Apostila_Defeitos_areia_verde

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SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA 
SOCIESC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEFEITOS DE FUNDIÇÃO 
NO 
PROCESSO AREIA A VERDE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Iberê R. Duarte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JOINVILLE 
MAIO/2004 
 
 2
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ..............................................................................................................4 
2 EXTENSÃO DOS DEFEITOS DE FUNDIÇÃO .............................................................4 
3 DIFICULDADES NO LEVANTAMENTO.......................................................................4 
4 IMPORTÂNCIA DO LEVANTAMENTO ........................................................................4 
5 DADOS PARA DETECTAR A CAUSA.........................................................................4 
6 DADOS PARA DETERMINAR O VALOR E ACOMPANHAR OS PRAZOS................4 
7 DESENVOLVIMENTO DE MEDIDAS CORRETIVAS OTIMIZADAS ...........................5 
8 FONTES PARA DETERMINAÇÃO DE CAUSAS E MEDIDAS CORRETIVAS ...........5 
9 PRÍNCIPAIS DEFEITOS ORIUNDOS DA AREIA A VERDE........................................6 
10 SINTERIZAÇÃO............................................................................................................6 
10.1 Identificação ..............................................................................................................6 
10.2 Causas ......................................................................................................................7 
10.3 Prevenção .................................................................................................................7 
11 PENETRAÇÃO .............................................................................................................8 
11.1 Identificação ..............................................................................................................8 
11.2 Causas ......................................................................................................................9 
11.3 Prevenção ...............................................................................................................10 
12 ESCAMA, RABO DE RATO .......................................................................................11 
12.1 Identificação ............................................................................................................11 
12.2 Causas ....................................................................................................................12 
12.3 Prevenção ...............................................................................................................13 
13 BLOWHOLE - BOLHAS DE GASES..........................................................................13 
13.1 Identificação ............................................................................................................13 
13.2 Causas ....................................................................................................................14 
13.3 Prevenção ...............................................................................................................15 
13.4 Elementos para o diagnóstico .................................................................................15 
14 PINHOLING DE HIDROGÊNIO ..................................................................................16 
14.1 Identificação ............................................................................................................16 
14.2 Causas ....................................................................................................................19 
14.3 Prevenção ...............................................................................................................19 
15 PINHOLING DE NITROGÊNIO...................................................................................20 
15.1 Identificação ............................................................................................................20 
15.2 - A fusão como uma fonte de nitrogênio..................................................................20 
15.2.1 Forno Cubilô ........................................................................................................20 
15.2.2 Forno Elétrico ......................................................................................................21 
15.2.3 Neutralização do nitrogênio .................................................................................22 
15.3 A moldagem e a marcharia como fontes de nitrogênio ...........................................22 
15.3.1 Processo caixa quente ........................................................................................22 
15.3.2 Processo shell .....................................................................................................22 
15.3.3 Areia recuperada - ligadas quimicamente (cura a frio) ......................................23 
15.4 Pintura.....................................................................................................................23 
 3
15.5 Adesivos, selantes ..................................................................................................23 
15.6 Sumário...................................................................................................................23 
16 PENETRAÇÃO POR EXPLOSÃO..............................................................................23 
16.1 Identificação ............................................................................................................23 
16.2 Mecanismo de formação .........................................................................................23 
16.3 Causas ....................................................................................................................24 
16.4 Prevenção ...............................................................................................................25 
17 EROSÃO/LAVAGEM/INCLUSÃO DE AREIA ............................................................25 
17.1 Identificação ............................................................................................................25 
17.2 Causas ....................................................................................................................26 
17.3 Prevenção ...............................................................................................................26 
18 INCLUSÃO DE CARBONO VÍTREO ..........................................................................27 
18.1 Identificação ............................................................................................................27 
18.2 Causas ....................................................................................................................27 
18.3 Prevenção ...............................................................................................................27 
19 INCLUSÃO DE BENTONITA......................................................................................27 
19.1 Identificação ............................................................................................................27 
19.2 Causa......................................................................................................................27 
19.3 Prevenção ...............................................................................................................27 
20 QUEBRA DE CANTOS E DE BOLOS........................................................................27 
20.1 Identificação ............................................................................................................27 
20.2 Causas ....................................................................................................................28 
20.3 Prevenção ...............................................................................................................28 
21 SUPERFÍCIE ÁSPERA ...............................................................................................2921.1 Identificação ............................................................................................................29 
21.2 Causas ....................................................................................................................29 
22 VEIAMENTO ...............................................................................................................29 
22.1 Identificação ............................................................................................................29 
22.2 Causas ....................................................................................................................30 
22.3 Prevenção ...............................................................................................................30 
23 DEFEITOS ORIUNDOS DA FALTA DE RIGIDEZ DO MOLDE..................................30 
24 DEFEITOS ORIUNDOS DO SPRINGBACK...............................................................31 
24.1 Causas do “springback" ..........................................................................................31 
REFERÊNCIAS .................................................................................................................32 
 
