livro fundição

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Fundição: Processos e Tecnologias Correlatas 
BALDAM e VIEIRA Revisão 59 
Material em desenvolvimento. 
Não autorizada sob nenhum meio a divulgação. 
 
 
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Fundição: Processos e Tecnologias Correlatas 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO À FUNDIÇÃO ................................................................................. 22 
2. PRINCIPAIS PROCESSOS DE FUNDIÇÃO ........................................................ 38 
3. ASPECTOS METALÚRGICOS DA FUNDIÇÃO ................................................. 57 
4. PROJETO DE FUNDIÇÃO .................................................................................... 131 
5. MODELAÇÃO (MODELAGEM) ............................................................................ 235 
6. MOLDAGEM E MACHARIA .................................................................................. 268 
7. ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS ........................................................... 339 
8. VAZAMENTO DE PEÇAS FUNDIDAS ............................................................... 445 
9. DESMOLDAGEM E RECUPERAÇÃO DA AREIA ........................................... 453 
10. ACABAMENTO E TRATAMENTOS DE PEÇAS FUNDIDAS ........................ 467 
11. CONTROLE DE QUALIDADE E DEFEITOS DE FUNDIÇÃO ........................ 486 
12. ASPECTOS COMPLEMENTARES ..................................................................... 506 
13. ÍNDICE REMISSIVO ............................................................................................... 548 
14. REFERÊNCIAS 554 
 
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DEDICATÓRIA, 
 
 
Este livro é especialmente dedicado à: 
 Lírio Zani, 
 Carlos Roberto Dias da Silva, 
 Vanderlei Pesente e 
 Elaino Pedrosa. 
A eles, nosso agradecimento pelos preciosos ensinamentos (não só de Fundição, 
mas principalmente de vida), pela amizade e pela cordialidade. 
Sempre incondicionalmente dispostos a ajudar, orientar e apoiar nos momentos 
em que isso se fez necessário. 
A estes homens, temos o orgulho e o prazer de chamá-los merecidamente de 
“Mestres”. 
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PROPRIEDADE INDUSTRIAL, MARCAS E PATENTES 
 
Epoxi, Disamatic, Magmasoft, Araldite, Isopor bem como outras marcas neste livro 
são de propriedade de seus respectivos proprietários. 
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SINOPSE PARA IMPRENSA 
 
Este livro sobre Fundição foi dimensionado ao propósito de conduzir uma 
disciplina completa da Engenharia ou Curso Técnico, auxiliar na formação de 
novos colaboradores de nossas fundições, apoiar cursos de capacitação e ser 
uma referência mais geral aos profissionais que querem aprofundar no tema. A 
matriz de conhecimento utilizada é calcada na experiência da equipe em Fundição 
ao longo de mais de 20 anos. 
Não que não exista boa literatura a respeito, mas necessário se faz uma 
reciclagem de conteúdo com o foco de ensino, de maneira compacta. Isso não 
indica que os conceitos elementares foram alterados, mas é necessária uma 
abordagem atualizada. 
Possui abrangência suficiente para que se entenda o processo de Fundição, sem 
se ater em detalhes demasiadamente técnicos que impediriam um aprendizado 
em tempo hábil. 
Usa uma abordagem essencialmente didática, para ser usado como livro texto e 
como manual de referência para profissionais. Esta estrutura permite que o 
estudante ou profissional possa permear sobre a compreensão de Fundição de 
maneira gradual. A separação por tópicos permite que os profissionais mais 
experientes possam ir direto ao tema desejado sem perda significativa de 
compreensão sobre o tema abordado. O conjunto de referências listado permite 
aprofundamento dos estudos relacionados de interesse do leitor. 
 
SINOPSE PROPOSTA PELA ÉRICA 
Calcado na experiência dos autores na área de fundição ao longo de mais de 20 
anos, este livro pode ser usado como manual de referência por profissionais e 
serve, também, como base para cursos técnicos e de graduação em Engenharia, 
auxiliando na formação de novos colaboradores e apoiando cursos de 
capacitação. 
Traz uma abordagem atualizada e essencialmente didática, com abrangência 
suficiente para o entendimento do processo de fundição, sem ater-se a detalhes 
demasiadamente técnicos, que impediriam um aprendizado em tempo hábil. Com 
essa estrutura, o estudante e o profissional podem estudar o tema de maneira 
gradual. 
Como introdução ao assunto, fornece uma visão histórica, em seguida apresenta 
etapas para obtenção de uma peça fundida, as partes essenciais de uma fundição, 
suas aplicações e os principais processos, como moldagem em areia, fundições 
de precisão, centrífugas, contínuas, sob pressão, entre outras. 
Descreve aspectos metalúrgicos e os passos de um projeto de fundição, que 
envolve estudo de moldagem e alimentação, adaptação de peças mecânicas, 
sistemas de massalotes e de canais, bem como o uso do computador. 
Ao tratar de modelagem, cita os materiais necessários e o método de produção 
associado a cada um, componentes e acondicionamento de modelos. Abrange 
processos de moldagem manual, mecanizada e em areia, alguns fenômenos 
típicos relacionados à areia, além de automação em moldagem e macharia. 
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Os procedimentos para elaboração de ligas metálicas são comentados com 
clareza, com destaque para o uso de automação, mecanização e informática, 
citando matérias-primas e fornos usados, cálculo de cargas e equipamentos 
auxiliares. 
Aborda, ainda, a desmoldagem e a recuperação da areia, a operação de 
vazamento de peças fundidas, seu acabamento e tratamento, além do controle de 
qualidade das peças e defeitos de fundição. 
Completam o livro temas bastante atuais, como riscos e análises ergonômicas, 
arranjo físico, aspectos ambientais (resíduos, emissões gasosas, reutilização da 
areia). 
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Contra capa 
 
Com abordagem atualizada e essencialmente didática, o livro tem abrangência 
suficiente para o entendimento do processo de fundição, proporcionando um 
aprendizado gradual. 
Embasado na experiência dos autores ao longo de mais de 20 anos, podeser 
usado como manual de referência por profissionais e como base para cursos 
técnicos e de graduação em Engenharia, auxiliando na formação de novos 
colaboradores e apoiando cursos de capacitação. 
Fornece, em primeiro lugar, uma visão histórica, seguida das etapas para 
obtenção de uma peça fundida, as partes essenciais de uma fundição e os 
principais processos, como moldagem em areia, fundições de precisão, 
centrífugas, contínuas, sob pressão, entre outras. 
Descreve aspectos metalúrgicos e os passos de um projeto de fundição, que 
envolve estudo de moldagem e alimentação, adaptação de peças mecânicas, 
sistemas de massalotes e de canais, bem como o uso do computador. 
Cita os materiais necessários à modelagem e o método de produção associado a 
cada um, os componentes e o acondicionamento de modelos, processos de 
moldagem manual, mecanizada e em areia, além de automação em moldagem e 
macharia. 
Explica a elaboração de ligas metálicas, incluindo matérias-primas e fornos 
usados, cálculo de cargas e equipamentos auxiliares, com destaque para o uso de 
automação, mecanização e informática. 
Aborda, ainda, a desmoldagem e a recuperação da areia, a operação de 
vazamento de peças fundidas, seu acabamento e tratamento, além do controle de 
qualidade das peças e defeitos de fundição. 
Temas bastante atuais completam o livro, como riscos e análises ergonômicas, 
arranjo físico e aspectos ambientais. 
 
