fundição

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ

FUNDIÇÃO DOS METAIS

Docente:

Prof. Me. Paulo Machado

Discentes:

Fausto Filipe Teixeira de Toledo (10133001218)

Fernando Alves Gaia (10133003818)

Juliana Garcia Gaia (10133000618)

Leticia Fernanda Rabelo Castelo Branco (10133002418)

Josué Saldanha (09133002918)

INTRODUÇÃO

FUNDIÇÃO DOS METAIS 4

O processo de fundição consiste em vazar (despejar) metal líquido

em um molde havendo uma cavidade com o formato e as medidas

correspondentes aos da peça a ser fabricada.

De modo econômico, a fundição, permite obter peças grandes ou de

geometria complexa, sendo essa sua principal vantagem em relação

a outros processos.

Os materiais que podem constituir os moldes é outra de suas

vantagens, como será visto, a utilização de moldes de areia é a forma

mais barata de se realizar o processo de fundição, pois alguns tipos

de areia empregados, são quase que totalmente reaproveitados.

ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO


Confecção do modelo

Fabricação do molde (moldagem)

Fabricação do macho (macharia)

Fusão

Vazamento

Desmoldagem

Rebarbação e limpeza

Controle de qualidade

ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO


MATERIAL CONTRAÇÃO

AÇOS 1 a 2%

FERRO FUNDIDO CINZENTO 0,8%

FERRO FUNDIDO DUCTIL 0,8 a 1%

ALUMÍNIO 355 E 356 1,5%

ALUMÍNIO 13 1%

COBRE-CROMO 2%

BRONZE AO ESTANHO 1%

BRONZE AO SILÍCIO 1%

BRONZE AO AMNGANÊS 1,5%

BRONZE ALUMÍNIO 1,5%

Quadro 1. Contração do metal após o resfriamento

Fonte: Norberto Moro, 2007

ESCOLHA DO PROCESSO


Peças à serem produzidas;

Projeto da fundição;

Tolerâncias requeridas;

Grau de complexidade;

Especificação do metal;

Acabamento superficial desejado;

Custo do ferramental;

Comparativo econômico entre usinagem e fundição;

Limites financeiros do custo de capital;

Requisitos de entrega.

CARACTERÍSTICAS E DEFEITOS DOS

PRODUTOS FUNDIDOS


Sobremetal;

Ausência de furos pequenos e detalhes complexos

Cantos arredondados e paredes mais grossas;

Inclusão de material refratário do molde na peça;

Heterogeneidade na composição da liga metálica;

Rechupe;

Porosidade;

CARACTERÍSTICAS E DEFEITOS DOS

PRODUTOS FUNDIDOS


Figura 1. tipos de macroporosidades: rechupe

Fonte: Site CIMM

PROCESSOS DE FUNDIÇÃO


• Fundição em Molde de Areia

• Fundição sob Pressão/Die Casting

• Fundição de Precisão

• Ligas Metálicas

• Lingotamento Contínuo

MOLDAÇÃO EM AREIA

• Fundição em Molde de Areia

Características da areia:

• Possuir estabilidade dimensional e térmica a elevadas temperaturas;

• Ser quimicamente inerte a metais fundidos;

• Não conter elementos voláteis que produzam gás no aquecimento;

• Ser disponível em grandes quantidades e preços razoáveis;


MOLDAÇÃO EM AREIA

• Microestrutura:

Grãos de pequeno;

Grãos de grande tamanho ;

Grãos de formas irregulares;


MOLDAÇÃO EM AREIA

• Vantagens:

Pode criar geometrias complexas

Pode criar formas externas e internas

Alguns processos de fundição são net shape (forma final), enquanto

outros near net shape (próximo a forma final)

Capaz de produzir peças de grande porte

Alguns métodos de fundição são adequados à produção em massa


FUNDIÇÃO EM MOLDES DE AREIA

Vantajoso

Por que chama-se areia

verde?

Composição simples.

Propriedades do molde.

Preparação do molde.

Produção de peças em

ferro, aço, aço

inoxidável e ligas de

cobre, magnésio e

níquel.


Figura 2. Processo mecanizado de moldes em areia.

Fonte: Norberto Moura 2007

MOLDAÇÃO EM AREIA VERDE


• Etapas do processo de moldação:

Figura 3. (a) modelo de madeira; (b) molde sendo colocado no estrado de areia;

(a) (b)

Fonte: processos de fundição.pdf




Figura 4: molde pronto, na posição á ser utilizada





Figura 5: colocação da caixa superior para verificar se a posição do canal de

vazamento e alimentador estão corretas.





Figura 6. retirada dos modelos





Figura 7. criação das bacias e eliminação dos canto vivos





Figura 8. construção do canal de distribuição





Figura 9. adição do metal líquido.





Figura 10. peça fundida (para retirada da peça é necessário quebrar o molde. Aproximadamente 98% areia pode ser reaproveitada).





Figura 11. peça pronta depois de feito os acabamentos.


MOLDAÇÃO EM AREIA VERDE (VIDEO)


MOLDAÇÃO EM AREIA SECA

• indicado para peças médias e grandes

• ferrosos e não-ferrosos

• melhor acabamento e tolerâncias dimensionais que o de

areia verde.