 4
1 INTRODUÇÃO 
 
Segundo Herger e Kleinheyer, 60% do refugo total da fundição e 70% do custo de 
limpeza da peça são oriundos da areia de moldagem. Portanto, a abordagem sobre este 
tema é muito importante, apesar da sua complexidade. Este compêndio reune 
informações sobre a aparência, principais causas e maneiras de como prevenir os 
príncipais defeitos de fundição no processo areia a verde, originários da areia. 
 
2 EXTENSÃO DOS DEFEITOS DE FUNDIÇÃO 
 
 Defeitos Menores 1 - Defeitos aceitáveis (de aparência) 
 2 - Defeitos recuperáveis 
 
 Defeitos Graves 3 - Refugo 
 
 
Temos também 
 Excesso de sobremetal para compensar defeitos. 
 Tempo de jateamento superior a 15 minutos. 
 Quebra excessiva de bolo. 
 Uso constante de areia de faceamento, pintura de moldes, para ferro fundido. 
 
3 DIFICULDADES NO LEVANTAMENTO 
 
 Organização 
 Fatores psicológicos - medo 
 - escárnio 
 - vaidade 
 Sistema de transporte 
 Local e anotações de rotina 
 
4 IMPORTÂNCIA DO LEVANTAMENTO 
 
 Situação real 
 Reconhecer os pontos de maior significância 
 Estímulo ao grupo 
 Base para o diagnóstico 
 
5 DADOS PARA DETECTAR A CAUSA 
 
 Nome correto do defeito e sua descrição 
 Número do modelo 
 Número do modelo em vários modelos semelhantes 
 Hora de vazamento/turno 
 Lote/número da fusão 
 
6 DADOS PARA DETERMINAR O VALOR E ACOMPANHAR OS PRAZOS 
 
 Peso 
 Custo de produção 
 5
 Quantidade 
 Número do modelo 
 Custo de recuperação 
 
7 DESENVOLVIMENTO DE MEDIDAS CORRETIVAS OTIMIZADAS 
 
RELACIONAR TODAS AS CAUSAS 
CONHECIDAS 
 RELACIONAR TODAS AS MEDIDAS 
CORRETIVAS 
 
 
 
 
DADOS DE 
PRODUÇÃO 
 DADOS DE 
LABORATÓRIO
 VERIFICAR QUANTO A EFEITOS 
SECUNDÁRIOS INDESEJÁVEIS 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DAS CAUSAS 
MAIS PROVÁVEIS 
 
 
 
ESCOLHA DAS MEDIDAS CORRETIVAS MAIS RACIONAIS 
 
 
 
PROCESSO DE PRODUÇÃO 
CORRIGIDO 
 
 
 
 
PEÇA LIVRE DE DEFEITO PEÇA COM DEFEITO 
 
 
DIAGNÓSTICO CONFIRMADO CORRIGIR DIAGNÓSTICO 
 
 
8 FONTES PARA DETERMINAÇÃO DE CAUSAS E MEDIDAS CORRETIVAS 
 
 Conhecimentos pessoais especializados 
 Experiência profissional 
 Raciocínio e combinações 
 Literatura especializada 
 Conversa com colegas 
 Consulta a especialistas 
 
 
 
 
 6
9 PRÍNCIPAIS DEFEITOS ORIUNDOS DA AREIA A VERDE 
 
 Inclusão de areia 
 Bolha de gás 
 Pinholes 
 Escamas de expansão/rabo de rato 
 Sinterização 
 Penetração 
 Erosão/Lavagem 
 Inclusão de carbono vítreo 
 Inclusão de bentonita 
 Quebra de cantos e de bolo 
 Superfície áspera 
 Veiamento 
 
10 SINTERIZAÇÃO 
 
10.1 Identificação 
 
Crosta de areia fundida, solidamente aderida, superfície rugosa, ocorre próxima a 
canais e secções grossas, regiões submetidas à concentração de calor. 
 