CATÁLOGO 
 
Essencialmente didático, o livro abrange o processo de fundição, proporcionando 
um aprendizado gradual. Pode ser usado por profissionais, cursos técnicos e de 
graduação, auxiliando na formação de novos colaboradores. 
Demonstra a obtenção de uma peça fundida, as partes essenciais de uma 
fundição e os principais processos, aspectos metalúrgicos, estudo de moldagem e 
alimentação, adaptação de peças mecânicas, sistemas de massalotes e de 
canais. Explica macharia e moldagem manual, mecanizada e em areia, além da 
elaboração de ligas metálicas, incluindo a automação dos processos. Aborda 
desmoldagem e recuperação da areia, acabamento e tratamento de peças 
fundidas, controle de qualidade e defeitos. Por fim, abrange ergonomia, aspectos 
ambientais e o mercado em fundição. 
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APRESENTAÇÃO 
 
Apesar de ser um processo de fabricação milenar, percebemos, ao longo dos anos 
trabalhando com fundição, a falta de um material dimensionado ao propósito de 
cobrir de modo completo e com uma abordagem atualizada o tema, bem como 
auxiliar na formação de novos colaboradores de fundições, apoiar cursos de 
capacitação e ser uma referência mais geral aos profissionais que querem 
aprofundar sobre o tema. A matriz de conhecimento utilizada neste livro é calcada 
na experiência da equipe em trabalho com fundição durante 20 anos. 
 
Temos ciência dos esforços empreendidos pelas diversas organizações no 
mundo, inclusive no Brasil, como a ABM e ABIFA, indústrias, as instituições de 
nível superior e técnico, que muito têm contribuído para o desenvolvimento da 
fundição. É para colaborar com este cenário que o livro foi lançado. Possui 
abrangência suficiente para que se entenda o processo de fundição, sem se ater a 
detalhes demasiadamente técnicos que impediriam um aprendizado em tempo 
hábil. 
 
Aborda todas as áreas fundamentais das fundições: tecnologias e processos, 
aspectos metalúrgicos, projeto de fundidos, modelagem, preparação de areias, 
moldagem, elaboração de ligas, vazamento desmoldagem e outros. 
 
Possui abordagem estruturada para ser usado como livro-texto e como manual de 
referência para profissionais. Esta estrutura permite que o profissional ou 
estudante possa estudar e entender fundição de maneira gradual. A separação por 
tópicos permite que os profissionais mais experientes possam ir diretamente ao 
tópico desejado sem perda significativa de compreensão do tema abordado. O 
conjunto de referências listado facilita o aprofundamento dos estudos relacionados 
de interesse do leitor. 
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AUTORES E CURRÍCULO RESUMIDO 
 
Prof. Dr. Roquemar de Lima Baldam 
Engenheiro Mecânico. Professor do IFES. Atuou em diversas áreas de Fundição: 
projetos de fundição, modelação, moldagem, laboratórios de areias, preparação de 
areais e elaboração de ligas metálicas. Fez estágios e intercambio na área de 
Fundição em diversas empresas de porte no País, como: Fundição Tupy, 
ArcelorMittal Tubarão(antiga CST), ArcelorMittal Cariacica (antiga Cofavi), Fuvisa, 
Vibasa, Cobrasma, Metal Leve entre outras. Elaborou diversos materiais de apoio 
ao ensino de Fundição. 
 
Prof. Dr. Estéfano Aparecido Vieira 
Engenheiro Metalúrgico. Professor dos cursos de Engenharia Metalúrgica e do 
Programa de Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais do IFES. Atua 
nas áreas técnicas de projeto, pesquisa e controle de processos metalúrgicos. 
Possui experiência em conformação de ligas de alumínio no estado semissólido e 
na reciclagem de sucatas de alumínio e drosse através do uso de fluxos salinos. 
Atuou como engenheiro de processos na refusão de ligas de alumínio 
desenvolvendo melhorias nos processos de conformação de placas/tarugos, fio 
máquina (properzi) e chapa caster na Companhia Brasileira de Alumínio (CBA) em 
Alumínio - SP. Fez estágios em diversas empresas destacando-se a fundição da 
Usiminas em Ipatinga-MG e o controle de qualidade da Mannesmann em Belo 
Horizonte - MG. 
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AGRADECIMENTOS 
 
Aos colegas que nos apoiam na produção de materiais, com ideias, sugestões e 
comentários relevantes. 
 
Aos estudantes de Engenharia Metalúrgica, que nos permitem usar e testar novos 
materiais, sempre oferecendo sugestões construtivas. 
 
À equipe do Programa de Engenharia Metalúrgica e Materiais do IFES. 
 
À Reitoria do Ifes, na pessoa do Magnífico Reitor Prof. Dr. Denio Rebello Arantes, por 
sempre apoiar projetos que impliquem em melhorias na qualidade da pesquisa, do ensino 
e da extensão. 
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SUMÁRIO EXPANDIDO 
 
