Fundição - Fatec

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Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
1 
Faculdade de Tecnologia de Sorocaba 
 
 
 
 
 
 
Disciplina de Processos de Produção I 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Msc. Amilton Cordeiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campus Sorocaba 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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Sumário 
 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO..................................................................................................................... 
1. Introdução ............................................................................................................................................. 4 
1.1. Importância da fundição ..................................................................................................................... 4 
2. Processos de fundição .......................................................................................................................... 5 
3. Fundição em areia ................................................................................................................................ 5 
3.1. Seqüência do processo de fundição em areia: .................................................................................. 6 
3.2. Modelos e caixas de macho .............................................................................................................. 7 
3.2.1. Classificação dos modelos ............................................................................................................. 7 
3.2.2. Material para construção dos modelos ........................................................................................... 9 
3.2.3. Contração de solidificação ............................................................................................................ 10 
3.2.4. Ângulos de saída .......................................................................................................................... 10 
3.2.5. Machos .......................................................................................................................................... 10 
3.3. Areias para confecção de moldes e machos ................................................................................... 11 
3.3.1. Principais propriedades ................................................................................................................ 11 
3.3.2. Composição das areias de moldagem ......................................................................................... 12 
3.3.3. Preparação das areias de moldagem ........................................................................................... 14 
3.3.4. Misturadores de areia ................................................................................................................... 15 
3.4. Métodos de moldagem .................................................................................................................... 15 
3.4.1. Manual .......................................................................................................................................... 15 
3.4.2. Máquinas de moldar - Principais tipos .......................................................................................... 16 
3.5. Sistema de alimentação ................................................................................................................... 17 
3.5.1. Elementos básicos ........................................................................................................................ 17 
3.5.2. Localização da entrada do canal de alimentação no molde .......................................................... 18 
3.5.3. Resfriadores .................................................................................................................................. 19 
3.5.4. Ventilações .................................................................................................................................... 19 
3.5.5. Simulação de resfriamento ........................................................................................................... 19 
3.6. Desmoldagem .................................................................................................................................. 20 
3.7. Remoção de canais e massalotes ................................................................................................... 20 
3.8. Rebarbação e limpeza ..................................................................................................................... 20 
3.9. Tratamento térmico .......................................................................................................................... 20 
3.10. Usinagem ....................................................................................................................................... 20 
4. Fundição em casca - "Shell Molding" ................................................................................................. 20 
4.1. Preparação do molde ....................................................................................................................... 21 
4.2. Vantagens e aplicação do processo ................................................................................................ 22 
5. Fundição em moldes permanentes ..................................................................................................... 22 
5.1. Fundição em moldes permanentes alimentados por gravidade ...................................................... 22 
5.1.1. O Processo ................................................................................................................................... 22 
5.1.2. Aplicações e vantagens ................................................................................................................ 23 
5.2. Fundição sob pressão ...................................................................................................................... 24 
5.2.2. O Processo ................................................................................................................................... 24 
 
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5.2.3. Máquinas para obtenção de peças por fundição sob pressão ..................................................... 25 
5.2.4. Aplicações e vantagens do processo ........................................................................................... 26 
6. Fundição centrífuga ............................................................................................................................ 27 
6.1. O processo ....................................................................................................................................... 27 
6.2. Aplicação e vantagens do processo ................................................................................................ 28 
7. Fundição de precisão: "Processo da cera perdida" ............................................................................ 29 
8. Fundição Contínua .............................................................................................................................. 30 
Bibliografia específica ............................................................................................................................. 30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Introdução 
 
Fundição é o processo para obter-se objetos vazando metal fundidoem um molde 
preparado com o formato da peça, deixando-se o material solidificar-se por 
resfriamento. 
A fundição é uma das indústrias mais antigas no campo de trabalho dos metais e data 
de aproximadamente 4.000 AC, tendo sido empregados desde esta época inúmeros 
métodos para obtenção da peça fundida. 
Destes o mais tradicional é o da fundição em areia, que até hoje é dos mais usados. 
Este processo é o mais adequado para o ferro e o aço que têm altas temperaturas de 
fusão, podendo também ser usado, para o alumínio, latão, bronze e magnésio. Outros 
processos que se destacam pela sua utilização nos dias de hoje são: 
 Fundição em casca (Shell Molding) 
 Fundição em moldes metálicos (por gravidade ou sob pressão) 
 Fundição centrífuga 
 Fundição de precisão (cera perdida, moldes cerâmicos) 
 
1.1. Importância da fundição 
 
Praticamente todo metal é inicialmente fundido. O lingote que dá origem a um metal 
trabalhado por laminação ou forjamento, é inicialmente fundido em uma lingoteira. 
Peças fundidas tem propriedades específicas importantes em engenharia, que podem 
ser: metalúrgicas, físicas ou econômicas. Por exemplo: 
 As peças fundidas são muito mais baratas que as peças forjadas ou conjuntos 
obtidos por solda, desde que a produção passe de um certo limite mínimo, que 
compense o investimento no modelo necessário para a execução do molde para 
fundição. 
 As peças fundidas são obtidas já na sua forma final ou próximo dela, economizando 
tempo e material. 
 As peças fundidas, adequadamente projetadas, possuem propriedades mecânicas 
homogêneas. Assim, a sua resistência à tração, por exemplo, é a mesma em todas as 
direções, o que é uma característica desejável para algumas engrenagens, anéis de 
pistão, camisas para cilindros de motores, etc. 
 O metal líquido possui a capacidade de escoar em seções finas, de projeto 
complicado, possibilitando assim a obtenção de formatos que seriam bastante difíceis 
de obter-se por outro processo. 
O ferro fundido é o único metal com boas características de amortecimento, 
minimizando vibrações e sendo, portanto, ideal para bases de máquinas, bloco de 
motores, etc. 
 