Pode ser diferenciado da penetração por: 
 
 Resíduos raspados não são atraídos por imã 
 No exame metalográfico observa-se que os grãos de areia são atacados pelo 
metal e não existe metal entre eles 
 Não ocorre com areias de zirconita ou cromita 
 
 
 
Fig.1 - Aspecto da superfície com sinterização. 
 
 7
 
 
 
Fig. 2 - Microestrutura de uma região sinterizada, os grãos de areia são atacados pelo 
 metal. 
 
10.2 Causas 
 
Reação metal/molde em temperatura de +/- 800 0C. O primeiro estágio é a formação 
de óxido de ferro que reage com a sílica e forma um complexo silicato de ferro com baixo 
ponto de fusão, ocorrendo ligação entre si e com a peça. A principal razão para 
sinterização de molde e macho é a refratariedade baixa. Os fatores que contribuem são: 
 
 Contaminação da areia com óxido de ferro, argila ou resíduos de silicato de 
sódio. 
 Sais oriundos da água de resfriamento e água da preparação. 
 Adição inadequada de pó de carvão na areia a verde. 
 Falta ou uso incorreto de tinta refratária. 
 Alta temperatura de vazamento. 
 Escória da panela que entra na cavidade do molde. 
 Presença de NaOH e Ca (OH)2 álcalis, na areia base. 
 Uso de bentonita com alto grau de ativação. 
 
10.3 Prevenção 
 
Controle da matéria prima: 
 Verificar se esta conforme especificação. 
 Evitar areia de sílica com temperatura de sinterização menor que 1200 0C. 
 Usar areia de sílica com temperatura de sinterização em torno de 1450 0C de 
preferência. 
 Se necessário usar areia de zirconita ou cromita. 
 
Areia a Verde: 
 Manter o pó de carvão em teor adequado ao processo (2 a 4%). 
 8
 Usar pó de carvão com teor de cinzas menor que 5%. 
 Descartar areia usada a cada ciclo de fundição de metal vazado. 
 Evitar o uso de bentonita sódica ativada, para diminuir a presença de Na2CO3 
o na areia 
 Separar resíduos de macho do processo CO2 silicato de sódio. 
 Use tinta refratária. 
 Evite alta temperatura de vazamento. 
 Dessalinizar a água se necessário, em função de sais presentes na mesma. 
 
11 PENETRAÇÃO 
 
11.1 Identificação 
 
Penetração resulta em uma superfície rugosa e pode afetar parte ou toda a peça. 
Pode ser confundida com sinterização. Pode se estender desde milímetros até 
centímetros de espessura, em casos extremos pode obstruir regiões internas sendo 
impossível à remoção. 
 
 
 
 
Fig. 3 - Peça com penetração severa. 
 
Pode ser confirmada com os seguintes testes: 
 
 Resíduos raspados são atraídos por um imã 
 No microscópio os grãos de areia estão cercados pelo metal 
 No esteroscópio observa-se uma rede de ferro em torno dos grão de areia 
 
 9
 
 
Fig. 4 - Microestrutura da penetração, os grãos de areia ficam misturados com o metal, 
 
11.2 Causas 
 
Pressão de metal excede a tensão superficial do líquido e força a entrada do metal 
entre os poros do molde e machos. A massa penetrada esta aderida à peça por uma série 
de pinos, esta região indica o ponto fraco onde iniciou a penetração. Não é comum na 
face superior do molde. Pode surgir de uma trinca do molde ou macho. Teor de fósforo 
menor que 0,04% produz penetração severa em ferro fundido cinzento. A pressão crítica 
para ocorrer a penetração é baixa. Ela é facilmente excedida pela pressão ferrostática, 
criada pela altura da peça e do sistema de canais. A principal causa esta relacionado com 
o tamanho de grão da areia. 
 
 
 
 
Fig. 5 - Efeito da pressão ferrostática e do tamanho de grão sobre a ocorrência de 
penetração. 
 10
Outras causas são: 
 
 Pressão dinâmica causada pelo fluxo do metal na cavidade do molde. 
 Explosões no molde devido à presença de gases inflamáveis da areia de 
moldagem a verde e machos. 
 Compactação inadequada. 
 Fendas (trincas) em moldes e machos com ligantes químicos. 
 Camada fina de tinta. 
 Trincas na camada de tinta, grossa camada. 
 Pouca aderência de tinta. 
 