1. INTRODUÇÃO À FUNDIÇÃO ................................................................................. 22 
1.1. GENERALIDADES ................................................................................................... 22 
1.1.1. Histórico ....................................................................................................... 22 
1.1.2. Etapas para obtenção de uma peça fundida ......................................... 23 
1.1.3. Aplicações de peças fundidas ................................................................. 24 
1.2. PARTES ESSENCIAIS DE UMA FUNDIÇÃO .............................................................. 27 
1.3. MOLDES E MACHOS .............................................................................................. 28 
1.4. MODELOS E CAIXAS DE MACHO ............................................................................29 
1.5. CANAIS E MASSALOTES (SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO) .......................................... 31 
1.5.1. Canais de enchimento .............................................................................. 31 
1.5.2. Massalotes (montantes) ........................................................................... 32 
1.6. AREIAS DE MOLDAGEM ......................................................................................... 34 
1.6.1. Classificação ............................................................................................... 34 
1.6.2. Componentes ............................................................................................. 34 
1.7. LIGAS USADAS ...................................................................................................... 36 
1.7.1. Ligas ferrosas ............................................................................................. 36 
1.7.2. Ligas não ferrosas ..................................................................................... 36 
2. PRINCIPAIS PROCESSOS DE FUNDIÇÃO ........................................................ 38 
2.1. MOLDAGEM EM AREIA ........................................................................................... 38 
2.2. FUNDIÇÃO DE PRECISÃO (CERA PERDIDA) ........................................................... 38 
2.2.1. Produção de modelo em cera .................................................................. 39 
2.2.2. A produção de moldes cerâmicos ........................................................... 40 
2.3. MOLDES PERMANENTES POR GRAVIDADE ............................................................ 43 
2.4. FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO ..................................................................................... 44 
2.5. FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA ........................................................................................ 47 
2.6. FUNDIÇÃO CONTINUA OU LINGOTAMENTO CONTÍNUO .......................................... 48 
2.7. PROCESSOS NO ESTADO SEMI-SÓLIDO – TIXOCONFORMAÇÃO ........................... 51 
2.7.1. Processos de preparação no estado líquido ......................................... 52 
2.7.2. Processos de preparação no estado sólido .......................................... 54 
2.8. CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DO PROCESSO .......................................................... 55 
3. ASPECTOS METALÚRGICOS DA FUNDIÇÃO ................................................. 57 
3.1. PROPRIEDADES DOS METAIS LÍQUIDOS ................................................................ 57 
3.1.1. Oxidação ..................................................................................................... 57 
3.1.2. Viscosidade e fluidez ................................................................................. 60 
3.1.3. Tensão superficial ...................................................................................... 64 
3.1.4. Reatividade do metal líquido .................................................................... 66 
3.2. SOLIDIFICAÇÃO DOS METAIS E LIGAS.................................................................... 66 
3.2.1. Solidificação dos metais – generalidades .............................................. 66 
3.2.2. Análises de diagrama de fases com foco na solidificação .................. 67 
3.2.2.1. Curvas de resfriamento e diagramas de fases ................................. 68 
3.2.2.2. Redistribuição de soluto durante a solidificação............................... 69 
3.2.2.3. Solidificação em equilíbrio de ligas de solução sólida simples ...... 70 
3.2.2.4. Solidificação fora do equilíbrio de ligas de solução sólida simples 71 
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3.2.2.5. Solidificação em equilíbrio de ligas eutéticas .................................... 73 
3.2.2.6. Solidificação fora do equilíbrio em sistemas eutéticos – 
“nucleamento-coring” durante a solidificação ................................................... 75 
3.2.2.7. Solidificação em equilíbrio de ligas peritéticas ................................. 76 
3.2.2.8. Solidificação fora do sistema de equilíbrio peritético – 
“encapsulamento-surrounding” durante a solidificação ................................... 77 
3.2.2.9. Transformações invariantes induzidas por resfriamento fora do 
equilíbrio .................................................................................................................. 78 
3.2.2.10. Sistemas binários com compostos intermetálicos ........................ 82 
3.2.2.11. Sistemas binários apresentando completa imiscibilidade no 
líquido 82 
3.2.2.12. Sistemas binários apresentando solubilidade líquida parcial ..... 83 
3.2.3. Nucleação ................................................................................................... 84 
3.2.3.1. Nucleação homogênea ......................................................................... 84 
3.2.3.2. Nucleação heterogênea ........................................................................ 91 
3.2.3.3. Nucleação dinâmica .............................................................................. 93 
3.2.3.4. Refinadores de grão .............................................................................. 93 
3.2.4. Crescimento de grão ................................................................................. 98 
3.2.5. Superaquecimento ................................................................................... 100 
3.2.6. Super-resfriamento .................................................................................. 102 
3.2.7. Super-resfriamento constitucional ......................................................... 103 
3.2.8. Zona coquilhada, colunar e equiaxial ................................................... 104 
3.3. CONTRAÇÕES DE METAL LÍQUIDO, EM SOLIDIFICAÇÃO E DO METAL SÓLIDO ...... 106 
3.3.1. Principais fases de contração do metal desde o estado liquido até a 
temperatura ambiente ............................................................................................. 107 
3.3.2. Mecanismos de formação de rechupes de grande porte e como evitá-
los 108 
3.3.3. Formação de micro-rechupes dispersos e como evitá-los ............... 109 
3.3.4. Trincas a quente em peças fundidas .................................................... 111 
3.3.5. Gases gerados durante a solidificação ................................................ 112 
3.3.6. Inclusões ................................................................................................... 114 
3.4. SOLUBILIDADE DOS GASES ................................................................................. 115 
3.4.1. Solubilidade de gases no metal líquido ................................................ 115 
3.4.2. Consequência do excesso de gases dissolvidos nas ligas metálicas
 117 
3.4.3. Principais metais e ligas e gases comuns de serem dissolvidas..... 117 
3.4.4. Mecanismos de desgaseificação dos diferentes metais e ligas 
metálicas ................................................................................................................... 118 
3.5. TRANSFORMAÇÕES DE FASES NOS METAIS E LIGAS .......................................... 119 
3.5.1. Transformações invariantes no estado sólido ..................................... 119 
3.5.2. Diagramas de transformações isotérmicas ......................................... 122 
3.5.3. Transformações fora do equilíbrio e tratamento térmico de ligas .... 126 
4. PROJETO DE FUNDIÇÃO .................................................................................... 131 
4.1. ESTUDO DE MOLDAGEM E ALIMENTAÇÃO ........................................................... 131 
4.1.1. Estudo de moldagem paraprodução manual ..................................... 131 
4.1.2. Estudo de moldagem para produção mecanizada ............................. 136 
4.2. ADAPTAÇÕES DA PEÇA MECÂNICA PARA O PROJETO DE FUNDIÇÃO .................. 139 
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4.2.1. As dimensões da peça a ser usinada e espessuras mínimas em 
fundição 140 
4.2.2. Posição da superfície a ser usinada no molde ................................... 140 
4.2.3. Acabamento superficial ........................................................................... 141 
4.2.4. Tolerâncias dimensionais em peças fundidas brutas ........................ 142 
4.2.5. Previsão de deformações e trincas ....................................................... 143 
4.2.6. Provisões de usinagem ........................................................................... 144 
4.2.7. Especificidades do traçado de peças fundidas ................................... 144 
4.2.8. Acréscimo de dimensões para sobremetal de usinagem ................. 149 
4.2.9. Ângulos de saída ..................................................................................... 151 
4.2.10. Arredondamentos de cantos .................................................................. 155 
4.2.10.1. Arredondamento dos ângulos internos ........................................ 155 
4.2.10.2. Arredondamento dos ângulos externos ....................................... 156 
4.2.11. Marcações de macho .............................................................................. 156 
4.2.11.1. Recomendações gerais para o projeto de marcações de macho
 157 
4.2.11.2. Dimensionamento de marcações de macho verticais ............... 157 
4.2.11.3. Dimensionamento de marcações de macho horizontais 
cilíndricas 159 
4.2.11.4. Dimensionamento de marcações de macho horizontais 
quadradas ou retangulares ................................................................................ 160 
4.2.11.5. Marcações de macho com posicionadores e outros .................. 160 
4.2.12. Acréscimos às dimensões para compensar contração no estado 
sólido 162 
4.3. PROJETO DO SISTEMA DE MASSALOTES (MONTANTES) ..................................... 163 
4.3.1. Finalidades dos massalotes ................................................................... 164 
4.3.2. Determinação da sequência de solidificação das peças fundidas – 
módulos parciais ...................................................................................................... 164 
4.3.3. Tipos de massalotes ............................................................................... 165 
4.3.4. Posicionamento de massalotes ............................................................. 167 
4.3.5. Técnicas para aumentar o rendimento dos massalotes e direcionar a 
solidificação .............................................................................................................. 170 
4.3.5.1. Modificar a forma da peça .................................................................. 170 
4.3.5.2. Resfriadores ......................................................................................... 171 
4.3.5.3. Materiais isolantes ............................................................................... 174 
4.3.5.4. Materiais exotérmicos ......................................................................... 175 
4.3.6. Dimensionamento de massalotes ......................................................... 176 
4.3.6.1. Regras básicas de dimensionamento de massalotes ................... 176 
4.3.6.2. Regra dos módulos ............................................................................. 177 
4.3.6.3. Cálculo das dimensões dos massalotes .......................................... 178 
4.3.6.4. Regra da contração ............................................................................. 181 
4.3.6.5. Qual massalote devemos usar: o da regra dos módulos ou o da 
regra da contração? ............................................................................................ 183 
4.3.7. Considerações sobre a ligação massalote-peça ................................ 183 
4.3.8. Particularidades da contração de ferros fundidos de grafita lamelar 
(cinzentos) e esferoidal (nodulares) ..................................................................... 185 
4.4. PROJETO DO SISTEMA DE CANAIS ...................................................................... 188 
4.4.1. Função dos canais de enchimento ....................................................... 188 
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4.4.2. Hidráulica do sistema de canais ............................................................ 189 
4.4.2.1. Semelhança entre o fluxo de água e o de metais líquidos ........... 189 
4.4.2.2. Turbulência e número de Reynolds .................................................. 189 
4.4.2.3. Lei da continuidade ............................................................................. 191 
4.4.2.4. Conservação da energia (teorema de Bernoulli) ............................ 191 
4.4.3. Tipos de canais de enchimento e coeficiente de vazão relacionado 
(uso no dimensionamento da seção de canais) ................................................. 194 
4.4.4. Determinação do tempo de enchimento da peça (uso no 
dimensionamento da seção de canais) ................................................................ 200 
4.4.5. Altura metalostática H (uso no dimensionamento da seção de canais)
 206 
4.4.6. Elementos dos sistemas de canais ....................................................... 207 
4.4.6.1. Relação de áreas e pressurização do sistema ............................... 207 
4.4.6.2. Funil, copo ou bacia de vazamento .................................................. 209 
4.4.6.3. Canal de descida ................................................................................. 213 
4.4.6.4. Canal de distribuição e ataque .......................................................... 216 
4.4.6.5. Posicionamento dos canais de ataque ............................................. 220 
4.4.6.6. Sistemas para retenção de impurezas ............................................. 221 
4.4.7. Dimensionamento da seção dos canais .............................................. 223 
4.4.7.1. Método para produção seriada de peças pequenas e médias .... 223 
4.4.7.2. Método para produção de peças médias e grandes ...................... 225 
4.5. CONSIDERAÇÕES NO PROJETO PARA PROCESSOS ESPECIAIS .......................... 227 
4.6. FORÇA EXERCIDA PELO METAL LÍQUIDO NO MOLDE E DIMENSIONAMENTO DE 
LASTRO ........................................................................................................................... 228 
4.6.1. Pressão nos metais líquidos .................................................................. 229 
4.6.2. Princípio de Arquimedes ......................................................................... 230 
4.6.3. Reação exercida pelo corpo sobre o líquido ....................................... 230 
4.6.4. Forças exercidas sobre as caixas superior e inferior ......................... 231 
4.6.5. Caso de rebarba na superfície de separação ..................................... 232 
4.6.6. Posicionamento dos pesos de carga .................................................... 232 
4.6.7. Esforço de rompimento sobre o fundo da caixa inferior .................... 233 
4.6.8. Determinação dos esforços de levantamento ede rompimento do 
fundo dos moldes ..................................................................................................... 233 
4.7. O USO DO COMPUTADOR NO PROJETO DE FUNDIDOS ........................................ 234 
5. MODELAÇÃO (MODELAGEM) ............................................................................ 235 
5.1. MATERIAIS PARA MODELAÇÃO ........................................................................... 235 
5.1.1. Madeira ...................................................................................................... 235 
5.1.2. Resina ........................................................................................................ 236 
5.1.3. Metais ........................................................................................................ 236 
5.1.4. Poliestireno expandido ............................................................................ 237 
5.1.5. Cera ........................................................................................................... 237 
5.2. COMPONENTES DE MODELOS E CAIXAS DE MACHO ........................................... 238 
5.2.1. Modelo da peça ........................................................................................ 239 
5.2.1.1. Modelos para peças unitárias ............................................................ 239 
5.2.1.2. Modelos para pequena quantidade de peças ................................. 240 
5.2.1.3. Modelos para série média de peças ................................................. 241 
5.2.1.4. Modelos para grande série ................................................................. 242 
5.2.2. Modelos de sistemas de canais ............................................................ 242 
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5.2.3. Modelos de massalotes .......................................................................... 244 
5.2.4. Detalhes construtivos (pinos guias, reforços) ..................................... 245 
5.2.5. Placas modelo .......................................................................................... 247 
5.2.5.1. Construção de placas modelo de dupla face e com placas 
independentes ...................................................................................................... 249 
5.2.6. Marcações de macho .............................................................................. 250 
5.2.6.1. Marcações verticais ............................................................................. 251 
5.2.6.2. Marcações horizontais comuns ......................................................... 251 
5.2.6.3. Marcações horizontais para machos de seção quadrada ou 
retangular .............................................................................................................. 252 
5.2.6.4. Marcação horizontal com posicionamento angular ........................ 253 
5.2.6.5. Marcação horizontal com posicionamento angular e longitudinal 253 
5.2.6.6. Marcação de macho suspenso .......................................................... 253 
5.2.6.7. Marcações para machos externos .................................................... 254 
5.2.7. Pintura de modelos .................................................................................. 254 
5.2.8. Estruturas de modelos de grande porte ............................................... 255 
5.3. ACONDICIONAMENTO DE MODELOS .................................................................... 256 
5.4. MÉTODO DE PRODUÇÃO ASSOCIADO A CADA MATERIAL .................................... 256 
5.4.1. Modelação em madeira .......................................................................... 256 
5.4.2. Modelação em resina .............................................................................. 260 
5.4.3. Modelação por prototipagem rápida ..................................................... 262 
5.4.4. Ferramentaria ........................................................................................... 267 
6. MOLDAGEM E MACHARIA .................................................................................. 268 
6.1. PROCESSOS DE MOLDAGEM EM AREIA ............................................................... 268 
6.1.1. Moldagem em areia verde ...................................................................... 268 
6.1.1.1. Características gerais – mecanismo de ligação areia-argila-água (o 
trinômio fundamental) ......................................................................................... 269 
6.1.1.2. Propriedades ........................................................................................ 271 
6.1.2. Moldagem em areia a seco .................................................................... 272 
6.1.3. Moldagem e macharia em areia aglomerada com resinas ............... 273 
6.1.4. Processo de cura a frio com silicato de sódio – CO2 ......................... 274 
6.1.4.1. Princípio físico-químico ....................................................................... 274 
6.1.4.2. A mistura ............................................................................................... 275 
6.1.4.3. Preparação da areia ............................................................................ 276 
6.1.4.4. Gasagem ............................................................................................... 277 
6.1.5. Moldagem em areia-cimento ................................................................. 278 
6.1.6. Moldagem em casca (Shell Molding) ................................................... 279 
6.1.6.1. Histórico ................................................................................................. 279 
6.1.6.2. Ciclo de moldagem .............................................................................. 279 
6.1.6.3. Material de moldagem empregado ................................................... 281 
6.1.6.4. Princípio do endurecimento da areia de Shell molding ................. 282 
6.1.6.5. Preparo da areia .................................................................................. 282 
6.1.6.6. Vazamento do molde em Shell molding ........................................... 283 
6.2. MATERIAIS DE MOLDAGEM E MACHARIA ............................................................. 283 
6.2.1. Areias de base ......................................................................................... 283 
6.2.1.1. Principais propriedades das areias de base ................................... 284 
6.2.1.2. Sílica ...................................................................................................... 285 
6.2.1.3. Zirconita ................................................................................................. 287 
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6.2.1.4. Cromita .................................................................................................. 287 
6.2.1.5. Sílica Vítrea ........................................................................................... 288 
6.2.1.6. Olivina .................................................................................................... 289 
6.2.1.7. Chamote ................................................................................................ 289 
6.2.1.8. Outros .................................................................................................... 290 
6.2.2. Ligantes..................................................................................................... 290 
6.2.2.1. Argila ...................................................................................................... 290 
6.2.2.2. Resinas sintéticas ................................................................................ 293 
6.2.2.3. Silicato de sódio/CO2 .......................................................................... 295 
6.2.2.4. Óleos ...................................................................................................... 296 
6.2.2.5. Cimento ................................................................................................. 296 
6.2.2.6. Outros .................................................................................................... 296 
6.2.3. Produtos de adição .................................................................................. 296 
6.2.3.1. Carvão Mineral ..................................................................................... 297 
6.2.3.2. Enxofre .................................................................................................. 297 
