01 FUNDIÇÃO TP1 PROF. DECIO (1)

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Faculdade Tecnologia de Sorocaba 
 
 
 
 
Coordenadoria de Projetos Mecânicos 
 
 
 
Processos de Produção l 
 
 
 
Fundição 
 
 
 
 
 
Profº. Msc. Décio Cardoso da Silva 
 
 
Ano 2016 
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FUNDIÇÃO 
Introdução 
 
O processo de fundição é um processo metalúrgico do qual participam os seguintes 
itens: 
• Fornos; 
• Metal Líquido; 
• Modelos; 
• Moldes; 
 
 Fornos são equipamentos utilizados para fundir o metal. 
 
Modelos são peças fabricadas em madeira, gesso, cera, plástico ou mesmo em 
metal leve. O modelo tem medidas próximas da peças que queremos obter. 
 
Moldes é o espaço vazio, que será obtido pela utilização do modelo, isto é, com o 
modelo confeccionamos o molde. O molde pode ter paredes de areia, metal, ou 
materiais cerâmicos. 
O espaço vazio do molde reproduz o modelo. 
 
Fundição é um processo de fabricação pelo qual introduz-se um metal líquido em um 
molde. Este metal vai ocupar os espaços vazios do interior do molde e solidificar. 
Obtemos assim a peça metálica fundida. 
Esta peça pode ter formato e medidas definitivas ou não, dependendo às vezes de 
uma operação de usinagem posterior para acertos das medidas e do formato das peças. 
Pelo processo de fundição podemos obter também "lingotes", que são peças obtidas 
pela solidificação do metal líquido em moldes metálicos chamados lingoteiras. Esses 
lingotes são peças maciças, e após a solidificação, eles são retirados da lingoteira, 
reaquecidos e deformados mecanicamente pelos processos de laminação ou forjamento, 
obtendo-se assim barras, chapas e perfis. 
 
Classificação dos processos de fundição 
 
De acordo com a força que move o metal dentro do molde temos: 
 
• Fundição por gravidade 
• Fundição sob-pressão 
• Fundição por centrifugação 
 
A fundição por gravidade consiste em vazar o metal líquido em um molde, até 
preenchê-lo totalmente. O metal líquido neste caso ocupa todo o molde movido por uma 
pressão hidrostática conseqüente da altura de onde ele é vazado no molde. A força 
exercida sobre o metal é a força da gravidade. 
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A fundição sob-pressão consiste em injetar um metal líquido no interior de um 
molde por meio de uma pressão exercida na superfície livre do recipiente que contém o 
metal. 
 
 
 A fundição por centrifugação consiste em vazar um metal líquido em um molde 
em rotação. É a força centrífuga decorrente, que força o metal a tomar a forma do 
molde. Este processo permite obter peças com maior densidade e melhores 
propriedades mecânicas, que as peças fundidas pelo processo de fundição por 
gravidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação de acordo com o tipo de molde 
 
• Fundição em areia 
• Fundição em coquilha. 
• Fundição em cera perdida 
• Fundição em casca (Shell Molding) 
 
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Fundição em areia 
 
É o processo de fundição que utiliza moldes confeccionados em areia. A moldagem 
pode ser a seco ou à verde, moldagem a verde é quando após a moldagem o molde não 
vai para estufa ou para outro processo de secagem. 
 
Setores: 
 
Setor de projetos 
É responsável pelo projeto dos modelos, moldes, canais e caixas de fundição. 
 
Setor de métodos 
É responsável pelos dados técnicos do processo e definição do processo. 
 
Setor de fornos 
É responsável pelos fornos de fusão do metal e pela obtenção do metal líquido. 
 
Setor de moldagem 
É responsável pela confecção dos moldes. O setor de moldagem pode ser manual 
ou mecanizado. Os moldes confeccionados em areia são obtidos em caixas metálicas ou 
de madeira onde serão colocados, o modelo e a areia, e a seguir ocorrerá a “socagem” 
 
Setor de modelação 
É responsável pela confecção ou concerto dos modelos. Estes modelos podem ser 
fabricados também por empresas especializadas, isto é, que só fazem modelos para 
fundição. 
 