11.3 Prevenção 
 
 Usar sistema de canais o mais baixo possível, adequado com o enchimento. 
 Aproximar o bico da panela o máximo possível do funil. 
 Não vazar diretamente no centro do funil. 
 Usar baciade vazamento para quebrar o impacto do metal. 
 Reduzir a vazão de metal. 
 Usar areia o mais fina possível. 
 Compactar bem: 
• Não sobrecarregar com areia a máquina. 
• Usar pressão de ar/óleo correta na máquina. 
• Evitar mistura muito “gorda” ,que dificulta a compactação. 
• Usar areia ligada quimicamente no seu tempo correto de vida da banca. 
• Não resinas e catalisadores com prazos de estocagem vencidos. 
• Em sistemas ligados quimicamente usar vibração para compactar uniforme. 
 Reduzir permeabilidade. 
 Reduzir umidade. 
 Reduzir temperatura de vazamento. 
 Aumentar o teor de voláteis na areia. 
 Pintar o molde. 
 Usar pó de carvão. 
 Usar areia de maior ponto de sinterização. 
 Se necessário aplique 2 camadas de tinta, sendo: 
• A primeira camada com densidade 0,30 N/cm2 e alta estabilidade térmica. 
 
 Aumentar a ductilidade do molde: 
• Descartes mais areia usada para reduzir finos. 
• Evitar dureza do molde muito alta. 
 
 Melhorar a resistência ao choque térmico: 
• Peças grandes - adicionar até 1% de pó de madeira. 
• Peças pequenas - usar amido até 0,5% ou dextrina até 0,25%. 
• Peças finas - usar até 0,8% extra de pó de carvão. 
 
 Vazar mais rápido o metal 
 
 Aumentar a permeabilidade do molde 
 
 Dessanilizar a água 
 
13 BLOWHOLE - BOLHAS DE GASES 
 
13.1 Identificação 
 
Depende da sua origem, isto é: 
 
 14
 Proveniente de carepas, as bolhas aparecem após a limpeza como uma 
cavidade na superfície da peça e antes da limpeza como uma protuberância 
superficia. 
 Proveniente de pelotas da areia, a origem está na areia, são pelotas duras com 
alta perda ao fogo e elevado teor de voláteis. 
 
 Provenientes da contração de solidificação se forem gases as cavidades são 
arredondadas, em regiões espessas ou pontos quentes. 
 Proveniente do molde, normalmente a cavidade situa-se próxima à superfície da 
peça. 
 
Geralmente se apresentam com paredes lisas, sensivelmente esféricas com ou sem 
comunicação com a superfície da peça. Podem aparecer separadas, em grupos ou por 
toda a peça. São provenientes do molde ou do macho. Vapor de água e produtos da 
decomposição de aditivos e ligantes. São gases, principalmente de hidrogênio e de 
nitrogênio. 
 
 
Fig. 9 - Aspectos das bolhas e pinholes de origem endógenas e exógenas. 
 
13.2 Causas 
 
a) Origem metalúrgica (endógenas): 
 
 Gás dissolvido no banho - matérias primas, atmosfera de fusão. 
 Aço e ferro fundido - formação de óxidos de carbono por reação do carbono com 
oxigênio presente sob forma gasosa ou como óxido. 
 
b) Procedente do molde ou machos: 
 
 Elevado teor de umidade 
 Alto teor de aditivos 
 15
 Alto teor de resina 
 Cura dos machos inadequada (incompleta) 
 No molde os principais responsáveis são a umidade e o pó de carvão, estas 
substâncias liberam gases rapidamente, ao mesmo tempo em que reduzem a 
permeabilidade. 
 Elevado teor de resina nas tintas. 
 Permeabilidade baixa da areia. 
 Espessura da camada de tinta elevada. 
 Pelotas na areia. 
 Presença de tinta sobre vents do molde ou macho. 
 Presença de carepas de ferrugens Fe2O3 
 2Fe2O3 + 3C + calor 4Fe + 3CO2
. 
 O carbono vem da chapa ou de aditivos, o defeito normalmente ocorre em peças 
grossas, pois a redução do óxido exige maior energia. 
 Areia muito quente. 
 Uso de óxido de ferro reduz permeabilidade e libera gases. 
 Insertos como resfriadores, chapelins, fundição mista (porcas, parafusos, chapas 
a serem embutidas), estes devem estar isentos de: umidade, sujeira, óxido e 
galvanização. 
 Insuficiência, evacuação do ar e gases do molde e machos. 
 Baixa permeabilidade da areia. 
 Sistema de canais que arrasta ar devido à turbulência. 
 
