resumo de FUNDIÇÃO DE METAIS

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FUNDIÇÃO DE METAIS: PROCESSOS EM AREIA VERDE
Fundição é um processo de produção de peças através da fusão e solidificação em moldes, com intuito de produzir as formas sólidas requeridas.
O tipo do material do molde afeta a taxa de transferência de calor durante a solidificação e consequentemente as propriedades mecânicas dos fundidos. Também afeta a presença de alguns tipos de defeitos assim como a qualidade superficial.
Classificação dos processos de moldagem e fusão
Permanentes: 
Areia Verde
Areia com Resina
Cera Perdida
Moldes Cerâmicos
Poliestireno Expandido
Não-permanentes:
Fundição sob pressão (die casting)
Fundição em molde metálico (permanente mold)
Fundição centrífuga
Fundição contínua
Processos alternativos: semi-sólido, squeeze casting.
Obs.: fundição contínua diferente de lingotamento contínuo. 
Obs.: o acabamento superficial (rugosidade) do fundido afeta suas tolerâncias dimensionais. É em função do tipo de material do molde e da rugosidade do próprio molde.
Dependendo da geometria da peça, ou sua finalidade, pode-se usar moldes abertos ou moldes fechados.
 AREIA VERDE: é o processo mais utilizado na produção de fundidos. Normalmente em moldes bipartidos. Peças de vários tamanhos e complexidades geométricas diferentes. 
No processo de areia verde, o molde pode ser utilizado logo após sua produção, não necessitando outro processo para melhorar suas propriedades.
COMPOSIÇÃO:
Areia-base;
Argila – utilizada como aglomerante (bentonita). Confere plasticidade e coesão às areias;
Água – ligante;
Aditivos – melhorar a qualidade superficial, através da redução das reações metal/molde, assim como aumentar a resistência dos moldes. Ex. Pó de carvão, amidos, pó de madeira.
DEFINIÇÕES:
Molde (mold): contém uma cavidade cuja geometria determina a forma da peça fundida.
Modelo (pattern): é a réplica da peça. 
Machos (core): usadas para detalhes de cavidades. Feitas de resina.
Massalotes (riser): reservatórios de metal para assegurar o preenchimento total durante a solidificação. São colocados nos pontos para ser os últimos a solidificar.
Canais (sprue/runner): canais onde o metal escoa para as cavidades.
Fundido (casting): peça obtida após o processo.
Na moldagem manual a compactação é realizada com um “soquete”. Conforme aumenta o grau de automação temos: vibração, compressão e impacto. Algumas vantagens de se utilizar moldagem automática: 
Aumento da produção
Operários não muito especializados
Maiores precisões dimensionais
Na confecção dos moldes geralmente são utilizados armações metálicas.
As características mais importantes da areias de moldagem durante a moldagem, vazamento e solidificação do metal são:
Plasticidade e consistência: a areia deve deformar-se plasticamente e manter a forma.
Moldabilidade: preencher todos os detalhes do molde.
Permeabilidade: deve deixar que os gases gerados durante o vazamento “escoem” pelo molde.
Resistência: para permitir manuseio dos moldes e evitar que o jato metálico “carregue” a areia.
Refratariedade: suportar altas temperaturas sem fundir.
Estabilidade térmica: ausência de variação dimensionais entre regiões do molde com diferentes temperaturas.
Quanto mais permeabilidade, menos acabamento superficial. 
Na etapa de desmontagem existem tipos de equipamentos específicos para isso, como calha vibratória e tambor rotativo.
 SHELL MOLDING
Nesse processo, molde (ou o macho) é uma “casca”, feita de areia e resina que cura através do calor, adquirindo resistência. O modelo é em metal, e é aquecido. A mistura cura quando entra em contato com ele. Ex.: Virabrequins.
 Nesse processo são usadas uma caixa, granalha e o molde shell.
Shell Molding vs Areia verde
Melhor acabamento superficial (+)
Melhor tolerância dimensional (+)
Mais caro (-) 
 POLIESTIRENO EXPANDIDO (Lost Foam)
A pré-forma é feita em poliestireno expandido (isopor). Esse modelo é revestido com tinta refratária e após é feito o molde com areia não ligada, que compacta na volta do modelo por vibração. Quando o metal é vazado o modelo é decomposto, dando origem à peça de geometria desejada. 
Peças com excelentes precisão dimensional, muitas vezes sem necessidade de usinagem posterior. 
 CERA PERDIDA (Investment Casting)
Um modelo confeccionado em cera é revestido com camadas cerâmicas (banhos cerâmicos) posteriormente endurecidas para se obter o molde. O modelo é aquecido até sua fusão para ser retirado. Além disso o molde precisa ser “desagregado” após a solidificação para permitir a retirada.
Qualquer liga pode ser vazada.
Vários tamanhos/pesos podem ser obtidos.
Alta taxa de produção, especialmente para peças pequenas.
Excelente precisão dimensional.
Peças complexas.
 FUNDIÇÃO POR GRAVIDADE (Permanent Mold)
Utiliza um molde metálico bipartido e construído de forma que as operações de abertura e fechamento sejam fáceis e precisas. O metal escorre pela gravidade.
Bom acabamento superficial e controle dimensional (+)
Como molde é metálico, a solidificação é mais rápida resultando em melhores propriedades mecânicas do que o em areia. (+)
Limitado a metais com ponto de fusão baixos. (-)
A complexidade do fundido não tão grande quanto em areia (-)
Custo do molde elevado (-)
 FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO (Die Casting)
Utiliza um molde permanente onde o metal é injetado sob pressão para preencher as cavidades. Pressão é mantida durante a solidificação. 
Câmera quente
Metal é fundido em um container e então injetado para a matriz. É aplicável a metais com baixo ponto de fusão para evitar reações do metal com o sistema.
Câmera fria
Metal é fundido em um forno separado, colocado em uma câmara e injetado na matriz. Menor taxa de produção.
São usados lubrificantes nos moldes (geralmente aços ligados), que possuem boa resistência a quente, ao desgaste e à fadiga térmica. Necessitam pinos ejetores para a remoção do fundido.
 FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA
O molde é rotacionado em alta velocidade. A força centrífuga distribui o metal líquido para as regiões mais externas da cavidade do molde. Existem algumas variantes:
Fundição centrífuga verdadeira Produção de tubos
Fundição semi-centrífuga Peças
Fundição centrífuga Peças
Fundição Centrífuga Verdadeira
Metal é vazado no molde para obter peças tubulares, onde a forma do fundido pode ser circular, hexagonal, etc, mas forma interna é circular devido as forças radiais. O eixo de rotação do molde pode ser horizontal ou vertical.
 VAZAMENTO DO METAL NO MOLDE
O vazamento do metal no molde pode acontecer com fornos vazadores ou manual. Manualmente são usados cadinhos ou o metal é vazado do forno em uma panela. 
Temperatura de vazamento: temperatura na qual o metal é introduzido no molde.
Taxa de vazamento: taxa volumétrica na qual o metal é vazado.
Muito baixa: Metal solidifica antes do preenchimento total.
Muito alta: Causará turbulência (aumenta a tendência à formação de óxidos e à erosão do molde).
 COMPARAÇÃO DE MICROESTRUTURAS DEPENDENDO DO TIPO DE MOLDE UTILIZADO
Areia verde, preenchimento por gravidade: Microestrutura contendo silício grosseiro e inclusões.
Molde metálico, preenchimento por gravidade: Estrutura dendrítica mais refinada, assim como o silício.
Molde metálico, preenchimento por injeção: Devido à maior velocidade de resfriamento, maior o refino microestrutural.