 
 
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2. Processos de fundição 
 
Serão objeto de estudo neste curso os seguintes processos: 
 Fundição em areia. 
 Fundição em casca. 
 Fundição em coquilha. 
 Fundição sob pressão. 
 Fundição centrífuga. 
 Fundição de precisão pelo processo da cera perdida. 
 
3. Fundição em areia 
 
Para se fundir uma peça em areia necessitamos, inicialmente, preparar o molde para 
vazamento do metal fundido e, para isso, precisamos ter: o modelo da peça, os 
respectivos machos e a areia misturada de forma adequada para elaboração do molde. 
 
A seguir damos um esquema da seqüência de etapas do processo de fundição em 
areia e analisamos sucintamente cada uma delas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.1. Seqüência do processo de fundição em areia: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Modelo 
da Peça 
Preparação 
dos Machos 
Preparação 
da Areia 
Preparação 
do Molde 
Montagem 
da Caixa 
Vazamento 
do Metal 
Desmoldagem 
da Peça 
Corte 
de Canais 
Rebarbação 
da Peça 
Inspeção 
da Peça 
Quando necessário. 
 
Tratamento 
Térmico 
Usinagem 
da Peça 
Peça Pronta 
 
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3.2. Modelos e caixas de macho 
 
Um modelo é uma “cópia” da peça feita de madeira, metal ou outro material adequado 
(plásticos, resina epóxi, cera, gesso, etc.) ao redor do qual é compactado o material de 
moldagem, dando forma à cavidade do molde que receberá o material fundido. O 
modelo é feito de acordo com o desenho da peça a ser fundida, com as seguintes 
modificações: 
 Aumento nas dimensões para compensar a contração do metal durante seu 
resfriamento no estado sólido. 
 Aumento nas dimensões, de forma a deixar o sobremetal necessário nas superfícies 
que deverão ser usinadas posteriormente. 
 Inclinação nas paredes verticais, chamada de ângulo de saída, para propiciar a fácil 
retirada do modelo de dentro do molde, sem arrastar areia. 
 Quando a peça contiver furos, criar saliências, chamadas marcações de machos, 
que deixarão buracos na areia do molde, para fixação dos machos, que darão origem 
aos furos. 
Opcionalmente, pode ser acrescentado ao modelo da peça, o sistema de alimentação 
(canais e massalotes). 
 
3.2.1. Classificação dos modelos 
 
Os modelos podem ser classificados nos seguintes tipos: 
 
 Modelo Solto Monobloco 
 
É o tipo mais simples. Geralmente apresenta uma superfície plana que servirá de apoio 
na moldagem. Os canais e massalotes podem ser acrescentados como apêndices ou 
serem cortados à mão, no molde. 
É usado apenas para peças simples ou pequenas séries de produção, devido ao baixo 
rendimento na moldagem. 
 
 
 
 
, 
 
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 Modelo Solto Bipartido 
 
 
 
É feito em duas partes que podem ser ou não 
iguais. A superfície que as separa será a linha 
de divisão do molde (tampa e fundo da caixa). 
O alinhamento entre as duas partes do modelo 
é obtido através de encaixe por cavilhas. 
Sempre que possível a superfície de separação 
entre as duas partes do modelo deverá ser 
plana, 
de forma a permitir sua colocação sobre uma 
placa, para facilitar a moldagem. 
 
 
 Modelo Solto Múltiplo 
 
 
 
 
 
Este tipo é usado para peças mais complexas onde, 
para que o modelo seja retirado do molde sem 
arrastar a areia, há necessidade de sua divisão em 
três ou mais partes exigindo, portanto, caixas de 
moldagem com mais de duas partes. 
 
 
 Modelo tipo Chapelona 
 
 
 
 
 
A chapelona consiste de um gabarito, que 
reproduz uma seção da peça, feito com uma 
prancha de madeira, reforçada nas beiradas 
e fixada à uma haste metálica, que permite a 
obtenção de moldes circulares ao girar-se a 
prancha em volta da haste. 
A chapelona é usada para peça de formato 
circular, que não exijam grande precisão 
dimensional. 
 
 
 
 
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 Modelo em placa 
 
 
Neste caso o modelo é fixado à 
uma placa, visando, uma maior 
precisão na moldagem, já que as 
placas apresentam geralmente 
pinos ou furos que servem como 
guias para fixação nas respectivas 
caixas de moldagem. Além disso, 
este tipo de modelo permite a 
utilização de máquinas de moldar, 
o que resulta em um grande 
aumento na velocidade de 
obtenção dos moldes. 
3.2.2. Material para construção dos modelos 
 
A decisão sobre o material que se deve utilizar no modelo depende de vários fatores, 
tais como: 
 Quantidade de peças a serem fundidas 
 Precisão dimensional necessária e acabamento superficial desejado 
 Tamanho e formato do fundido 
 
A tabela a seguir mostra uma comparação entre as características mais importantes de 
vários materiais. 
 
