapido da peca em fabricacao.

Vantagens:- permite espessuras de paredes da peca mais finas e mais complexas- alta capacidade de producao- pe9as praticamente acabadasDesvantagens:- altos custos- apenas pecas de pequenas dimensoes (normalmente ate 5Kg, maximo 25Kg)- apenas para ligas de baixo ponto de fusao (zinco, aluminio, cobre, bronze, etc)

7.2.3 Fundicao por centrifugacao- molde possui movimento de rotacao- mais eficiente que acao exclusiva da gravidade, porem mais caro- permite obtencao de tubos sem costura

camis amolde de ilgua

machode areia

m.rolliquido

calha-ovimento longitudinalmetal sendoarremassadoFundicao por centrifugacao, tubos sem costura

Molde pode ser revestido com material cerami co para possibilitar 0 processamento demateriais metalicos de alto ponto de fusao.


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7.2.4 Fundicao continuaVazamento do metalliquido em matriz prismatica vazada.Pode-se produzir placas de a90 com aproximadamente 2m de largura e O,2m de espessura.

meta! fundidoda panera do forno

cedinho aquecido

camara d e qraf it a

tr ansfe-enciarnatriz de qr afrta aqua de

resfr iarnento

lanunedor develocidade variavel

s et f a

t rans port ador basculante..-- -- das bot ras

Perguntas:15. 0 que e uma lingoteira? Quais sao as geometrias comuns de ligoteiras? Como chama 0

produto obtido com 0 usa de uma lingoteira?


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16. Quais as influencias do uso de molde em materiais metalicos nas pecas obtidas porfundicao?

17. Qual dos dois processos deve ser mais vantajoso para se fabricar urn tipo de peca emaluminio com massa de 2,5 Kg numa produtividade de 10000 pecas por mes: fundicao em areia oufundicao sob pressao?

18. Por que e possivel obter pecas de paredes mais finas com 0 processo de fundicao sobpressao quando comparadas com as obtidas por fundicao em areia?

19. Qual e 0 efeito da rotacao do molde em processos de fundicao por centrifugacao?

7.3 Moldes mistosPossuem partes em areia e partes em material metalico, possibilitando variacao das

propriedades mecanicas e geometricas (tolerancias e acabamento superficial) ao longo da mesmapeca.

metalHquido

-canal devazamento

moldemetalirooucoquilha

areia

moldedeareia


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8. Possiveis defeitos em pecas fundidasinclusao de areia do molde nas paredes da peca (prejudicam acabamento superficial epodem danificar ferramentas de usinagem em processo posterior)inclusao de particulas duras devido a defeitos de composicao da liga metalica (mesmosproblemas que da inclusao de areia)porosidade superficial ou intema as pecas devido a nao dissipacao de gasesrechupe (ausencia de material por preenchimento incompleto do molde)

Perguntas20. Quais sao as vantagens de utilizacao de moldes mistos (parte em material temporario,

parte em material permanente)?

21. Cite pelo menos dois possiveis defeitos encontrados em pecas fundidas.

22. Apesar de oferecer pior acabamento superficial 0 metodo de fundicao em areia verde e 0mais utilizado. Por que?

23. Faca uma comparacao geral entre todos os processos de fundicao apresentados.


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9. Tabela de comparacao dos processos de fundicao

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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- Chiaverini, V. - Tecnologia Mecanica, Volume II, 2a ed., Makron Books, 1986- Kalpakjian, S., Manufacturing Engineering & Tecnology, 4thed, Addison Wesley, 2000- Groover, M. P., Fundamentals of Moder Manufacturing, Prentice Hall, 1996


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