13.3 Prevenção 
 
 Prever evacuação do ar e gases do molde e machos com saídas (vents). 
 Aumentar a permeabilidade da areia. 
 Dimensionar adequadamente o sistema de canais. 
 Controlar a umidade da areia. 
 Reduzir o teor ou trocar o aditivo. 
 Usar aditivo ou tintas que reduzam o O2. 
 Aumentar a pressão estática pelo aumento da altura do canal de vazamento. 
 Para ferro fundido cinzento: 
• Impedir introdução de óxido e oxidação do banho, evitando cargas oxidadas e 
vigiando a fusão. 
• Vigiar o teor de Al introduz hidrogênio. 
• Temperatura não deve ser demasiada baixa. 
 Evitar camada muito espessa de tinta. 
 Usar tinta com baixo teor de voláteis. 
 Reduzir a um mínimo possível os voláteis na areia. 
 Peneirar a areia de faceamento. 
 Reduzir a dureza do molde. 
 Reduzir a temperatura da areia. 
 Reduzir teor de finos e argila da areia. 
 Melhorar o grau de preparação. 
 
13.4 Elementos para o diagnóstico 
 
 As cavidades grandes são freqüentemente de origem oxógenas (do molde ou 
macho). 
 16
 As cavidades exógenas geralmente possuem dimensões variadas, estão 
separadas ou em grupos irregulares. 
 
 As cavidades endógenas (do metal) geralmente são pequenas, regulares, 
distribuídas pela peça homogeneamente por toda a peça ou em parte da peça. 
 Nas ligas ferrosas temos: 
• Bolhas de hidrogênio paredes brilhantes, não oxidadas. 
• Bolhas de CO/CO2 paredes azuladas. 
• Bolhas de ar preso paredes oxidadas, cinzas. 
 
14 PINHOLING DE HIDROGÊNIO 
 
14.1 Identificação 
 
Estão localizados logo abaixo da superfície em peças pequenas e são bolhas com 
diâmetro de até 3 mm, existe em maior quantidade em secções delgadas até 25 mm 
fundidos em areia a verde. Pode ocorrer em qualquer sub-superfície e posição, mas é 
maior a ocorrência em peças que estão mais distantes do canal de descida. 
 
 
 
Fig. 10 - Pinholing de hidrogênio. 
 
 
 
 
Fig. 11 - Pinholing de hidrogênio longe dos canais. 
 
 17
Normalmente não são visíveis após o jateamento, mas, somente após a usinagem. 
Pode ser confirmada no exame metalográfico. Com pequeno aumento a cavidade possui 
superfície brilhante. Com grande aumento observa-se um filme contínuo de grafita que 
reveste a cavidade e não apresenta inclusão não-metálica, desde que a região não tenha 
sido aberta e jateada ou tratada térmicamente. Teores de Al acima de 0,005% confirmam 
também a presença do pinholing, assim como teoresacima de 0,04% de Ti também. 
 
 
 
 
Fig. 12 - Filme de grafite na cavidade de pinhole. 
 
 
 
 
 
Fig. 13 - Efeito do teor de alumínio no pick-up de hidrogênio. 
 
 18
 
 
Fig. 14 - Risco de pinholing de hidrogênio em molde com várias cavidades. 
 
 
 
 
Fig. 15 - Probabilidade de pinholing em um disco de freio. 
 
 
 
 19
 
 
Fig. 16 - Região fraturada com pinholing. 
 
 O pinhole de hidrogênio pode ocorrer em areia a verde, areias ligadas 
quimicamente em FC e FE 
 
14.2 Causas 
 
 O principal fator é o contato entre o metal líquido e a umidade do molde. A 
absorção de hidrogênio é aumentada pela presença de pequenas quantidades de 
Al no ferro líquido. Teores de 0,01% de Al causam severa erupção de pinholes de 
hidrogênio. O teor de Al deve ser menor que 0,004% no ferro. 
 A captura de hidrogênio da umidade também ocorre pela presença de Mg em FE 
e alto Mg, acima de 1%. 
 Pequenas quantidades de Ti em no ferro, mas seu efeito é pequeno. 
 