Comparação das Características de Materiais para Modelos 
 
Características Materiais para Modelo 
Madeira Alumínio Aço Plástic
o 
UsinabilidadeE B R B 
Resistência ao Desgaste P B E R 
Resistência Mecânica R B E B 
Peso (a) E B P B 
Possibilidade de Reparos E P B R 
Resistência à Corrosão (b) E E P E 
Resistência ao Inchamento(b) P E E E 
(Legenda: E = Excelente; B = Bom; R = Regular; P = Pobre) 
(a) Como fator de fadiga do operador (b) pelo ataque de água 
 
Muitos modelos são feitos de dois ou mais materiais diferentes. Por exemplo, em locais 
de muito desgaste, podemos usar aço sendo o resto do modelo feito de madeira. 
Meio-Molde 
Peça Placa 
 
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3.2.3. Contração de solidificação 
 
Como já sabemos, todo metal ou liga fundido ao solidificar-se sofre contração. 
A contração pode ser dividida em duas: 
 Aquela observada quando o material resfria-se ainda no estado líquido (contração 
líquida). 
 Aquela observada durante o resfriamento do material já no estado sólido (contração 
sólida). 
Para compensar a líquida devem ser previstos massalotes e para compensar a 
contração sólida o modelo deverá ter suas dimensões aumentadas, em relação às da 
peça que se quer obter. 
Damos a seguir o índice percentual de contração sólida de alguns metais, que deve ser 
compensado com o aumento nas dimensões do modelo: 
 
MATERIAL CONTRAÇÃO 
Aços 1,5 a 2,0% 
Ferro fundido cinzento 0,8% 
Ferro fundido dúctil 0,8 a 1,0% 
Alumínio 355 e 356 1,5% 
Alumínio 13 1,0% 
Cobre-Cromo 2,0% 
Bronze ao Estanho 1,0% 
Bronze ao Silício 1,0% 
Bronze ao Manganês 1,5% 
Bronze Alumínio 1,5% 
3.2.4. Ângulos de saída 
 
Ângulo de saída é a tolerância que se dá às paredes laterais do modelo para poder 
extraí-lo do molde sem arrastar areia. Numericamente o ângulo poderá variar entre 0,5º 
e 2º e, em alguns casos, como em marcações de machos, poderá chegar a 5º 
3.2.5. Machos 
 
A função básica de um macho é ocupar espaços no molde, não permitindo a entrada 
do metal, dando origem assim a furos e outras partes ocas da peça. Entretanto, um 
macho também pode ser usado para completar uma parte mais delicada de um molde, 
que não poderia ser produzida com areia comum do molde, por ser esta menos 
resistente que as empregadas na fabricação de machos. 
Os machos são feitos de areias endurecidas e podem ser reforçados com estruturas de 
arame, quando necessário. 
Eles devem, também, permitir a contração das peças quando do resfriamento do metal 
e não devem apresentar dificuldades para serem removidos da peça pronta. 
 
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Macho usado para obtenção de um furo no centro da peça. 
 
 
 
Macho usado para completar o molde, permitindo o uso de modelo monobloco. 
3.3. Areias para confecção de moldes e machos 
3.3.1. Principais propriedades 
 
As areias devem reunir uma série de propriedades que garantam a obtenção de peças 
fundidas isentas de defeitos. As principais são as seguintes: 
 
 Moldabilidade: 
Capacidade que deve ter a areia de moldagem de adotar fielmente a forma do modelo, 
e de mantê-la durante o processo de fundição. 
 
 Refratariedade: 
É a capacidade do material de moldagem de resistir à temperatura de vazamento do 
metal sem que haja fusão dos grãos de areia. 
 
 
 
 
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 Estabilidade Térmica Dimensional: 
O material de Moldagem não deve sofrer variações dimensionais quando submetido às 
mudanças de temperatura que ocorrem nos moldes por ocasião do vazamento do 
metal fundido. 
 
 Inércia química em relação ao metal líquido: 
Em princípio, o material de moldagem não deve reagir com o metal líquido ou com os 
gases presentes na cavidade do molde. 
 
 Colapsibilidade e Resistência à quente: 
A colapsibilidade é a qualidade que deve ter a areia de moldagem de ceder, quando 
submetida aos esforços resultantes da contração da peça ao solidificar-se. Se o molde 
(ou o macho) não for colapsível poderá ocorrer o rompimento das peças ou a formação 
de "trinca à quente”. Entretanto, as paredes do molde e machos devem ter suficiente 
resistência à quente, para resistir aos esforços devidos ao impacto e empuxo 
exercidos pela massa de metal que enche o molde. 
 
 Permeabilidade aos gases: 
É a propriedade, que deve ter o molde de deixar passar o ar, os gases e os vapores 
existentes ou gerados em seu interior, por ocasião do vazamento do metal. Os gases 
presos no interior dos moldes podem dar origem a defeitos, tais como as cavidades 
originadas por bolhas. 
 
 Desmoldabilidade: 
É a facilidade com que se pode retirar uma peça do interior do molde, de modo a obter-
se um fundido isento de resíduos e material de moldagem. 
 
3.3.2. Composição das areias de moldagem 
 
 Tipos de areia para a confecção de moldes 
 
As areias de sílica são as mais utilizadas nas operações de moldagem. Elas são 
basicamente de dois tipos: as ligadas naturalmente e as sintéticas. 
 
As ligadas naturalmente são compostas basicamente de sílica, argila e água. A 
sílica (SiO2) tem grãos arredondados de vários tamanhos. Sua permeabilidade diminui 
quanto mais fino for o grão e quanto mais variados forem os tamanhos de grão. 
 
 
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Para uma boa porosidade a sílica deve ter grãos uniformes e não muito finos. 
A proporção de sílica varia de 80 a 95% nas areias de moldagem e seu ponto de fusão 
é de 1.650ºC. 
 