Setor de areia 
É responsável pela preparação e recuperação da areia, da qual serão constituídos 
os moldes e também pela preparação da areia para os "machos". Machos são peças 
construídas com areia ou resinas e que compõem os moldes, isto é, são peças soltas e 
que colocadas nos moldes servem para se obter as cavidades das peças ou partes 
reentrantes ou furos. 
 
Setor de macharia 
É responsável pela fabricação dos machos. 
 
Setor de acabamento 
É responsável pela desmoldagem, retirada de rebarbas, limpeza por jateamento, 
pintura e eventual recozimento da peça. 
 
Setor de qualidade 
É responsável pela inspeção e análise das matérias-primas, peças e da areia. No 
controle de qualidade estão os laboratórios de: 
 
●Laboratório químico: Faz análise da matéria-prima do metal produzido e areia 
●Laboratório de ensaios mecânicos: Testa as propriedades mecânicas das peças 
obtendo: Dureza, resistência, tração, impacto etc. 
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●Laboratório de areia: Executa testes em corpos de prova de areia antes da 
liberação da areia para a moldagem. São testes: 
 
• Ensaio de resistência e compressão 
• Ensaio de tração 
• Ensaio de tração em machos 
• Resistência transversal de machos 
• Ensaio de dureza em machos 
• Ensaio de permeabilidade 
 
Estes testes são realizados a temperatura ambiente, mas existem testes em 
temperaturas elevadas: 
 
• Teste de compressão a quente 
• Expansão 
• Deformação 
• Permeabilidade 
• Volume e pressão de gás gerado 
• Colapsibilidade: para machos 
 
Os modelos são posicionados dentro de caixas metálicas ou de madeira, depois 
serão preenchidos com areia previamente preparada. Podem-se usar duas ou mais 
caixas empilhadas. 
Chama-se plano de apartação, o plano ou superfície que separa uma caixa da outra. 
A secção destas caixas é quadrada ou retangular e elas podem ser de abrir ou 
inteiriças. 
A moldagem, isto é, a confecção do molde pode ser manual ou mecanizada. A 
moldagem manual depende da habilidade do operador (Moldador). 
 
Modelos 
 
1. Material: 
 
Modelo é a peça que é utilizada para se obter o molde. Os modelos, como já vimos, 
podem ser de madeira, metal, plástico, cera, isopor ou a própria peça. 
 
Vantagens de se utilizar madeira: 
A madeira é fácil de ser trabalhada e é leve. 
 
Desvantagens de usar a madeira: 
Deformam com o tempo e absorve umidade e se desgastam com o uso. 
 
A madeira em geral utilizada é o pinho ou madeira compensada. O modelo de 
madeira deve ser lixado, envernizado ou pintado. Devem possuir ganchos para serem 
pendurados. 
Os modelos devem ser corretamente armazenados em local isento de umidade e 
todos identificados ou codificados. 
 
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2. Ângulo de saída: 
As paredes verticais do modelo devem possuir uma inclinação, que é denominada 
saída do modelo. 
Esta saída (ou ângulo de saída) é para facilitar a extração do modelo da areia, 
evitando arraste da areia ou ruptura da parede do molde. Esta inclinação varia de 1/2º a 
1º. Se a saída for exagerada e a peçacomprida, haverá muito material a ser usinado. 
 
3. Marcação de macho: 
Estas marcações de macho são saliências construídas nos modelos e que vão 
imprimir na parede do molde, o local onde será apoiado o macho. O macho é uma peça 
em areia mais um aglomerante, que irá ser colocado no molde em local correspondente a 
um vazio, ou saliência ou reentrâncias. 
 
4. Cores do modelos: 
Para facilitar o reconhecimento dos modelos, estes são pintados com cores 
convencionais: 
 
• Marcação de machos: Preto 
• Locais a serem usinados: Amarelo 
• Peças de ferro fundido e aços sem usinagem: Vermelho 
• Peças de metais não ferrosos sem usinagem: Verde 
• Peças soltas: Amarelo com riscos vermelhos 
 
5. Sobremetal: 
Nas partes que devem ser usinadas, é deixado o que se denomina sobremetal: É 
uma quantidade de metal, que a peça fundida bruta terá além da medida acabada. Esta 
medida a mais é para usinagem e acabamento da peça. 
 