14.3 Prevenção 
 
 Eliminar fontes de contaminação com alumínio (sucata). 
 Controlar o teor de alumínio nos ferros ligas. 
• Ferro Silício 
• Ferro Magnésio 
 É imperativo evitar contaminação com alumínio. 
 Evitar turbulência do metal durante vazamento. 
 Secar bem a tinta. 
 Usar tinta mais impermeável ou mais espessa. 
 Manter o teor de Al menor que 0,004%. 
 Teor de umidade da areia menor que 3,8%. 
 Sistema de canais o mais curto possível. 
 Temperatura de vazamento não muito elevada. 
 Usar pó de carvão, mais cuidar com o alto teor. 
 Usar areia mais permeável. 
 Usar teor de argila baixo. 
 Reduzir o teor de voláteis da areia. 
 Corrigir o sistema com areia nova. 
 20
15 PINHOLING DE NITROGÊNIO 
 
15.1 Identificação 
 
Geralmente estão próximos de machos com resina contendo nitrogênio. No exame 
microscópico revela um aspecto mais alongado e irregular que os pinholing de hidrogênio 
e as cavidades são revestidas parcialmente por um filme de grafita. É absorvido pelo ferro 
líquido durante a operação de enchimento do molde. Níveis entre 0,004 a 0,009% no ferro 
fundido cinzento comercial é comum. Até estes níveis ele é benéfico, pois, promove 
estrutura perlítica. Níveis acima de 0,009% forma pinhole ou fissuras. Em geral deriva da 
operação de vazamento e vem do material usado no molde e macho, o efeito é 
cumulativo. 
 
 
 
Fig. 17 - Pinholing de nitrogênio revelados após usinagem em corpo de válvula. 
 
15.2 - A fusão como uma fonte de nitrogênio 
 
15.2.1 Forno Cubilô 
 
 Alto teor de sucata de aço > 50%. 
 Usandodo metal, o vapor de água é expulso do interior do molde por poros não obstruídos e o 
metal toma novamente contato com os grãos de areia. 
 
 
 
Fig. 20 - Formação da penetração por explosão. 
 
16.3 Causas 
 
 Alto teor de umidade na areia. 
 Baixo grau de preparação da mistura. 
 Falta de areia nova no sistema. 
 Sistemas de canais que provoca turbulência. 
 Temperatura de vazamento muito elevada. 
 Temperatura da areia, durante a confecção do molde, superior a 40 0C. 
 Alto teor de pó de carvão ou outros geradores de carbono vítreo. 
 Uso exagerado de separador. 
 Alto teor de argila inerte e de coque na areia. 
 
 25
16.4 Prevenção 
 
 Uso de tinta. 
 Modelos mais lisos. 
 Reduzir pó de carvão ou geradores de carbono vítreo. 
 Regular a adição de água. 
 Aumentar o grau de preparação da areia. 
 Vazar lenta e uniformemente. 
 Aliviar a compactação do molde nas zonas propícias do alto adensamento, por 
meio da inserção de alívios, nos estrados de compressão e/ou arredondar os 
modelos da parte superior, nos locais em que ocorrer o confinamento da água. 
 Diminuir a adição de bentonita do mínimo. 
 Aumentar a adição de areia nova. 
 
17 EROSÃO/LAVAGEM/INCLUSÃO DE AREIA 
 
17.1 Identificação 
 
A análise do defeito deve ser diferenciada em erosão ou lavagem propriamente dita e 
inclusão de areia. 
 
a) Erosão/Lavagem: 
 Projeções irregulares, geralmente rugosas na superfície do fundido, normalmente 
nas proximidades de ataque, ou então na superfície inferior da peça, neste caso 
no alinhamento do ataque ou do fluxo metálico. 
 Muitas vezes aparecem inclusões de areia em outras regiões da peça. 
 
 
 
Fig. 21 - Erosão 
 
b) Inclusão de areia: 
 
 Geralmente podem ser identificadas com uma lupa. 
 Normalmente estão associadas com cavidades e com uma pequena quantidade 
de material carbonáceo e vítreo. 
 O exame microscópico da superfície polida, sob iluminação vertical, revela 
ausência de configuração regular (no caso dos grãos de areia). Neste caso 
aparecem como regiões de coloração fortemente cinza e isentas de estrutura. 
 O exame microscópico da superfície polida, sob luz polarizada cruzada, revela 
anisotropia, sendo que este exame pode ser utilizado para diferenciar entre 
inclusão de escória e de areia, se necessário. 
 26
 Muitas vezes os grãos de areia estão associados com inclusão de escória visto 
que esta normalmente possuí um efeito sobre o sistema de alimentação. 
 Se as inclusões forem provenientes do macho, a configuração e o tamanho dos 
grãos inclusos são semelhantes aos da areia do macho. 
 Se as inclusões forem provenientes da areia do molde, provavelmente em 
alguma outra região da peça ou do sistema de alimentação haverá 
protuberâncias típicas de lavagem; se isto não se verificar, a causa mais provável 
é a presença de areia no molde, durante seu fechamento, por falta de limpeza 
adequada. 
 Dependendo da situação, o exame microscópio normal pode revelar ainda uma 
camada oxidada na interface areia - metal, devido à umidade do molde, ou uma 
camada vitrificada nessa interface, por causa da sinterização da areia. 
 