As argilas são silicatos de alumina que funcionam como aglutinante, formando ao 
umedecer-se, uma massa plástica que liga os grãos de sílica. 
 
A resistência da areia aumenta com a proporção da argila, mas sua porosidade diminui, 
pois a massa formada pela argila é impermeável. Seu ponto de fusão é de 1.250ºC. 
 
Por motivos de permeabilidade e temperatura de fusão as areias muito argilosas são 
utilizadas apenas para fundição de metais de baixo ponto de fusão, tais como o 
alumínio (700ºC). 
 
A proporção de umidade varia entre 5 a 10%. Esse conteúdo de água influencia na 
plasticidade, permeabilidade e resistência dos moldes e, portanto, deve ser 
constantemente verificado e mantido dentro do nível ideal. 
As areias sintéticas são preparadas à base de areia sílica e um aglomerante mineral, 
a bentonita. A bentonita é um mineral que se encontra sob forma de um pó finíssimo, 
que umedecido forma uma massa muito compacta. A quantidade de bentonita para 
preparação da areia é muito menor que de argila (1 a 5%), o que torna a 
permeabilidade da areia muito maior. 
 
 Tipos de areia para a confecção de machos 
Para a fabricação de machos, além da sílica e da bentonita são juntados outros 
aglutinantes para favorecer o endurecimento da areia. Estes aglutinantes podem ser: 
 Óleos (principalmente óleo de linhaça) e materiais cereais (farinha de trigo, de milho, 
etc.). 
 
Os machos preparados com esses aglutinantes são endurecidos em estufa, 
apresentando boa resistência e fácil desmoldagem. São conhecidas como areias 
estufadas 
 
 
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 Resinas sintéticas (uréia, fenólica ou furânica), conhecido, também como macho de 
shell 
A aplicação de resina sintética como aglutinante permite maior rapidez de preparação 
do macho (menos tempo de estufa), facilidade de retirada dos machos, eliminação de 
gases e melhor acabamento. 
 
 Silicato sódico + Anidrido Carbônico (CO2) 
Consiste em misturar-se sílica seca com um aglutinante a base de silicatosódico, 
preencher as caixas de machos com este preparado e seca-lo em seguida, de forma 
contínua, fazendo passar CO2 pela massa. 
O CO2 provoca uma reação química que endurece a areia pela formação de um gel 
coloidal de silício. 
Esse processo elimina a necessidade de estufa e possui uma grande rapidez de 
preparação, eliminando também, devido a sua grande resistência, a necessidade de 
suportes e armaduras interiores. 
Existem mais uma série de tipos de areia para aplicações especiais, que não serão 
objeto deste curso. 
 
 
 
3.3.3. Preparação das areias de moldagem 
 
As areias, por estarem em contato com o metal fundido, perdem suas propriedades, de 
forma que constantemente elas devem ser recicladas. 
A areia que se utiliza normalmente é composta de: areia velha, areia nova, água e pó 
de carvão. 
O pó de carvão é usado para impedir a formação de uma capa superficial de óxido de 
ferro sobre a peça fundida, além de aumentar a porosidade e melhorar o acabamento. 
Estas areias devem ser preparadas em máquinas misturadoras e são utilizadas como 
areias de moldagem propriamente ditas, para cobrir o modelo, distinguindo-se das 
areias de enchimento, que são usadas unicamente para encher as caixas e, como 
não estão em contato direto com o modelo não influem no acabamento das peças 
fundidas. As areias de enchimento podem ser de qualidade inferior, ou mesmo areia 
velha. 
Caixa de macho 
CO2 
 
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3.3.4. Misturadores de areia 
 
São equipamentos utilizados para o preparo das areias de moldagem, através da 
mistura de todos seus componentes. A seguir, mostramos como exemplo, o misturador 
do tipo contínuo: 
 
 Misturador contínuo 
A areia é introduzida e levada para dentro de uma primeira caçamba, onde é revolvida 
por um conjunto de facas e misturada através dos mós (rodas) sendo, a seguir, 
transferida para a segunda caçamba onde é novamente misturada. Essa mistura vai 
saindo de forma contínua e em altas quantidades. 
 
3.4. Métodos de moldagem 
3.4.1. Manual 
 
A moldagem manual é o método mais lento e mais antigo usado para produzir-se um 
molde, porém ele é ainda usado para moldagem em bancada ou no chão, quando se 
têm modelos soltos, ou ainda quando se está produzindo peças experimentais ou muito 
grandes. Para a produção seriada em larga escala utilizam-se as máquinas de moldar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.4.2. Máquinas de moldar - Principais tipos 
 
 Máquina de moldar por impacto e compressão 
 
 
 
Nessa máquina, como podemos observar na figura acima, todo o conjunto é elevado 
por um pistão pneumático que o deixa cair no fim do curso, em queda livre, dando-se a 
compactação da areia através do impacto. Em seguida, é completada a quantidade de 
areia necessária para encher a caixa e uma prensa termina o trabalho de compactação 
da areia. 
Para a moldagem, o modelo em placa é preso à mesa da máquina e a caixa do molde 
é encaixada sobre ele, através de pinos guias. Após repetidas operações do pistão e 
da ação da prensa, a areia fica compactada e a caixa com o molde é retirada da 
máquina através de pinos extratores. 
 
 Máquina de Moldar por Projeção de Areia 
 
Indicada especificamente para peças de grandes dimensões que não podem ser 
moldadas pelas máquinas de impacto e compressão. Este processo provoca uma certa 
abrasão no modelo e, portanto é aconselhável que a areia de faceamento seja socada 
manualmente. 
 
