Processos de Fundição

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Processos de Fundição
É um processo de fabricação onde o metal ou liga metálica, no estado liquido, é vazado em molde com formato e medida correspondente ao da peça a ser produzida.
Tipos de Moldes
Molde Temporário
É sacrificado para remover a peça;
Necessita fazer um molde novo a cada vazamento.
1.2. Molde Permanente
É feito de metal;
Pode ser reutilizado em vários vazamentos.
Etapas da fundição
2.1. Confecção do modelo (Projeto da peça)
No projeto de uma peça a ser fundida, devem ser considerados os fenômenos que ocorrem na solidificação do metal no molde, para que eventuais defeitos sejam evitados. A princípio, considerar: 
Estrutura dendrítica resultante;
Tensões residuais de resfriamento; 
Espessura de paredes e regiões de difícil preenchimento.
Principais materiais utilizados são:
Plástico; 
Madeira; 
Isopor.
As dimensões do modelo devem ser maiores do que as da peça, pois no processo de solidificação da peça ela diminui (contração do metal na solidificação, ou seja, tem que promover o ______ metal).
2.2. Confecção do molde (moldagem)
Molde: é o “recipiente” que contém em seu interior a cavidade ou as cavidades com a forma da peça que será fundida, dentro da(s) qual(is) será vazado o metal líquido.
A etapa de moldagem permite distinguir os vários processos de fundição:
Areia verde;
Areia sintética;
Shell Molding (Moldagem em Casca);
Cera Perdida;
Fundição por Centrifugação;
Moldagem Plena;
; 
Gesso;
Etc…
2.3. Confecção dos Machos
Macho: corresponde às cavidades que são necessárias nas peças fundidas (principalmente orifícios). Sua função no molde é, ao contrário do modelo em si, formar uma seção cheia onde o metal não penetrará, de modo que a peça apresente um vazio naquela região. 
O modelo deve prever partes salientes que permitam a montagem dos machos no molde. Exemplo:Figura 1 - Macho
	
2.4. Fusão da liga que será vazada
Fusão do aço, forno elétrico a arco => aquecimento é produzido por arcos que se formam entre os eletrodos (de carbono ou grafita) => tensões de operação de 90V a 500V => controle das condições de fusão através da variação de tensão elétrica ou da posição (altura) dos eletrodos.
Figura 2 - Forno elétrico a arco
		2.5. Vazamento
	O vazamento é a operação que compreende a transferência do metal liquido do forno de indução para o recipiente denominado “PANELA” que levará o metal até o molde.
		2.6. Desmoldagem
Após solidificação das peças no interior dos moldes, são feitas as operações de desmoldagem.
Cuidados:
Nunca desmoldar antes do tempo (pode ocasionar trincas por causa da variação térmica, denominado trinca térmica ou trinca de desmoldagem);
Nunca desmoldar antes do tempo (espessura fina/pequena pode empenar); 
Com o manuseio da desmoldagem (exemplo: movimentação com a ponte rolante).
	2.7. Rebarbação
É a remoção dos:
Respiro (canos para retirar o ar);
Canal de alimentação (tem um funil que diminui a turbulência);
Massalote (reservatório de metal liquido, é o ultimo a solidificar. Os defeitos são arrastados para ele).
2.8. Limpeza
	Jatos abrasivos.
		2.9. Inspeção
Inspeção visual;
Inspeção dimensional;
Inspeção metalúrgica / mecânica:
Análise composição química;
Metalografia;
Ensaios mecânicos para determinação das propriedades mecânicas;
Ensaios não-destrutivos (radiografia (raio-X), ultrassonografia, Eddy current).
Principais processos de fundição
3.1. Areia Verde/Sintética
É o processo mais simples e mais generalizado em fundições. Consiste em compactar, manualmente ou empregando máquinas de moldar, uma mistura refratária plástica – chamada areia de fundição, composta essencialmente de areia silicosa, argila e água, sobre o modelo colocado ou montado na caixa de moldar. Confeccionada a cavidade do molde, o metal é imediatamente vazado no seu interior.
Requisitos do molde: 
Resistência para suportar o peso do metal líquido;
Resistência à ação erosiva do metal líquido;
Gerar a menor quantidade possível de gases;
Facilitar a saída dos gases gerados para a atmosfera.
Caixa de moldagem: estrutura, geralmente metálica, com resistência suficiente para suportar o socamento da areia na operação de moldagem, bem como a pressão do metal líquido durante a fundição. Normalmente construída em duas partes:
Figura 3 - Caixa de moldagem
Possuem pinos e orelhas para a centragem das partes da caixa e da placa do modelo.
Sequencia de operações na fundição em areia verde:
Figura 5 - Peça vazada
Figura 4 - Peça maciça
Vantagens:
Baixo custo, pois a areia consegue 98% de reutilização.
