Processos de Fundição

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Fundição e Soldagem 
Processos de fundição 
 
Prof. Jania Betania A da Silva 
Fundição 
 
 
• Processo em que o fluxo do metal fundido por 
gravidade ou qualquer outra força penetra no 
molde onde se solidifica na forma da cavidade do 
molde; 
• O termo fundição também se aplica à parte 
feita no processo: 
Etapas do processo: 
1. Derreter o metal 
2. Vazar em um molde 
3. Deixar resfriar 
Processos de Fundição de Metais 
1. Fundição em areia 
2. Fundição em molde descartável 
3. Processos em molde permanente 
4. Prática de fundição 
5. Qualidade da fundição 
6. Metais para Fundição 
7. Considerações sobre projeto de produtos 
O tipos de moldes distinguem os processos de 
fundição: 
• – Molde temporário: 
• molde de areia de fundição (areia verde, areia-seca, areia-
cimento); 
• moldagem em casca; 
• fundição por cera perdida; 
• – Molde permanente: 
• molde metálico; 
• fundição por centrifugação; 
• fundição sob pressão; 
• fundição contínua; 
• moldes mistos: partes permanentes, partes temporárias. 
Tipos de Moldes 
• Processos de molde descartável - molde é 
sacrificado para remover a peça; 
 
• Vantagem: formas mais complexas possíveis; 
 
• Desvantagem: as taxas de produção, muitas 
vezes limitados pois tempo de fazer o molde 
pode ser maior que o tempo de fundição. 
Processos de molde permanente - molde é feito de 
metal e pode ser usado para fazer várias peças; 
- Aproximadamente 98% areia pode ser 
reaproveitada. 
 
• Vantagem: aumento das taxas de produção; 
•Desvantagem: geometrias limitadas pela 
necessidade de abrir o molde; 
Tipos de Moldes 
• É o processo de fundição mais utilizado, responsável 
por uma significativa parcela da tonelagem total de 
fundidos produzida; 
• Quase todas as ligas podem ser fundidas em areia, 
incluindo metais, com temperaturas de fusão 
elevadas, como o aço, níquel e titânio. 
• A fundição varia em tamanho, de pequeno a grande 
porte; 
• Quantidades de produção de um a milhões de peças. 
Fundição em Areia 
Fundição em Areia 
• Etapas da Fundição em Areia 
1. Vazar o metal fundido no molde em areia; 
2. Aguardar o tempo para o metal solidificar; 
3. Abrir o molde para remover o fundido; 
4. Limpar e inspecionar o fundido; 
• Separar sistema de canais e poço 
5. O tratamento térmico do fundido é por vezes necessário para 
melhorar suas propriedades metalúrgicas. 
 Molde de Areia 
A cavidade do molde de areia é formada pelo 
empacotamento de areia em torno de um modelo; 
 
• O molde também deve conter sistema de canais e poço; 
• Se o fundido possuir superfície interna, um núcleo 
(macho) deve ser incluído no molde; 
 
 
 
 
 
•Um molde de areia deve ser feito novo para cada peça 
produzida. 
Moldagem em areia pode ser manual 
 Moldagem Semi-automática ou automática. 
Molde é composto por caixa de 
moldagem (metálica) dividida em 
duas partes (superior e inferior), 
preenchida com areia de fundição. 
 
Areia de fundição: areia com 
aglomerantes (argila, breu, outros) e 
água. 
Forma do molde é obtida em função 
da forma do modelo. 
Deve-se aplicar desmoldante ao 
modelo (talco, grafite) para facilitar 
sua retirada de dentro do molde. 
Para retirada da peça é necessário 
quebrar o molde. 
Aproximadamente 98% areia pode ser 
reaproveitada. 
Molde com cavidade 
Duas formas de moldes: 
a) molde aberto: simplesmente um recipiente em 
forma a parte desejada; 
b) molde fechado: a geometria do molde é mais 
complexa e exige um sistema de vazamento 
(passagem) que conduz a cavidade. 
A moldagem em areia pode ser 
manual, semi-automática ou 
automática. 
 
 Pode-se, por exemplo, encher a 
caixa de moldagem e compactar a 
areia automaticamente. 
Requisitos dos moldes em areia 
– resistência mecânica: necessita suportar a pressão do metal 
líquido; 
– resistência ao calor: necessita suportar a altas temperaturas 
(material deve ser refratário); 
– resistência à erosão: escoamento do metal tende a erodir o 
molde; 
– permeabilidade: permite dissipação de gases, que podem 
prejudicar acabamento; 
– complacência a pequenas deformações: permite ligeira contração 
da peça; 
Tipo de areia limita acabamento superficial das peças: 
 
– areia verde: mais úmida, pior acabamento (mais barata); 
– areia-seca, areia-cimento: melhor acabamento. 
Fundição em areia verde. 
 
Variação da moldagem em areia, denominada 
moldagem plena 
• utilizam-se modelos de espuma de 
poliestireno (isopor). Não é necessário retirar 
o modelo antes do vazamento do metal é 
vaporizado ou queimado pelo metal fundido. 
 
• Vantagens: não são necessários ângulos de 
saída ou cantos arredondados. 
• Desvantagem: geração de gases pode piorar 
acabamento superficial. 
Processo de moldagem plena. 
Moldagem em casca (“shell molding”) 
 
• Molde é composto por mistura de areia (mais fina) e resina. 
• Possui formato de uma casca, obtido sobre modelo metálico. 
Depois de obtida a forma geométrica, conforme o modelo, deve ser 
feita a cura do molde para garantir boa resistência mecânica. 
Possui melhor acabamento que a 
moldagem em areia. 
 