6. Contração: 
Os metais dilatam-se com o aquecimento e voltam a contrair no resfriamento. Temos 
três tipos de contração: 
 
• Contração do estado líquido, que é a redução do volume 
quando o metal esfria até a sua temperatura de solidificação. 
• Contração durante a solidificação 
• Contração no estado sólido 
 
A contração no estado líquido é compensada pelo uso de massalote. Massalote é um 
reservatório de paredes refratárias e isolantes contendo metal líquido posicionado no 
interior ou exterior do molde, para alimentar a peça durante a solidificação do metal. Esta 
contração que ocorre no estado líquido em decorrência da queda de temperatura, não é 
levada em conta no cálculo do dimensionamento dos modelos. O volume ocupado pelo 
metal líquido diminui quando se solidifica, devido a maior aproximação dos seus átomos 
(os átomos se agrupam formando um reticulado do cristalino). Na confecção dos modelos 
é necessário levar em conta a contração sólida. Os modelos são fabricados maiores que 
as medidas das peças, para que esta diferença de tamanho, compense a diminuição 
devido a contração sólida do metal. 
Os metais se contraem com valores diferentes. 
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Para o ferro fundido temos: Se um ferro fundido é resfriado rapidamente, resulta em 
ferro fundido branco de alta concentração, se é resfriado lentamente, processa-se uma 
grafitização e a contração é bem maior. Ex:. para o fofo cinzento comum a contração é 
2%. 
Na confecção dos modelos, devemos considerar para valores das suas medidas: 
• Contração 
• Sobremetal 
• Ângulo de saída 
 
1. Tipos de modelos: 
 
a) Modelos inteiriços ou ao natural: 
São os mais simples e geometricamente semelhantes às peças a fundir. No caso de 
haver partes salientes, é utilizado o artifício de se fazer "peças soltas", que são fixadas ao 
modelo durante a moldagem. 
b) Modelos com macho: 
Algumas superfícies das peças são formadas pelo próprio modelo, outras partes da 
superfície como cavidades, saliências e outras são formadas por meio de machos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Modelos emplacados 
 
Para alta produção de peças, trabalha-se com modelos emplacados, isto é, modelos 
emplacados são modelos bipartidos e fixos em placas metálicas ou de madeira. De forma 
que cada metade fique de um lado da placa ou cada metade fixada em uma placa 
diferente. 
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As placas possuem orifícios, por onde passarão os pinos guias das caixas de 
moldagem. 
Qualquer jogo ou folga existente entre pinos de guia e orifícios das caixas de 
moldagem e placa, pode provocar defeitos, tais como peças desencontradas. 
 
Machos: 
O macho é fixado nas paredes dos moldes, pela "marcação de macho", que é um 
local moldado na parede do molde, pela parte correspondente no modelo que também 
recebe o nome de "marcação de macho". 
 
Chapelins: 
São peças metálicas de pequena espessuras que são posicionadas no interior do 
molde para a apoio do macho, evitando que ele encoste na parede do molde. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os machos devem ser permeáveis e possuir canal interno para levar os gases 
gerados, até interior das paredes do molde e de onde sairão para fora facilmente. 
 
 
 
 
 
 
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Resfriadores: 
São peças metálicas posicionadas no interior ou exterior do molde para acelerar o 
resfriamento naquele local, evitando vazios e porosidades 
 
 
Moldagem Manual: 
Os moldes de areia são preparados nas caixas de moldagem. Estas caixas são 
metálicas ou de madeira, com ou sem fundo, de forma quadrada ou retangular. 
Lateralmente possuem alças e orelhas. 
 
 
 
 
 
 
 
As alças são utilizadas para facilitar a movimentação a as orelhas serão utilizadas 
para passagem de pino de guia e fixação. A espessura destas caixas devem ser de 
aproximadamente 0.5 polegada. Estas caixas podem ser de abrir ou inteiriças. As caixas 
de abrir permitem moldar vários modelos, porque se obtém a moldagem, retira-se a caixa 
para ser usada em nova moldagem. 
As caixas inteiriças não permitem retirar o molde antes do vazamento e solidificação. 
As caixas de moldagem servem para condicionar a areia de moldagem e possibilitar 
nelas serem feitos os moldes. As caixas possuem furos nas paredes laterais para permitir 
a saída de gases. 
 