6.2.3.3. Serragem ............................................................................................... 298 
6.2.3.4. Dextrinas ............................................................................................... 298 
6.2.3.5. Óxido de ferro ....................................................................................... 299 
6.2.3.6. Ácido bórico e fluoreto de amônio ..................................................... 299 
6.2.3.7. Outros .................................................................................................... 299 
6.3. FLUXO DAS AREIAS ............................................................................................. 300 
6.4. PREPARAÇÃO DA AREIA DE FUNDIÇÃO ............................................................... 304 
6.4.1. Equipamentos para preparo da areia verde ou com ligantes ........... 304 
6.4.2. Propriedades da areia de moldagem ................................................... 309 
6.5. MOLDAGEM MANUAL ........................................................................................... 313 
6.6. MOLDAGEM MECANIZADA ................................................................................... 315 
6.6.1. Compactação mecânica por compressão ........................................... 316 
6.6.2. Projeção centrífuga (sand slinger) ........................................................ 317 
6.6.3. Compactação compensada ................................................................... 318 
6.6.4. Disamatic ................................................................................................... 320 
6.6.5. Placas modelo .......................................................................................... 321 
6.7. MACHARIA ........................................................................................................... 322 
6.7.1. Macharia manual ..................................................................................... 322 
6.7.2. Macharia mecanizada ............................................................................. 323 
6.7.3. Recursos para produção e adaptação dos machos no molde ......... 326 
6.8. TINTAS DE FUNDIÇÃO .......................................................................................... 329 
6.8.1. Introdução ................................................................................................. 329 
6.8.2. Definição e finalidade .............................................................................. 329 
6.8.3. Características, classificação e aplicação ........................................... 330 
6.9. ALGUNS FENÔMENOS TÍPICOS RELACIONADOS À AREIA .................................... 332 
6.9.1. Penetração de metal líquido na areia ................................................... 332 
6.9.2. A oolitização da areia .............................................................................. 332 
6.9.3. Sinterização na interface metal-molde ................................................. 333 
6.9.4. Reação metal-molde ............................................................................... 334 
6.10. O USO DE FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS E AUTOMAÇÃO NA MOLDAGEM E 
MACHARIA ....................................................................................................................... 334 
6.10.1. Meios automatizados de controle de areias ........................................ 334 
6.10.2. Automação de preparo de areias .......................................................... 338 
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6.10.3. Automação no preparo de moldes ........................................................ 338 
7. ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS ........................................................... 339 
7.1. PRINCIPAIS LIGAS METÁLICAS USADAS EM FUNDIÇÃO ........................................ 339 
7.1.1. Aços ........................................................................................................... 339 
7.1.1.1. Aços comuns para fundição ............................................................... 339 
7.1.1.2. Aços-liga para fundição ...................................................................... 340 
7.1.1.3. Aços ao níquel-cromo ......................................................................... 341 
7.1.1.4. Aços ao níquel-cromo-molibdênio ..................................................... 342 
7.1.1.5. Aços Hadfield ....................................................................................... 342 
7.1.2. Ferros fundidos ........................................................................................ 343 
7.1.2.1. Ferro fundido cinzento ........................................................................ 343 
7.1.2.2. Ferros fundidos dúcteis ou nodulares .............................................. 346 
7.1.2.3. Ferros fundidos brancos ..................................................................... 347 
7.1.2.4. Ferro fundido branco de alto cromo .................................................. 350 
7.1.2.5. Ferros fundidos maleáveis ................................................................. 351 
7.1.3. Ligas de alumínio ..................................................................................... 352 
7.1.3.1. Ligas Al-Si ............................................................................................. 353 
7.1.3.2. Ligas Al-Cu ........................................................................................... 355 
7.1.3.3. Ligas Al-Zn ............................................................................................ 356 
7.1.3.4. Ligas Al-Mn ........................................................................................... 357 
7.1.4. Ligas de cobre .......................................................................................... 358 
7.1.4.1. Bronzes ................................................................................................. 359 
7.1.4.2. Latões .................................................................................................... 360 
7.1.4.3. Cupro-níqueis ....................................................................................... 361 
7.1.4.4. Cupro-alumínio ..................................................................................... 362 
7.1.5. Ligas de zinco ........................................................................................... 362 
7.1.6. Ligas de magnésio ...................................................................................365 
7.2. FORNOS PARA ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS EM FUNDIÇÃO..................... 367 
7.2.1. Forno a cadinho ....................................................................................... 369 
7.2.2. Forno revérbero (ou por radiação) ........................................................ 371 
7.2.3. Fornos elétricos ........................................................................................ 373 
7.2.3.1. Forno elétrico a indução ..................................................................... 375 
7.2.3.2. Forno elétrico a arco ........................................................................... 378 
7.2.4. Forno cubilô .............................................................................................. 381 
7.2.4.1. Características funcionais .................................................................. 384 
7.2.4.2. Fatores de funcionamento .................................................................. 385 
7.2.5. Forno a vácuo ........................................................................................... 386 
7.2.6. Processos usando fornos em regime duplex ...................................... 387 
7.2.7. Refratários aplicáveis .............................................................................. 387 
7.3. EQUIPAMENTOS AUXILIARES NA ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS ................ 389 
7.3.1. Equipamentos de transporte de carga ................................................. 389 
7.3.2. Pré-aquecedores de sucata ................................................................... 389 
7.3.3. Sistema de limpeza de gases emitidos ................................................ 389 
7.3.4. Lanças de oxigênio .................................................................................. 389 
7.3.5. Pirômetros ................................................................................................. 390 
7.3.6. Panelas de vazamento ........................................................................... 391 
7.3.7. Forno panela ............................................................................................. 391 
7.3.8. Raspadores de panela ............................................................................ 392 
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7.3.9. Basculador de Panelas ........................................................................... 392 
7.4. O USO DE AUTOMAÇÃO, MECANIZAÇÃO E INFORMÁTICA NA ELABORAÇÃO DE 
LIGAS METÁLICAS ............................................................................................................ 393 
7.4.1. Automação e controle na operação de fornos .................................... 393 
7.4.2. Métodos computacionais para cálculo de cargas ............................... 394 
7.4.3. Cuidados na operação de fornos de elaboração de ligas metálicas 396 
7.5. MATÉRIAS PRIMAS PARA OBTENÇÃO DE LIGAS METÁLICAS ................................ 397 
7.5.1. Metálicos ................................................................................................... 397 
7.5.2. Carburantes .............................................................................................. 398 
7.5.3. Fundente, fluxo, escorificante e coagulante de escória .................... 398 
7.5.4. Gases ......................................................................................................... 399 
7.5.5. Desgaseificante ........................................................................................ 399 
7.5.6. Desoxidante .............................................................................................. 399 
7.5.7. Refrigerante .............................................................................................. 399 
7.6. PROCEDIMENTOS BÁSICOS PARA ELABORAÇÃO DE LIGAS ................................. 400 
7.6.1. Aços ........................................................................................................... 400 
7.6.1.1. Carregamento ....................................................................................... 400 
7.6.1.2. Fusão ..................................................................................................... 401 
7.6.1.3. Impurezas ............................................................................................. 401 
7.6.1.4. Desoxidação do aço ............................................................................ 402 
7.6.1.5. Inclusões ............................................................................................... 403 
7.6.2. Ferros fundidos ........................................................................................ 405 
7.6.2.1. Ferro fundido cinzento ........................................................................ 406 
7.6.2.2. Seleção da composição química para ferros fundidos cinzentos 406 
7.6.2.3. Determinação da temperatura de solidificação/fusão dos ferros 
fundidos e carbono equivalente ......................................................................... 407 
7.6.2.4. Sobreaquecimento no forno dos ferros fundidos e tempo de 
manutenção .......................................................................................................... 408 
7.6.2.5. Tratamento de inoculação para ferros fundidos cinzentos e 
nodulares ............................................................................................................... 410 
7.6.2.6. Ferro fundido nodular .......................................................................... 415 
7.6.2.7. Tratamento de nodularização para ferros fundidos nodulares ..... 417 
7.6.3. Ligas de alumínio ..................................................................................... 423 
7.6.3.1. Eliminação de gases dissolvidos ....................................................... 424 
7.6.3.2. Remoção do óxido de alumínio ......................................................... 426 
7.6.3.3. Fluxos de proteção .............................................................................. 426 
7.6.4. Ligas de magnésio ................................................................................... 427 
7.6.5. Ligas de cobre .......................................................................................... 429 
7.6.5.1. Bronzes ................................................................................................. 432 
7.6.5.2. Latões .................................................................................................... 433 
7.6.5.3. Cobre comercialmente puro ou com pequenas adições ............... 435 
7.6.6. Ligas de zinco ........................................................................................... 435 
7.7. CÁLCULO DE CARGAS PARA ELABORAÇÃO DE LIGAS EM FUNDIÇÃO .................. 437 
7.7.1. Generalidades .......................................................................................... 437 
7.7.2. Base para o cálculo de cargas .............................................................. 438 
7.7.3. Exemplos de cálculo de cargas ............................................................. 439 
7.7.3.1. Exemplos de matérias primas para o cálculo de carga ................. 439 
Fundição: Processos e Tecnologias Correlatas 
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7.7.3.2. Exemplo de cálculo de carga 01: Aço Carbono Comum SAE 1050
 440 
7.7.3.3. Exemplo de cálculo de cargas 02: Aço inoxidável ferrítico tipo AISI 
430 442 
7.7.3.4. Exemplo de cálculo de cargas03: Ferro fundido cinzento da classe 
FC-20: 442 
7.7.3.5. Exemplo de cálculo de cargas 04: Ferro fundido nodular da classe 
FE 30018 ............................................................................................................... 443 
8. VAZAMENTO DE PEÇAS FUNDIDAS ............................................................... 445 
8.1. CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DURANTE O VAZAMENTO ........................................ 445 
8.2. TRATAMENTOS E OPERAÇÕES SOBRE O METAL LÍQUIDO NA PANELA DE 
VAZAMENTO .................................................................................................................... 447 
8.3. PANELAS DE VAZAMENTO ................................................................................... 448 
8.4. A OPERAÇÃO DE VAZAMENTO ............................................................................. 449 
8.5. VAZAMENTO A VÁCUO ......................................................................................... 451 
9. DESMOLDAGEM E RECUPERAÇÃO DA AREIA ........................................... 453 
9.1. DESMOLDAGEM ................................................................................................... 453 
9.1.1. Temperatura de desmoldagem ............................................................. 454 
9.1.2. Processo por choques ............................................................................ 455 
9.1.3. Processo por vibração ............................................................................ 456 
9.1.4. Processo por extrusão ............................................................................ 458 
9.1.5. Remoção de machos .............................................................................. 459 
9.2. RECUPERAÇÃO E REGENERAÇÃO DA AREIA ....................................................... 460 
10. ACABAMENTO E TRATAMENTOS DE PEÇAS FUNDIDAS ........................ 467 
10.1. REMOÇÃO DE AREIA GRUDADA ........................................................................... 467 
10.1.1. Limpeza manual ....................................................................................... 467 
10.1.2. Tamboreamento ....................................................................................... 468 
10.1.3. Hidrojato .................................................................................................... 468 
10.1.4. Jato abrasivo ............................................................................................ 469 
10.1.5. Limpador vibratório .................................................................................. 469 
10.1.6. Abrasivos utilizados ................................................................................. 470 
10.1.6.1. Abrasivos silicosos .......................................................................... 470 
10.1.6.2. Abrasivos ferrosos ........................................................................... 471 
10.1.7. Equipamentos com peças colocadas sobre um plano horizontal .... 471 
10.1.8. Equipamentos com peças penduradas ................................................ 472 
10.2. REMOÇÃO DOS CANAIS E MASSALOTES ............................................................. 473 
10.2.1. Remoção por percussão ......................................................................... 474 
10.2.2. Corte térmico ............................................................................................ 475 
10.2.3. Corte com rebolos ................................................................................... 477 
10.2.3.1. Características dos rebolos ............................................................ 478 
10.2.3.2. Escolha do rebolo mais adequado ................................................ 479 
10.2.4. Corte por serra ou prensa ...................................................................... 480 
10.3. REBARBAÇÃO ...................................................................................................... 481 
10.3.1. Marteletes pneumáticos .......................................................................... 481 
10.3.2. Esmerilhadeiras ....................................................................................... 481 
10.4. RECUPERAÇÃO DE PEÇAS FUNDIDAS ................................................................. 483 
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10.5. TRATAMENTO TÉRMICO DE FUNDIDOS ................................................................ 484 
10.6. ENTREGA DE PEÇAS FUNDIDAS USINADAS E CONJUNTOS PRÉ-MONTADOS ....... 484 
11. CONTROLE DE QUALIDADE E DEFEITOS DE FUNDIÇÃO ........................ 486 
11.1. CONTROLE DO REFUGO DAS PEÇAS FUNDIDAS .................................................. 486 
11.2. RASTREABILIDADE DE PRODUTOS FUNDIDOS ..................................................... 487 
11.3. ENSAIOS TÍPICOS ................................................................................................ 487 
11.3.1. Verificação dimensional da forma ......................................................... 488 
11.3.2. Controle do metal fundido e da sua composição ............................... 488 
11.3.3. Análise química e metalúrgica ............................................................... 488 
11.3.3.1. Análise a seco .................................................................................. 489 
11.3.3.2. Espectrometria de fluorescência por raios X ............................... 489 
11.3.3.3. Espectrofotômetros ......................................................................... 489 
11.3.4. Ensaios não destrutivos das peças de fundição................................. 490 
11.3.4.1. Controle das peças vazadas por inspeção visual ...................... 490 
11.3.4.2. Ensaio por líquidos penetrantes .................................................... 491 
11.3.4.3. Ensaio por magnetoscopia ............................................................. 491 
11.3.4.4. Ensaio por ultrasom ......................................................................... 492 
11.4. DEFEITOS DE FUNDIÇÃO ..................................................................................... 493 
11.4.1. Defeitos de ordem metalúrgica .............................................................. 495 
11.4.1.1. Heterogeneidade de composição ................................................. 495 
11.4.1.2. Defeitos devido à fluidez ................................................................. 498 
11.4.1.3. Defeitos devidos aos gases ........................................................... 499 
11.4.2. Defeitos devido à areia de moldação ................................................... 500 
11.4.2.1. Defeitos devidos à resistência mecânica insuficiente ................ 500 
11.4.2.2. Defeitos relacionados com a permeabilidade ............................. 501 
11.4.2.3. Defeitos relacionados com a estabilidade térmica dimensional502 
11.4.2.4. Defeitos de superfície ..................................................................... 503 
11.4.3. Defeitos relacionados com a moldabilidade ........................................ 505 
12. ASPECTOS COMPLEMENTARES ..................................................................... 506 
12.1. MEIO AMBIENTE E FUNDIÇÃO ............................................................................. 506 
12.1.1. Resíduos ................................................................................................... 506 
12.1.2. Emissões gasosas ................................................................................... 508 
12.1.3. Reutilização da areia de fundição ......................................................... 510 
12.1.4. Utilizaçãode escória ............................................................................... 513 
12.1.5. Tratamento de resíduos .......................................................................... 516 
12.1.5.1. Recuperação .................................................................................... 517 
12.1.5.2. Regeneração .................................................................................... 517 
12.1.5.3. Reciclagem ....................................................................................... 519 
12.1.6. Aterros ....................................................................................................... 523 
12.1.6.1. Aterro Classe I .................................................................................. 525 
12.1.6.2. Aterro Classe II ................................................................................. 525 
12.1.6.3. Aterro Classe IIB .............................................................................. 526 
12.2. ERGONOMIA NA FUNDIÇÃO ................................................................................. 527 
12.2.1. Tipos de ergonomia ................................................................................. 528 
12.2.2. Arranjo físico ............................................................................................. 529 
12.2.3. Fatores ambientais .................................................................................. 530 
12.2.3.1. Iluminação ......................................................................................... 530 
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12.2.3.2. Acústica ............................................................................................. 530 
12.2.3.3. Temperatura e Umidade ................................................................. 531 
12.2.3.4. Cores ................................................................................................. 531 
12.2.4. Análise ergonômica do trabalho ............................................................ 532 
12.2.5. Principais riscos ergonômicos na fundição ......................................... 535 
12.2.5.1. Lesão por esforço repetitivo ........................................................... 535 
12.2.5.2. Silicose .............................................................................................. 539 
12.3. MERCADO DE FUNDIÇÃO ..................................................................................... 544 
12.4. LINKS RELEVANTES PARA A FUNDIÇÃO ............................................................... 546 
13. ÍNDICE REMISSIVO ............................................................................................... 548 
14. REFERÊNCIAS 554 
 