 
 
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 3.5. Sistema de alimentação 
 
A função de um sistema de alimentação é a de permitir o enchimento completo da 
cavidade do molde, prevenindo a ocorrência de defeitos tais como: inclusão de areia ou 
escória e falhas interna na peça. O sistema de alimentação deve ser projetado de 
maneira que a solidificação do metal se processe do ponto mais distante da 
alimentação para o ponto mais próximo. 
 
3.5.1. Elementos básicos 
 
 
 
 
 Bacia de vazamento 
Tem a função de permitir o vazamento do metal líquido da panela sem que haja 
derramamento. Por este motivo possui uma seção maior. Além disso ela ficará sempre 
cheia, permitindo que ocorra uma separação entre a escória e o metal, por diferença da 
densidade. 
 
 Canal de descida 
Além de permitir a passagem do metal líquido, ele procura diminuir a turbulência do 
metal durante a descida, daí seu formato cônico. Ele deve ter altura suficiente para que 
todo o molde seja preenchido com o metal fundido. 
 
 Canal de distribuição 
Tem a função de distribuir o metal pelos vários canais de ataque. Possui um 
prolongamento após o último canal de ataque que serve para conter o primeiro metal 
líquido que entra no molde e que carrega consigo sujeira e areia. Assim esse metal não 
atinge nenhum canal de ataque e não irá estragar a peça com inclusões. 
 
 
 
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 Canais de ataque 
A sua correta distribuição por vários pontos da peça é que garantirá um gradiente 
favorável de temperatura evitando distorções por diferenças de temperatura nos 
diversos pontos. 
 
 Massalotes 
O massalote é colocado no sistema de alimentação para conter o “rexupe” (vazio 
interno), que de outra forma estaria localizado na peça. 
 
O rexupe ocorre devido à peça se solidificar de fora para dentro. Assim forma-se uma 
casca que passa a impedir o fluxo de metal líquido para o interior da peça, não 
permitindo a compensação da diminuição do volume de metal, que ocorre devido à 
contração no estado líquido. 
O metal vazando na cavidade do molde deve começar a solidificar-se a uma distância 
extrema dos massalotes. Desta maneira os vazios devido a contração de resfriamento 
movem-se progressivamente pela peça até atingir os massalotes, que devem ser a 
última região a solidificar-se e, portanto, conter o rexupe devido à contração do metal 
líquido. 
 
3.5.2. Localização da entrada do canal de alimentação no molde 
 
À princípio o metal poderá encher o molde entrando por três posições diferentes: Por 
cima, por baixo ou na altura da divisão das caixas. Cada uma delas tem suas 
vantagens e desvantagens, como comentado a seguir: 
 
 
 
 Alimentação por cima 
 
Há a formação de um gradiente favorável de temperatura, porém o jato de metal tende 
a erodir o fundo do molde. 
 
 
 
 
 
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 Alimentação na divisão das caixas 
 
Maior facilidade para a abertura do canal. Entretanto é preciso cuidado para não dirigir 
o jato de metal contra paredes do molde ou dos machos. 
 
 Alimentação por baixo 
 
A favor temos o escoamento laminar do metal e o enchimento do molde de baixo para 
cima, que não causa problemas de erosão. Por outro lado, é mais difícil de ser cavado 
o canal e o gradiente de temperatura é desfavorável, favorecendo a formação de 
"rexupe" na peça. 
3.5.3. Resfriadores 
 
Quando, por causa da complexidade da peça, a solidificação não puder ser dirigida 
adequadamente para o massalote, pode-se utilizar resfriadores. Estes são pedaços de 
metal inseridos no molde que, em contato com metal fundido, irão diminuir sua 
temperatura e acelerar a solidificação daquele ponto da peça. 
Os resfriadores podem ser externos, quando não farãoparte da peça, ou internos, 
quando são do mesmo metal da peça e serão incorporados à mesma. 
3.5.4. Ventilações 
 
São pequenos furos feitos na areia do molde, com arame ou estilete, para facilitar a 
saída de gases e vapores, sempre que a permeabilidade da areia não for suficiente 
para isso. 
 
3.5.5. Simulação de resfriamento 
 
 
 
 
Existem softwares que simulam o 
resfriamento dentro do molde, de uma 
determinada peça, permitindo através da 
diferenciação de cores, determinar-se a 
melhor localização dos canais de 
alimentação, massalotes, etc. Dessa forma 
podemos otimizar o projeto do sistema de 
alimentação, garantindo menor gasto de 
metal e ótima qualidade para a peça. 
 
 
 
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3.6. Desmoldagem 
 
A retirada da peça de dentro do molde deve ser feita após sua solidificação, não sendo 
obrigatório o resfriamento até a temperatura ambiente. 
Normalmente usam-se máquinas de desmoldar, que consistem de uma grelha 
vibratória aonde o molde é colocado. 
Com a vibração a areia solta-se da peça e cai, através da grelha, sobre uma esteira 
rolante, que a conduz para ser preparada para novo uso. 
3.7. Remoção de canais e massalotes 
Os canais e massalotes são cortados da peça através de impacto, serras, discos 
abrasivos ou chama oxiacetilênica, dependendo do caso. 
 
3.8. Rebarbação e limpeza 
Peça pequenas normalmente são rebarbadas através da colocação das mesmas em 
tambores rotativos juntamente com material abrasivo. 
Peças maiores podem ser jateadas com areia ou granalha de aço, ou esmerilhadas 
com rebolos e pontas montadas. 
 