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Moldagem com modelos emplacados 
 
1 - O modelo é bipartido. Cada metade do modelo é fixado em um lado de uma 
placa. 
2 - Metade da placa é posicionada e fixada sobre uma superfície plana (placa 
inferior); 
3 - Sobre ela coloca-se a caixa; 
4 - Coloca-se areia até ultrapassar o volume da caixa; 
5 - Soca-se a areia; 
6 - Erguer e girar (tombar) a caixa (inferior); 
7 - Posiciona-se e fixa-se a placa superior em uma superfície plana (a outra 
metade); 
8 - Sobre ela coloca-se outra caixa; 
9 - Enche-se de areia até ultrapassar o volume da caixa; 
10 - Soca-se a areia; 
11 - Erguer e retirar a caixa (superior); 
12 - Posiciona-se a 2º caixa (superior) sobre a 1º caixa (inferior). 
 
Obs.: Os modelos podem possuir ou "Marcas" para os modelos dos canais ou 
modelos dos canais fixos. 
 
 
 
Exemplo de moldagem 
 em 2 metades 
 do modelo 
 
 
 
Moldagem 
mecanizada 
 
 
 
 
 
 
 
A moldagem mecanizada apresenta sobre a manual as seguintes vantagens: 
 
1 - Aumento da produção (as produções são mais rápidas); 
2 - Possibilidade de trabalhar com pessoal não muito especializado; 
3 - Obtenção de peças com melhor precisão nas medidas. 
 
 
 
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TIPOS DE MÁQUINAS 
 
Máquinas de compressão 
 
Estas máquinas consistem essencialmente de uma mesa solidária a um pistão que 
se movimenta verticalmente por processo hidráulico ou pneumático. 
 
Moldagem da caixa inferior 
 
1 - Sobre a mesa é fixada a placa modelo, nos pinos guias da mesa 
2 - Sobre a placa modelo é colocada a caixa de moldagem, e também fixados os 
pinos guias. 
3 - Sobre o modelo coloca-se "pós separadores" ou areia seca ou grafite fina, a 
seguir areia de faceamento + areia de enchimento.4 - Sempre devemos começar moldando a caixa inferior. Portanto o modelo fixado na 
placa deve conter a bolsa, onde irá alojar o canal de vazamento. 
5 - A quantidade de areia a ser colocada é superior ao volume da caixa. Pode ser 
colocada um dosador sobre a caixa e colocada areia até este novo nível. Este dosador 
tem medidas variáveis para várias caixas. O pistão empurra a mesa para cima, 
comprimindo a areia contra uma placa metálica posicionada na parte superior da 
máquina. 
6 - A seguir desce a mesa. 
7 - Retira a caixa (contendo o molde inferior) e girar a caixa contendo o molde já 
obtido. 
 
Este mesmo processo é usado para a moldagem da caixa superior do modelo que 
contem o canal de vazamento, canal de alimentação, canais de respiros e o modelo do 
massalote. 
 
Moldagem da caixa superior 
 
1 - Fixar a placa modelo à mesa; 
2 - Colocar a caixa; 
3 - Colocar pós separadores sobre o modelo (areia fina ou grafite fina); 
4 - Colocar os modelos dos canais e do massalote; 
5 - Encher de areia; 
6 - Comprimir o conjunto contra a placa metálica superior; 
7 - Descer a caixa já moldada; 
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8 - Retirar a caixa superior e os modelos dos canais; 
9 - Colocar a caixa superior sobre a caixa inferior. 
 
 
 
 
 
Máquinas de Trepidação – Compressão 
 
Uma máquina de trepidação – compressão consiste basicamente em uma mesa 
acionada por pistões a ar comprimido. 
 
Função 1 : Elevar a mesa e 
 deixá-la cair sobre molas 
 amortecedoras, de forma repetida. 
 