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1. INTRODUÇÃO À FUNDIÇÃO 
1.1. GENERALIDADES 
A fundição consiste no vazamento do metal líquido no interior de uma cavidade 
denominada molde cuja forma correspondente, em negativo, à da peça desejada 
(SIEGEL, 1985). Com a solidificação do metal líquido obtemos a peça fundida. 
Esse método de fabricação de peças milenar evoluiu junto com humanidade e 
tornou-se hoje um dos métodos mais versáteis que permite a fabricação de peças 
nas mais variadas formas, complexidades e tamanhos, além da possibilidade de 
fabricação em série ou peças únicas. Há ainda o relevante fato de o processo ser 
um dos métodos mais econômicos de formar uma vasta gama de componentes 
metálicos. As etapas básicas de um processo de fundição, geralmente, se dividem 
em: projeto e confecção do modelo, confecção do molde e machos, vazamento do 
metal líquido, desmoldagem e acabamento. Em muitas situações, a fundição pode 
ser considerada como um processo de fabricação de peças metálicas que 
representa o caminho mais curto entre a matéria prima metálica e a peça semi-
acabada em condições de uso. 
1.1.1. Histórico 
Os objetos em metal mais antigos, conhecidos até agora, datam de 10.000 anos 
A.C. Eram pequenos enfeites feitos de cobre nativo e batidos no formato desejado. 
No período de 5.000 a 3.000 A.C. apareceram os primeiros trabalhos com cobre 
fundido, sendo os moldes feitos de pedra lascada. Na sequência, inicia-se a Era 
do Bronze. O processo de fundição de ferro tem lugar na china em 600 A.C., 
sendo que o processo de fundição em aço é bem mais recente, em 1740, atribuído 
a Benjamin Huntsman da Inglaterra. 
Cronograma da fundição, segundo tecnologia da fundição: 
• 4000 AC - Processo de Fundição por Cera Perdida (modelos 
perdidos) surge na China, Índia, Egito, Nigéria e América do Sul; 
• 2800 AC - Processos de obtenção de Ferro, a partir dos seus 
minérios por redução com carvão vegetal, na Mesopotâmia; 
• 1000 AC - Início da idade do Ferro-obtenção de ferro forjado; 
• 250 a 100 AC - No período Romano a metalurgia do Ferro sofre um 
grande desenvolvimento em nível de utilizações importantes 
(machados, ferramentas, charruas, canalizações e armamento); 
• 1300 a 1400 - Desenvolvimento de fornos de fusão industrial. 
Tecnologia de obtenção de Ferro Fundido no forno cubilô; 
• 1710 - Início da Revolução Industrial – o coque substitui o carvão 
industrial no Alto Forno. Início de utilização do Alto Forno na Europa; 
• 1855 - Implantam-se os processos Bessemer, Thomas e Siemens-
Martin. Para elaboração do aço a partir da gusa; 
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• 1890 - F.Osmond estuda o comportamento do ferro a altas 
temperaturas e define os pontos críticos do Diagrama de Ferro 
Carbono; 
• 1944 - O alemão Johannes Croning desenvolve e elabora a patente 
do processo de fundição Shell Molding; 
• Desde 1960 - Desenvolvimento da fabricação por controle das 
transformações para obtenção, em especial, de peças fundidas em 
aço de alta resistência. 
 