3.9. Tratamento térmico 
Quando se deseja melhorar a usinabilidade do material e aliviar as tensões originadas 
durante o resfriamento das peças fundidas, elas devem ser submetidas a um 
tratamento de recozimento. 
 
3.10. Usinagem 
Furos de dimensões reduzidas, roscas, detalhes complexos, precisões dimensionais 
fechadas e melhor acabamento devem ser obtidos através de usinagem. Para tanto 
devem ser previstos sobremetal e marcações de referência para balizamento da 
usinagem. 
 
4. Fundição em casca - "Shell Molding" 
 
Este método de moldagem é feito usando-se um molde de paredes delgadas. Este é 
uma espécie de envoltório (casca), feito de uma mistura composta de areia de quartzo 
de granulometria fina aglomerada com resina fenólica ou furânica. 
A mistura tem a propriedade de sinterizar-se formando uma casca permeável, ao entrar 
em contato com a superfície do modelo metálico aquecido a cerca de 200 graus C. 
 
 
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4.1. Preparação do molde 
 
O preparo do molde empregando este método consiste em preparar-se a casca, 
sempre feita em duas metades e, em seguida, uni-las através de cola ou grampos, 
formando o molde. 
A figura abaixo dá a seqüência esquemática da elaboração de um molde tipo casca. 
 
 
Seqüência da operação: 
 
 No recipiente da máquina carrega-se a mistura de moldagem (1). 
 A placa de modelar metálica, devidamente aquecida até uma temperatura de 150º a 
230º C é presa sobre o recipiente da máquina (2). 
 O recipiente gira de 180ºC, com a mistura de moldagem ficando sobre o modelo 
metálico aquecido. Permanece nesta posição durante 15 a 20 segundos. Durante este 
período de tempo forma-se na superfície do modelo uma casca de 6 a 10 mm de 
espessura .(3). 
 O recipiente gira novamente voltando a sua posição anterior. A casca permanece 
aderida ao modelo e o excesso de mistura de moldagem volta para o fundo do 
recipiente (4). 
 A placa de modelar com a casca formada, é retirada do recipiente e colocada no 
forno de cocção, onde é mantida durante 30 a 40 segundos a uma temperatura entre 
250º a 300ºC (5). 
 A casca sinteriza-se e solidifica-se, sendo retirada da placa com a ajuda de pinos 
extratores. 
 Os moldes são obtidos através da colagem ou colocação de presilhas, que unem 
suas duas partes (6). 
 No caso de peças maiores, os moldes devem ser mergulhados em areia ou 
granalhas de ferro, ou ainda mantidos entre guarnições metálicas, a fim de 
contrabalançar a pressão hidrostática exercida pelo metal fundido. 
 
1 2 3 4 
5 6 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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4.2. Vantagens e aplicação do processo 
 
Com o Shell Molding podem-se obter peças de ferro fundido, aço e metais não ferrosos 
com pesos desde dezenas de gramas até aproximadamente 200 Kg. 
A precisão do processo, que varia de 0,2 a 0,5 mm, aliada a um excelente acabamento 
superficial, permite que, em muitos casos, a usinagem posterior seja dispensada. Além 
disso a superfície da peça moldada fica tão limpa que não necessita de tratamento 
mecânico de limpeza. 
Peças fundidas de paredes delgadas e com muitos detalhes, também são facilmente 
obtidas por este processo. Os moldes de shell podem ser preparados com 
antecedência e estocados por longo tempo. Trata-se de uma tecnologia simples e fácil 
de mecanizar e automatizar, daí sua crescente aplicação. 
 
5. Fundição em moldes permanentes 
 
Denomina-se fundição em molde permanente a qualquer processo de fundição em que 
o metal líquido é vertido em molde, geralmente metálico, que possa ser utilizado um 
grande número de vezes, sendo por isso denominado permanente, ao contrário dos 
processos vistos anteriormente (areia e shell), onde o molde é usado uma única vez. 
Existem dois processos básicos para a fundição em moldes permanentes: 
 Por gravidade 
 Sob pressão 
 
5.1. Fundição em moldes permanentes alimentados por gravidade 
 (Fundição em Coquilha) 
 
Neste processo o molde metálico é cheio unicamente pela ação da gravidade. Neste 
caso geralmente a matriz (molde) é aberta e fechada manualmente, sendo passível, 
entretanto, de mecanização. Os machos usados podem ser metálicos ou de areia. Os 
de areia são usados quando, devido a sua complexidade, fica difícil sua retirada da 
peça pronta, ou quando não se exige grande precisão e acabamento do furo. 
 
5.1.1. O Processo 
 
Os moldes são geralmente feitos de ferro fundido, aço ou bronze, dependendo da 
durabilidade esperada e da temperatura de fusão do metal da peça. A vida de um 
molde varia entre 3.000 a 10.000 peças para fundição de ferro, e pode chegar até 100 
mil peças para fundição de metais moles. 
Para a fundição em coquilha o molde deve ser aquecido previamente, a fim de evitar-se 
o choque térmico que resultaria de um resfriamento muito rápido. É também aplicado 
 
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um desmoldante interno que, além de facilitar a posterior desmoldagem e melhorar o 
acabamento da peça, poderá controlar o resfriamento da mesma. Assim, existem dois 
tipos de revestimento: Os comuns, a base de grafite e os isolantes a base de argila. 
Esse último impede o rápido resfriamento de paredes muito finas, diminuindo os riscos 
de trincas provocadas pela contração brusca da peça. 
 