• Mistura: Areia sintéticas ou semi-sintéticas + aglomerantes

orgânicos

• Secagem em estufas 150 a 300 C

• Superfície do molde pode ser protegida com tintas

refratárias (melhor acabamento).


Vantagens:

• maior resistência à erosão do metal líquido;

• maior estabilidade dimensional;

• maior resistência à pressão estática do metal líquido;

• maior resistência à penetração do metal.

Variações;

Loam molding (moldagem em barro) peças grandes

(Chapelona).

Moldagem em chamote (areia) peças grandes.

Barro: areia + argila mistura bastante plástica;

Pintura e aquecimento em temperaturas próximas a 500 C.


AREIA CIMENTO

• peças grandes;

• não precisa de calor para a secagem;

• alta resistência a seco.

Mistura: Areia silicosa lavada + 10% cimento Portland+ 5% Água

Ex.: moldes para lingoteiras de grande porte.

Desvantagens:

• Custo elevado da mistura;

• Não recuperável;

• Baixa colapsibilidade difícil desmoldagem.FUNDIÇÃO DOS METAIS 27

MOLDAÇÃO DA AREIA DE MACHO

• Precursor dos métodos modernos de fundição de precisão;

• Peças complicadas para o método de areia comum;

• Boa precisão dimensional;

• Pintura com tintas especiais para macho.

Mistura: Areia + óleo de macho, óleo de linhaça

(secativos) + elementos orgânicos + bentonita

Moldes: Confecção manual ou em máquinas, secos

em estufas (150 a 250 C)

Ex.: Corpos de compressores resfriados ao ar.


MOLDAGEM EM CASCA (SHELL MOLDING)

Mistura: 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.

Cascas 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.

Desvantagens:

• Custo elevado do modelo (precisão dimensional

e resistência térmica)

• Areia não recondicionável.

Limitações: Peças não maiores que 15 – 20 Kg.

Utilização: motor de explosão refrigerado a

ar, virabrequins, peças de responsabilidade

(justificando o custo do processo).


Mapeamento de gerenciamento das areias verde de fundição no estado do Paraná sob a ótica da produção mais limpa: uma contribuição para o estabelecimento de estratégias.


ESTUDO DE CASO


ESTUDO DE CASO


ESTUDO DE CASO

• Com relação ao controle de qualidade das areias:

- Realizam ensaios com areias em suas próprias instalações

(recorrendo a terceiros, de forma complementar, quando

necessário): 56% das empresas pesquisadas;

- Não realizam ensaios com areias em suas

própriasinstalações (recorrendo a terceiros): 15% das

empresas pesquisadas;

- Não realizam ensaios com areias (nem internamente, nem

através de terceiros): 3,7% das empresas pesquisadas;


ESTUDO DE CASO

Equipamento para areia a verde: percentual presente nas empresas.


ESTUDO DE CASO

• O descarte final das areias e finos das empresas que fizeram parte da amostra

• apresentou-se mais concentrado nos aterros Industriais para descarte exclusivo de

• areias de fundição (próprios), absorvendo 96,6% do montante total descartado

• (98,2% do total das areias a verde, 94,6% das areias ligadas quimicamente e 95,1%

• do total dos finos descartados), seguido dos aterros industriais para descarte de

• resíduos industriais em geral (próprios), que absorvem 2,1% do montante total

• descartado (1,8% do total das areias a verde, 3,2% do total das areias ligadas

• quimicamente e 4,8% do total dos finos descartados)


CONCLUSÃO

Com base no texto e nas demais pesquisas realizadas, observou-se

que a fundição em moldes de areia tem um grande destaque nas

indústrias, pois proporciona a fabricação de peças que

praticamente não necessita de acabamento final, ou seja, em

muitos casos as peças fundidas não necessitam ser usinados, além

disso, a fundição proporciona a fabricação de peças complexas que

dificilmente seriam conseguidas por outros processos, o que

influencia diretamente no custo beneficio uma vez que em

decorrência do seu custo relativamente baixo e manufatura

simples. E dependendo da composição os moldes podem ser

nomeados seguindo determinada características especificadas.


REFERÊNCIAS

• Askeland, Donald R. Phulé, Pradeep P. Ciência e Engenharia dos materiais. São Paulo. Cengage Learning, 2008. 5ª Ed.

• Groover, M. P., Fundamentals of Moder Manufacturing, Prentice Hall, 1996.• http://www3.fsa.br/mecanica/arquivos/02%20Fundi%C3%A7%C3%A3o.pdf.

Acesso em: 28/03/2013.• http://www.abal.org.br/aluminio/processos_fundicao.asp. Acesso em:

28/03/2013.• http://www.metalmat.ufrj.br/downloads/livro_FUNDICAO.pdf. Acesso em:

28/03/2013.• http://www3.fsa.br/mecanica/arquivos/02%20Fundição.pdf. Acesso em

28/03/2013.• Norberto Moro, Prof. Eng. Mec.. Processos de fabricação- Fundição. Centro

Federal de Educação e Tecnologia de santa Catarina. Disponível em: http://www.norbertocefetsc.pro.br/fundicao.pdf . Acesso em: 28/03/2013.

• http://dc189.4shared.com/doc/RTFYXo-L/preview.html Acesso em 29/03/2013

• http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/3685-macroporosidade#.UVwl_TextS0 Acesso em: 29/03/2013

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