17.2 Causas 
 
 Areia muito seca aliada a uma alta velocidade de confecção dos moldes. 
OBS: esta causa é mais comum em máquinas de moldar de alta pressão, de 
impacto ou a vácuo onde, para que possa haver um rápido preenchimento da 
caixa, necessita-se uma areia mais fluida, isto é, mais seca; isto explica porque 
este tipo de defeito está aumentando progressivamente. 
 Ataques mal posicionados. 
 Areia muito grossa. 
 Baixo grau de preparação da areia. 
 Teor excessivo de finos e de sais na areia. 
 Uso excessivo de separador. 
 
17.3 Prevenção 
 
 Aumentar a exaustão se o teor de finos estiver elevado. 
 Aumentar a adição de areia base se o teor de sais na areia do sistema estiver 
muito elevado. 
 Aumentar o grau de preparação da areia. 
 Aumentar a compactabilidade da areia. 
 Aumentar o teor de argila ativa. 
 Reduzir a temperatura da areia. 
 Aumentar a dureza do molde. 
 Aumentar a deformação a verde. 
 Projetar o sistema de alimentação de material tal a não ocorrer turbulência do 
metal ou impacto deste nas cavidades do molde. 
 Usar pintura resistente à erosão nos locais críticos. 
 Usar areia mais fina. 
 Aumentar o grau de compactação do molde se o grau de preparação da areia 
não puder ser melhorado. 
 Adicionar amido de milho à areia, para evitar uma perda excessiva da umidade. 
 
 
 
 
 
 
 27
18 INCLUSÃO DE CARBONO VÍTREO 
 
18.1 Identificação 
 
 Estrias brilhantes, antes de jatear 
 No microscópio - lamela grossa, reta e comprida (grafita). 
 
18.2 Causas 
 
 Teor excessivo de resina do macho. 
 Teor excessivo de geradores de carbono vítreo na areia de moldagem. 
 
18.3 Prevenção 
 
 Reduzir o teor de resina do macho e usar resina furânica ou fenólica no lugar 
das uretânicas. 
 Reduzir o teor de geradores de carbono vítreo do molde. 
 
19 INCLUSÃO DE BENTONITA 
 
19.1 Identificação 
 
 Após o jateamento revela cavidades irregulares de cor marron, com aspecto 
calcinado. 
 Aparece na superfície da peça, às vezes a cavidade é lisa e arredondada, devido 
aos gases (umidade). 
 No microscópio: revela material poroso, cheio de bolhas esféricas (vapor da 
água). No caso de nodular a grafita fica degenerada nesta região devido a 
presença de vapor de água. 
 
19.2 Causa 
 
 Bentonita não misturada. 
 
19.3 Prevenção 
 
 Aumentar o grau de preparação da areia. 
 Reduzir o teor de argila ativa. 
 Melhora aeração da areia preparada. 
 
20 QUEBRA DE CANTOS E DE BOLOS 
 
20.1 Identificação 
 
Excrescência irregular, massiva, com aparência de ruptura, geralmente com 
inclusões e falta de areia. 
 
 28
 
 
Fig. 22 - Quebra de bolo. 
 
20.2 Causas 
 
 Modelo relativamente áspero, que aumenta a aderência do molde ao mesmo 
durante a extração. 
 Quando há incorporação de lama de exaustão à areia de moldagem, estes 
defeitos podem ser provocados pela mesma, devido ao aumento do teor de 
cinzas e de argila inerte da areia, que acabam fragilizando o molde. 
 Limite de deformação a verde relativamente elevada. 
 
 
 
 
Fig. 23 - Tambor de freio com bolo quebrado. 
 
20.3 Prevenção 
 
 Aumentar a resistência á tração a verde da areia. 
 Melhorar o grau de preparação da areia. 
 Utilizar separadores, a fim de diminuir a força de aderência da argila ao modelo; 
parece que podem ser obtidos ótimos resultados com uma mistura de ácido 
oleico ou banha de porco com querosene, a ponto de um aumento da adição de 
argila não aumentar significativamente a aderência da areia ao modelo. 
 