5.1.2. Aplicações e vantagens 
 
Atualmente a fundição em coquilha é amplamente usada para metais não ferrosos 
(chumbo, zinco, alumínio, magnésio, estanho, cobre e suas ligas) e, em menor 
intensidade, para ferro fundido. 
O tamanho das peça geralmente não ultrapassa 25 Kgf, podendo no entanto atingir até 
cerca de 200 Kgf. 
As peças obtidas nos moldes metálicos têm uma estrutura de grão fino e propriedades 
mecânicas elevadas, mas devido ao resfriamento rápido surgem tensões nas camadas 
superficiais das peças, tornandonecessário, na maioria das vezes, submetê-las a um 
tratamento térmico de recozimento. 
O acabamento obtido é perfeito, conseguindo-se precisão da ordem de 0,1 mm. 
Os gases formados devem escapar do molde através de orifícios capilares colocados 
na emenda das duas partes do mesmo. 
A peça deve ser desmoldada imediatamente após a sua solidificação para evitar que 
sua contração aconteça no interior do molde, o que poderia provocar trincas na peça, 
pois o molde metálico não é colapsível. 
 
 
 
A coquilha pode ser mista, isto é, 
um molde metálico exterior e 
macho de areia, ou completa, como 
a da figura ao lado, em que a parte 
interior também é moldada por uma 
macho metálico, que é 
desmontável a fim de poder ser 
retirado depois da fundição da 
peça. Note-se o sistema de 
construção do macho desmontável, 
bem como o núcleo ou cunha 
central que mantém em posição as 
suas diversas partes. 
 
Coquilha para fundição por gravidade de um pistão de motor, de liga de alumínio. 
 
 
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Na parte superior representou-se a 
peça terminada, que corresponde 
neste caso à base de um medidor 
de lubrificantes. Na parte inferior 
representou-se uma das partes 
laterais da coquilha com a metade 
do canal de colada, a tampa e os 
machos, com os quais se obtém os 
orifícios da peça. 
 
Coquilha para fundição por gravidade 
 
5.2. Fundição sob pressão 
 
A fundição sob pressão, como no processo de fundição em moldes permanentes por 
gravidade, utiliza moldes metálicos pré-aquecidos, também chamados de matrizes, só 
que a alimentação do metal fundido é feito sob pressão. 
A pressão assegura um bom preenchimento da cavidade do molde com o metal, 
reproduzindo seções bastante finas e detalhadas, garantindo a isenção de porosidade 
nas seções da peça. 
A produtividade desse processo é extremamente elevada, podendo chegar a produzir 
até 1000 peças por hora. 
 
5.2.2. O Processo 
 
A fundição sob pressão é sempre feita através de máquinas apropriadas, que fecham e 
travam as matrizes, injetam o metal sob pressão para dentro dos moldes, enquanto que 
os gases que estavam em seu interior são expulsos através de ventilações na emenda 
das duas partes, que compõem o molde. Logo que a peça se solidifica, as matrizes se 
abrem e o fundido é ejetado através de pinos extratores. Enquanto as matrizes estão 
abertas elas são limpas e lubrificadas para a próxima operação. 
 
 
 
 
 
 
 
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 5.2.3. Máquinas para obtenção de peças por fundição sob pressão 
 
 Máquina de ação por êmbolo com câmara de compressão à quente 
 
 
 
Estas máquinas são empregadas para obtenção de peças de ligas metálicas, com 
temperatura de fusão de até cerca de 450ºC (chumbo, estanho, zinco). 
No recipiente de ferro fundido despeja-se o metal líquido, cuja temperatura é mantida 
constante através de aquecimento do banho. O metal líquido enche a cavidade do 
cilindro e do canal de alimentação, através do orifício existente. 
Com a descida do êmbolo do cilindro pneumático, o metal é pressionado para dentro 
do molde. Quando a peça solidifica-se o êmbolo levanta-se e o metal líquido desce 
novamente para seu nível original. A última operação da máquina é a abertura das 
matrizes e a ejeção da peça. 
O rendimento dessas máquinas é de até 1.000 peças por hora, quando inteiramente 
automáticas, e a pressão sobre o metal varia de 6 a 100 atm. 
A desvantagem deste tipo de máquina é que suas peças estão em parte mergulhadas 
no metal fundido, o que limita os metais que podem ser fundidos, uma vez que 
temperaturas acima de 500ºC, favorecem a formação de películas de óxido nas 
paredes do cilindro, impedindo o livre movimento e causando grande desgaste do 
cilindro e do êmbolo. 
 
 Máquina de compressão com câmara a quente, móvel 
 
Essa máquina de fundição a pressão é também denominada de pescoço de cisne. 
É usada para peças de ligas metálicas com temperaturas e fusão inferior a 650ºC. 
O rendimento desta máquina varia de 50 a 500 peças por hora. 
Em A é indicada a operação de carga e em B a fase de injeção através de ar 
comprimido. A pressão de injeção varia entre 10 e 80 atm. e não é adequada para a 
fundição das ligas de alumínio, sendo limitado seu emprego às ligas a base de estanho 
e zinco. 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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 Máquinas de ação por êmbolo com câmara fria. 
 