1.1.2. Etapas para obtenção de uma peça fundida 
Para se estabelecer o processo de fabricação de uma peça fundida, parte-se do 
desenho técnico da peça a ser produzida ou até mesmo uma réplica. A partir 
disso, realiza-se o projeto que define todo o processo de fabricação na fundição. A 
Figura 1 mostra um típico exemplo das etapas para a fabricação de uma peça 
cilíndrica com um furo passante em molde de areia, conforme mostra a. Tudo 
começa com o projeto da peça desejada (1). A partir deste projeto é feito o modelo 
(3) que possui algumas alterações, como as marcações de macho (4), que é o 
local onde serão colocados os machos (para compor as partes internas da peça 
fundida, que por sua vez é feito com o auxílio das caixa de macho (2). O modelo 
sendo partido começa-se a 1ª etapa da moldagem (a), que é moldar a caixa 
inferior do molde de areia, usando para apoio uma caixa de moldar (7) e um 
estrado (10). Em seguida molda-se a caixa superior (b) e para manter as duas 
caixas na posição correta usam-se pinos guia (5). Moldadas as duas partes, está 
pronto o molde (6). As caixas são abertas, são feitos os detalhes dos canais de 
enchimento (12, 15 e 16) e colocados o macho (c e d). Observa-se o vazio que 
corresponderá à peça (8), o macho posicionado (9) e o canal para saída dos 
gases (17). As caixas são travadas por pesos ou presilhas (13) paraevitar 
vazamento de metal para fora do molde. Após o vazamento e solidificação, temos 
a peça vazada. 
 