Desvantagem:
Não pode fazer a fundição com peças grandes (na hora do vazamento o liquido incandescente entra em contato com o molde e a água evapora, e com isso, o molde se desfaz);
Constituído de água (na hora do vazamento o liquido incandescente entre em contato com o molde e a água evapora e cria falhas na superfície da peça devido as bolhas de vapor).
3.2. Moldagem em Casca (Shell Molding)
	É realizada através dos seguintes processos, que são:
Elaboração de um modelo permanente;
Fixação do modelo a uma placa metálica que é aquecida (150ºC a 300ºC e revestida com desmoldante (silicone));
Fixação de uma caixa com areia pré-revestida com resina à placa-modelo;
Rotação da caixa e da placa-modelo e queda por gravidade da areia sobre o modelo;
Formação da meia moldação;
Nova rotação da caixa e da placa-modelo e remoção da areia não polimerizada;
Repetição para a outra meia moldação;
União das meias moldações e vazamento do material;
Extração das peças.
Vantagens:
Processo facilmente mecanizado, bom acabamento superficial.
Desvantagem:
Não justifica a produção de poucas peças.
3.3. Cera Perdida
Elaboração dos modelos em cera;
Construção da árvore de modelos;
Imersão da árvore de modelos num banho de refratário de granulometria fina (lama refratária – revestimento primário);
Deposição de camadas de material refratário para constituição de um corpo em casca cerâmica auto resistente;
Destruição do modelo de cera por fusão;
Cozimento do material cerâmico da moldação para conclusão do processor de presa;
Vazamento do metal fundido;
Abatimento da moldação;
Corte dos gitos, acabamento das peças e controle dimensional.
Vantagens:
A cera pode ser reutilizada;
Fundição de peças complexas.
Desvantagens:
São necessárias muitas etapas;
Processo relativamente caro;
Inviável para peças grandes.
3.4. Fundição por Centrifugação
O metal derretido é derramado em molde rotativo para produzir uma peça tubular. Em algumas operações o inicio da rotação do molde começa após o vazamento. A forma exterior pode ser redonda, octogonal, hexagonal, etc., mas a forma interior é, teoricamente, perfeitamente redonda, devido à simetria das forças radiais.
		3.5. Moldagem Plena
Nesse processo são utilizados como modelos de espuma de poliestireno. A espuma de poliestireno pode ser facilmente cortada e podem ser obtidos, com facilidade, modelos bastante complexos. 
A moldagem é conduzida do mesmo modo que no processo de fundição em areia, mas o modelo não é retirado, pois durante o vazamento o poliestireno vaporiza, sendo substituído pelo metal.
Vantagens:
O modelo não precisa ser retirado;
Desvantagem:
Causa imperfeições na superfície da peça, devido à vaporização do poliestireno;
Muito caro.
3.6. Fundição com 
É de aplicação relativamente recente. Utiliza-se para moldes e machos relativos a peças de quaisquer dimensões. No processo, os moldes são do tipo convencional, de areia aglomerada com silicato de sódio (2,5 a 6,0% em peso). Depois de compactados, são eles submetidos a um tratamento com , que consiste na passagem de uma corrente desse gás através de sua secção. Ocorre uma reação entre o e o silicato de sódio; forma-se sílica-gel, carbonato de sódio e água, resultando um endurecimento do molde, em tempo relativamente curto. Não há necessidade de estufagem, alcançando-se elevadas propriedades de dureza e resistência.3.7. Fundição em Gesso
Semelhante a fundição em areia, exceto o molde que é feito de gesso de Paris (gesso - ). A mistura de gesso e a água é despejada sobre o modelo (plástico ou metal – modelos de madeira geralmente não são utilizados devido ao contato prolongado com a água). A mistura de gesso flui em torno do modelo, absorvendo os seus finos detalhes, proporcionando bom acabamento superficial.
Vantagens:
Melhor acabamento superficial;
Melhor precisão dimensional.
Questionário de Fundição
Diferencie molde do modelo.
Cite ao menos três tipos de materiais que podem produzir modelos de fundição.
Qual é o papel do macho na fundição?
Quais são as características necessárias para o molde de areia?
Explique a diferença entre areia verde e areia sintética;
Esquematize o processo de moldagem em casca (shell molding).
Explique o papel dos respiros, canal de alimentação e massalotes.
Quais são os cuidados que devem ser tomados na desmoldagem?
Explique as vantagens e desvantagens…. (faltando parte da pergunta)
Por que a fundição em gesso não são utilizados modelos de madeira?
Quais são os cuidados que devem ser tomados na produção de moldes permanentes?
Quando vale a pena realizar fundição por centrifugação?
Por que o modelo deve ter as dimensões um pouco maior que a peça desejada?
Explique a grande vantagem da fundição em em relação com a areia sintética.
Explique a fundição com moldagem plena.
Quais são os dois tipos de fundição confeccionam o modelo sempre após a fundição?