 
 
Usadas para ligas de alta temperatura de fusão, tais como as de cobre, ou para ligas 
que atacam o ferro como as de alumínio. 
Nesta máquina o metal fundido não está em contato com a câmara de pressão de 
forma contínua, mas unicamente é introduzida em cada injeção a quantidade 
necessária de metal em estado pastoso. O cilindro transmite a pressão necessária 
para a injeção e serve para a manobra de fechamento e abertura da matriz. 
A pressão nesse tipo de máquina varia entre 200 e 2000 atm. A produção pode atingir 
500 peças por hora. 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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5.2.4. Aplicações e vantagens do processo 
 
Com este processo produzem-se pequenas peças para a indústria de 
eletrodomésticos, automobilística, eletrônica, aeronáutica, etc., a partir de ligas de 
chumbo, alumínio, estanho, magnésio, cobre e principalmente zinco (ZAMAK) devido a 
seu baixo custo, baixo ponto de fusão e boas propriedades mecânicas. 
A peça extraída do molde não exige elaboração mecânica adicional, podendo-se obter 
orifícios finos e roscas de precisão, devido ao excelente acabamento, e da precisão 
conseguida no processo, que varia de 0,1 a 0,01 mm. 
A estrutura do metal das peças moldadas, em conseqüência do rápido resfriamento no 
molde metálico, é de grão fino, com elevadas propriedades mecânicas. Consegue-se 
obter paredes bastante finas, de até 1 mm de espessura. 
O peso do fundido é limitado, geralmente não passando de 5 Kgf. 
Como foi visto este processo é adequado para alta produção, pois de outra maneira 
torna-se antieconômico, devido ao preço do ferramental e maquinaria. 
 
6. Fundição centrífuga 
Neste processo o metal líquido é introduzido no molde, que gira com rapidez e, sob a 
ação da força centrífuga, é lançado contra suas paredes. Desta maneira haverá a 
formação de uma cavidade interior, de forma cilíndrica, sem necessidade do emprego 
de machos. 
 
6.1. O processo 
 
Na fundição centrífuga o eixo de rotação pode estar na posição vertical ou horizontal. 
 
 
 Posição Vertical 
 
 
Com o eixo de rotação vertical, a superfície interior da peça 
não se torna cilíndrica mas sim cônica. Desta forma a parte 
inferior da peça será mais espessa que a superior, 
aumentado à desigualdade com o aumento da altura. Daí 
este processo só ser usado para peça de pequena altura, ou 
para a produção de um conjunto de pequenas peças, quando 
então o problema aparecerá apenas no sistema de 
alimentação. 
 
 
 
 
 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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6.2. Aplicação e vantagens do processo 
 
A aplicação mais racional da fundição centrífuga é na elaboração de peças metálicas 
ocas que têm formas simples de corpos de revolução (tubos, cilindros, blanks para 
engrenagens, etc.). 
Neste tipo de fundição podem ser usados moldes metálicos ou de areia. 
As peças obtidas através de moldes metálicos, geralmente devemser submetidas a 
recozimento para alívio de tensões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Posição Horizontal 
 
 
 
 
 
 
Com o eixo de rotação na posição 
horizontal as paredes da peça cilíndrica 
tornam-se de espessura igual em todo seu 
comprimento, mas para que isso aconteça 
é necessário um determinado número de 
rotações. 
O número de rotações não deve ser 
inferior ao dado pela seguinte fórmula: 
 
n > 5520/√ γ.R 
 
Onde: n é a rotação mínima em rpm; R é 
o raio da peça em cm; γ é o peso 
específico em g/cm3 
 
Este processo é usado principalmente na 
fundição de tubos de ferro e aço fundido. 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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7. Fundição de precisão: "Processo da cera perdida" 
É um processo de moldagem que utiliza um molde produzido por um modelo de cera, o 
qual é queimado, antes do vazamento, produzindo a cavidade do molde. 
 
 O Processo 
 
 
O primeiro passo para obtenção da peça fundida consiste em fazer-se o seu modelo 
em cera. Para isto injeta-se cera líquida em uma matriz de madeira ou metálica e 
espera-se até que a mesma endureça por resfriamento. 
Uma vez obtido o modelo, coloca-se o mesmo dentro de um recipiente metálico que é 
preenchido por uma pasta refratária especial para a confecção deste tipo de molde. 
O molde é levado ao forno, onde a pasta endurece ao mesmo tempo em que a cera 
derrete e evapora-se deixando livre o oco do molde para o vazamento do metal. Este 
molde é usado uma única vez, visto que, para retirada da peça pronta é preciso 
quebrá-lo. 
 
 Aplicações e Vantagens do Processo 
 
Ideal para peças pequenas (até 5 Kgf) e complexas que exijam ótimo acabamento e 
precisão dimensional. 
Consegue-se uma produção relativamente elevada, com um mínimo de investimento 
em equipamento e ferramental. 
 
 
Fundição 1 – Processos de Produção I – Tecnologia Mecânica – Prof. Amilton Cordeiro. 
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8. Fundição Contínua 
 
 
 
 O Processo 
O metal é vazado, de forma contínua, através de uma bica de enchimento e desce por 
um veio, até atingir uma coquilha de grafite resfriada, que dá o formato desejado ao 
metal, ao mesmo tempo que promove a sua solidificação. O perfil obtido dessa forma 
avança até uma tesoura de corte, onde é cortado em tamanho apropriado. 
 
 Aplicações e Vantagens do Processo 
 
Usado para a produção de barras e perfis fundidos que, normalmente, serão usados 
como matéria-prima para a produção de peças usinadas. 
 
Bibliografia específica 
 
TORRE, Jorge. Manual Prático de Fundição e Elementos de Prevenção da 
Corrosão. São Paulo: Hemus 
BIDULYA, Pavel. Steel Foundry Practice. Moscow: Peace Publishers.