 
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Figura 1. Elaboração de uma peça cilindrica pelo processo de moldagem em areia . 
Fonte: Titov e Stepanov (1981). 
1.1.3. Aplicações de peças fundidas 
Algumas características da fundição a colocam numa posição estratégica: 
• O fato da fundição ser o caminho mais curto entre a liga metálica 
líquida e a peça pronta, torna o processo atrativo economicamente 
para muitas situações; 
• Por não haver limites para confecção de formas de moldes e 
conjuntos fundidos, faz com que a fundição seja o processo com a 
maior liberdade de formas disponíveis; 
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• Peças desde poucas gramas, como joias até peças com dezenas de 
toneladas, como turbinas para hidroelétricas, peças de navios, potes 
de escória, podem ser produzidas por fundição. 
Então, muitas aplicações são possíveis, desde simples peças decorativas a peças 
de alta tecnologia e de quaisquer portes. Exemplos: 
• Eletrodomésticos: carcaça de motores (como de geladeiras) e 
componentes de compressores, peças injetadas e outros 
componentes (Figura 2); 
• Elétrica: carcaças de proteção em equipamentos e componentes, 
carcaça de motores; 
• Indústria de bens de capital: carcaças e peças de máquinas de porte 
como tornos, fresas, furadeiras, plainas; 
• Saneamento e água para cidades: tubos fundidos de grande porte, 
válvulas, conexões, tampas e estrutura de bueiros e portas de 
acesso, equipamentos de proteção; (Erro! Fonte de referência não 
encontrada. e Figura 3) 
• Automotivo: as aplicações são enormes. Talvez o maior mercado • Automotivo: as aplicações são enormes. Talvez o maior mercado 
individual de fundidos, como: bloco de motor, cabeçote de motor, 
várias peças injetadas sob pressão, carcaças de subconjuntos, 
coletores de descarga, corpo de bomba de combustível, corpo de 
bomba de injeção, braços de suspensão, peças do conjunto de freio, 
carcaça de diferencial para ônibus, caminhões, tratores e outros; 
(Erro! Fonte de referência não encontrada. e Figura 4) 
• Indústria: perfis e lingotes para a usinagem (como de ferros fundidos) • Indústria: perfis e lingotes para a usinagem (como de ferros fundidos) 
e para conformação mecânica, conexões, peças de válvulas e de 
motores, componentes de máquinas como carcaças, engrenagens 
de porte, potes de escória, lingoteiras, equipamentos em materiais 
de desgaste, ventaneiras, bicos de lança de LD (Erro! Fonte de 
referência não encontrada. ); 
• Aeroespacial: paletas de turbina, bloco de motores, componentes de • Aeroespacial: paletas de turbina, bloco de motores, componentes de 
motores; 
• Brinquedos: muitos brinquedos utilizam peças injetadas sob pressão; 
• Informática: muitos computadores usam em suas estruturas peças 
fundidas injetadas; 
• Utilidades do lar: panelas, peças em equipamentos de cozinha e 
jardinagem, utensílios; 
• Ourivesaria: joias diversas, usualmente em metais nobres, como 
ligas de ouro, prata e platina; 
• Decoração: peças de adorno, bancos, mesas, lustres, postes 
decorativos, peças decorativas, acabamento em pontes e obras; 
• Artes plásticas: estátuas, pedestais, esculturas, bustos, formas 
abstratas (Figura 5); 
• Médica: próteses dentárias e ortopedia; 
 