 29
21 SUPERFÍCIE ÁSPERA 
 
21.1 Identificação 
 
 Se provenientes de pelotas a superfície terá pontos salientes - (lembra a pele da 
galinha), pode-se confirmar após o peneiramento da areia, ficam retidas as 
pelotas. 
 
21.2 Causas 
 
 Misturador mal regulado. 
 Excesso de areia no misturador, gerando um baixo grau de preparação. 
 Correias transportadoras excessivamente inclinadas, nas quais as partículas de 
areia podem rolar e favorecer o crescimento das pelotas. 
 Alto teor de finos e de umidade presentes na areia. 
 Uso de uma areia base excessivamente grosseira. 
 Alto grau de incorporação de areia de macho aglomerada com silicato de sódio. 
 Aeração insuficiente da areia preparada. 
 Uso de tinta de baixa suspensão, de excessivo teor de ligante, ou então 
aplicação irregular da tinta. 
 
21.3 - Prevenção 
 
 Usar areia mais fina (inclusive nos machos, se a incorporação destes ao sistema 
for elevada). 
 Se houver pouca incorporação de macho ao sistema, aumentar a adição de areia 
nova. 
 Procurar utilizar no máximo 50% em peso de machos aglomerados com silicato 
de sódio. 
 Melhorar a aeração da areia. 
 Projetar plantas de maneira tal que o ângulo das esteiras transportadoras da 
areia preparada seja inferior a 1800 . 
 Reduzir a permeabilidade da areia. 
 
22 VEIAMENTO 
 
22.1 Identificação 
 
Aletas estreitas, rebarbas aderidas a superfície da peça, causada durante o 
enchimentodo molde. 
 
 
 
Fig. 24 - Veiamento. 
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22.2 Causas 
 
 Expansão da sílica. 
 Alto teor de aglomerante. 
 
22.3 Prevenção 
 
 Utilizar uma areia base mais grossa e distribuída no maior número possível de 
peneiras; essa maior distribuição pode ser conseguida mediante a mistura de 
areias de diferentes distribuições granulométricas. 
 Utilizar tinta com plasticidade a quente e aplicar uma camada a mais grossa 
possível. 
 Reduzir a resistência e a dureza do molde. 
 Reduzir a temperatura de vazamento do metal. 
 Aumentar o teor de argila ativa, se o mesmo estiver muito baixo. 
 Aumentar o teor de voláteis. 
 
23 DEFEITOS ORIUNDOS DA FALTA DE RIGIDEZ DO MOLDE 
 
 Falta de precisão dimensional das peças. 
 Ocorrência de rechupes. 
 Maior quantidade de material na usinagem. 
 
 
 
Fig. 25 - Movimentação das paredes do molde e o aparecimento de rechupes. 
 
 
 
Fig. 26 - Molde rígido, peça boa. 
 
 31
 
 
Fig. 27 - Efeito da rigidez do molde sobre as dimensões da peça e a sanidade. 
 
24 DEFEITOS ORIUNDOS DO SPRINGBACK 
 
24.1 Causas do “springback" 
 
 Fratura dos grãos de areia, devido a alta pressão de compressão: 
• aumento de superfície específica 
• maior consumo de bentonita 
• maior consumo de água 
• redução de refratariedade 
 Trincas. 
 Lascamentos de areia. 
 Quebra de bolo. 
 
 32
 
 
REFERÊNCIAS 
 
1 - BCIRA - Control and Prevention of Casting Defects, Alvechurch, Birmingham, UK. 
 
2 - COMITE INTERNACIONAL DE LAS ASOCIACIONES TECNICAS DE FUNDICION - 
Comisión Internacional de Metalurgia e Propriedades de Fundición. Mejora de la Calidad 
de piezas fundidas, Madrid, Luiz Cárcamo, 1974 
 
3 - SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA - ESCOLA TÉCNICA TUPY 
Areias de Moldagem a Verde. Arnaldo Romanus, 1a ed. , Joinville, SC, 1991. 
 
 
4 - VDG - VEREIN DEUTSCHER GIESSREIFACHLEUTE (ASSOCIAÇÃO ALEMÃ DE 
FUNDIDORES). Meios e Caminhos Para a Diminuicão do Refugo em Ferro Fundido. 
Tradução e Publicação do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Fundição Tupy S. 
A. Joinville SC, 1979.