Exige maiores investimentos. 
 
É mais indicado para peças 
pequenas e complexas. 
Fundição de Cera perdida 
1- A primeira etapa desse 
processo consiste em injetar cera na 
matriz para a confecção dos modelos. 
2 - Esses modelos de cera 
são conectados a um canal central. 
3- Sobre os modelos é depositada uma 
pasta refratária, que pode ser 
constituída por várias camadas, formando 
o molde. 
4 -Quando o molde endurece, ele é 
aquecido para que a cera derreta e seja 
retirada do molde 
5 -Após a retirada da cera, o metal líquido 
é vazado no molde 
6 - Após a solidificação do metal ou liga, o 
molde é quebrado e são retiradas as 
peças, as quais são separadas do canal 
central e feito o acabamento final. 
Modelo de cera (vermelho) e as 
peças produzidas. 
• Utilizam-se dois moldes: um 
para obtenção de modelos em 
cera e outro para obtenção das 
peças no material desejado. 
 
• O primeiro molde é feito em 
alumínio ou outro metal que 
possa ser facilmente trabalhado. 
 
 
• O segundo molde é composto 
por pasta refratária (areia fina e 
resina). 
Vantagens: 
– possibilidade de produção em massa de peças 
complexas; 
– permite cantos vivos; 
– utilização de qualquer metal ou liga; 
– peças praticamente acabadas. 
Desvantagens: 
– altos custos; 
– limitação a peças pequenas (5 Kg). 
Fundição de cera perdida 
Questionamento? 
1. Cite pelo menos duas propriedades requisitadas aos moldes 
em areia. 
 
2. Quais são as vantagens e desvantagens da moldagem plena 
(modelo em isopor)? 
 
3. Quais são as vantagens e desvantagens de processos de 
fundição em casca? 
 
 4. Quais são as funções de cada um dos dois moldes utilizados 
na fundição por cera perdida? 
Moldes Permanentes 
• Fabricados em materiais metálicos. 
 
• Permitem a obtenção de centenas de milhares de 
peças com um único molde. 
 
• Vantagens: melhor acabamento superficial, 
tolerâncias dimensionais e resistência mecânica. 
 
• Desvantagens: maiores custos (viável para produção 
seriada), metais para peça devem ter ponto de fusão 
menor que metal dos moldes, possível diminuição 
da tenacidade do material da peça. 
Moldes metálicos 
– lingoteiras 
Moldes metálicos para a produção 
de peças. 
Fundição sob pressão 
Metal líquido é bombeado para o interior de uma matriz (molde). 
Matrizes são refrigeradas a água para aumento da vida útil do molde e 
resfriamento mais rápido da peça em fabricação.• Vantagens: 
• – permite espessuras de paredes da peça mais finas e 
mais complexas 
• – alta capacidade de produção 
• – peças praticamente acabadas 
• Desvantagens: 
• – altos custos 
• – apenas peças de pequenas dimensões (normalmente 
até 5Kg, máximo 25Kg) 
• – apenas para ligas de baixo ponto de fusão (zinco, 
alumínio, cobre, bronze, etc) 
Fundição sob pressão 
Fundição por centrifugação 
Molde possui movimento de 
rotação. 
– mais eficiente que ação exclusiva 
da gravidade, porém mais caro; 
– permite obtenção de tubos sem 
costura. 
Fundição por centrifugação, tubos sem costura 
Fundição por centrifugação 
Molde pode ser revestido com material cerâmico para possibilitar o 
processamento de materiais metálicos de alto ponto de fusão. 
Fundição contínua 
•Vazamento do metal líquido em 
matriz prismática vazada. 
 
• Pode-se produzir placas de aço 
com aproximadamente 2m de 
largura e 0,2m de espessura. 
Questionamentos? 
• O que é uma lingoteira? Quais são as geometrias comuns de ligoteiras? 
Como chama o produto obtido com o uso de uma lingoteira? 
• Quais as influências do uso de molde em materiais metálicos nas peças 
obtidas por fundição? 
 
• Qual dos dois processos deve ser mais vantajoso para se fabricar um tipo de 
peça em alumínio com massa de 2,5 Kg numa produtividade de 10000 peças 
por mês: fundição em areia ou fundição sob pressão? 
 
• Por que é possível obter peças de paredes mais finas com o processo de 
fundição sob pressão quando comparadas com as obtidas por fundição em 
areia? 
• Qual é o efeito da rotação do molde em processos de fundição por 
centrifugação? 
Moldes Mistos 
• Possuem partes em 
areia e partes em 
material metálico, 
possibilitando variação 
das propriedades 
mecânicas e geométricas 
(tolerâncias e 
acabamento superficial) 
ao longo da mesma peça. 
Possíveis defeitos em peças fundidas 
 • inclusão de areia do molde nas paredes da peça 
(prejudicam acabamento superficial e podem danificar 
ferramentas de usinagem em processo posterior); 
 
• inclusão de partículas duras devido a defeitos de 
composição da liga metálica (mesmos problemas que da 
inclusão de areia); 
 
• porosidade superficial ou interna às peças devido à não 
dissipação de gases; 
• rechupe (ausência de material por preenchimento 
incompleto do molde) 
Questionamento? 
. Quais são as vantagens de utilização de moldes mistos (parte em 
material temporário, parte em material permanente)? 
 
. Cite pelo menos dois possíveis defeitos encontrados em peças 
fundidas. 
 
. Apesar de oferecer pior acabamento superficial o método de 
fundição em areia verde é o mais utilizado. Por que? 
 
. Faça uma comparação geral entre todos os processos de fundição 
apresentados. 
Comparação dos processos de fundição