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Figura 2. Peças fundidas em fundição de precisão (a) e fundida sob pressão em 
alumínio (b)1 . 
 
Figura 3. Tampa de bueiro em ferro fundido. 
 
O bloco de motor (Figura 4) é a peça principal do motor, na qual são fixadas todas 
as outras partes dele. Pode ser feito em metal fundido e usinado, em ferro fundido 
ou alumínio. 
 
 
 
Figura 4. Bloco de motor e um cabeçote de motor. 
 
1 Disponível em: www.dag.com.br. Acesso em: 11/10/2010. 
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Figura 5. Sino fundido em branze. 
1.2. PARTES ESSENCIAIS DE UMA FUNDIÇÃO 
Uma fundição funciona de maneira integrada, na qual, cada setor fica responsável 
por uma determinada etapa do processo. A fabricação de uma peça fundida 
requer, pelo menos, os seguintes setores (SENAI, 1987a): 
• De projetos; 
• De confecção e reparação de modelos, caixas de macho e 
elementos de modelo, ou seja, modelação; 
• De fabricação de peças fundidas, ou seja, a fundição propriamente 
dita. 
A fábrica de fundição pode ser dividida nas seguintes áreas: 
• De preparação de areia para moldação; 
• De moldação; 
• De confecção de machos, isto é, macharia; 
• De preparação do metal liquido, isto é, área de fusão; 
• De vazamento dos moldes; 
• De rebarbação e limpeza, isto é, área de acabamento de peças. 
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Figura 6. Esquema básico de uma fundição. Fonte: Wobeto ( 2008). 
1.3. MOLDES E MACHOS 
Os materiais utilizados na fabricação de moldes em fundição são, principalmente, 
areia e metal. Os moldes metálicos são empregados, sobretudo, em fundição sob 
pressão e em fundição em coquilha. A grande maioria de fundidos produzidos é 
obtida por moldes confeccionados à base de areia, em moldação manual ou 
mecanizada. Uma areia de moldação é constituída, essencialmente, por grãos 
refratários da areia base e pelo aglomerante desses grãos. Há variedades tanto na 
areia base como no aglomerante. Macho é a parte do molde fabricado 
separadamente e colocado em sua cavidade após a extração do modelo para 
(SENAI, 1987a): 
• Se obter de maneira mais econômica formas internas ou externas de 
uma peça, 
• Facilitar a construção do modelo. 
A Figura 7 (a) mostra uma peça com uma forma interna com diâmetro variável. 
Para facilitar a moldação dessa peça, utiliza-se um modelo, Figura 7 (b), para 
obtenção da forma geral da cavidade do molde, na qual, é posicionado o macho, 
preparado numa caixa de macho, Figura 7 (c), paralelamente a confecção do 
molde, Figura 7 (d). 
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Figura 7. Peça a ser fundida (a), modelo com marcação de macho (b), caixa de macho 
(c), molde com macho (d) e macho (m). Fonte: Senai (1987a). 
Existem diferentes tipos de areia para macho. Elas podem ser classificadas de 
forma diferentes, dependendo do tipo de processo usado para sua aglomeração. 
Duas bastante usuais são as areias constituídas