Função 2 : Elevar a mesa e 
 comprimir a areia contra a 
 placa superior da máquina. 
 
 
 
 
Máquinas de Trepidação – Compressão – Rotação 
 
O acionamento da mesa é feita por pistões a ar comprimido para trepidar e para 
comprimir a areia contra o cabeçote elevando a mesa. Usa-se uma placa/modelo com 
cada metade do modelo fixada de um lado da placa. 
 
Operação: 
 
1 - Sobre a mesa colocar a caixa de moldagem; 
2 - Sobre esta caixa de moldagem colocar a placa modelo com a parte inferior do 
molde voltado para cima; 
3 - Colocar a outra caixa de moldagem sobre a placa/modelo; 
4 - Colocar areia fina e seca ou grafite sobre a placa e modelo. Colocar areia de 
faceamento; 
5 - Encher a caixa inferior; 
6 - Acionar o pistão interno para a trepidação, ele levantará e soltará a mesa, com 
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todo o conjunto. Esta trepidação faz comprimir a areia contra o modelo; 
7 - Erguer a mesa para completar a compressão da areia; 
8 - Descer a mesa; 
9 - Efetuar a rotação da caixa, de modo que a caixa superior fique sobre a caixa 
inferior; 
10 - Colocar os modelos dos canais; 
11 - Colocar areia fina sobre o modelo, e encher a caixa de areia; 
12 - Subir a mesa para comprimir a areia; 
13 - Descer a mesa e retirar os modelos dos canais; 
14 - Elevar a mesa e prender a caixa superior. Descer a mesa, descendo também 
junto a caixa inferior com a placa modelo; 
15 - Retirar a placa/modelo; 
16 - Posicionar o macho; 
17 - Subir a mesa; 
18 - Acoplar as caixas (superior e inferior); 
19 - Descer o conjunto; 
20 - O molde está pronto. 
 
 
Máquinas de moldar com projeção de areia 
 
A máquina de jato de areia produz uma compactação e socamento pelo arremesso 
de areia contra as paredes do molde. 
O abastecimento de areia é feito por uma correia transportadora. Um rotor em alta 
velocidade produz o jato de areia que é direcionado para qualquer parte do modelo. Este 
processo é utilizado para modelos grandes não seriados, nesse processo são lançados 
200 a 500 Kg de areia/minuto. 
 
Machos 
 
Machos são peças usualmente fabricadas com areia ou resina. É colocada na 
interior ou fora do espaço vazio dos moldes, com a finalidade de obter vazios ou 
reentrâncias nas peças. 
 
Há dois processos de fabricação de machos: 
 
1 - Processo de Cura a Quente (Hot Box): 
 
É um processo de fabricação de machos em que se utilizam resinas, cuja cura 
(endurecimento da resina) ocorre com a ação de calor. 
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2 - Processo de Cura a Frio (Cold Box): 
 
É um processo de fabricação de machos em que se utilizam resinas cuja cura 
(endurecimento da resina), ocorre a temperatura ambiente. 
 
No caso do processo de cura a quente, os machos são obtidos em equipamentos em 
que a resina preenche por sopro um molde metálico (que tem a forma do macho). Este 
molde é aquecido no próprio equipamento por meio de resistências elétricas ou pequenos 
queimadores a gás posicionados nas paredes destes moldes metálicos. 
Por este processo obtêm-se machos de paredes finas, e bi-partidas. As duas 
metades são colocadas posteriormente. 
 
Propriedades: 
 
• Permeabilidade; permite a saída de gases; 
• Refratariedade; capacidade de suportar altas temperaturas; 
• Resistência a tração a verde e a seco; 
• Resistência a compressão a verde e a seco; 
• Resistência transversal (cisalhamento). Esta resistência deve ser suficiente para 
que o macho suporte movimentação, peso e força do metal líquido; 
• Baixa geração de gases; 
• Dureza; resistir à erosão do metal líquido; 
• Colapsibilidade; o macho envolvido pelo metal fundido não deve resistir à 
contração do metal, caso contrário, serão criadas tensões nas peças e até mesmo 
trincar. 
 
Os componentes das areias para machos são vários. Basicamente além da sílica, 
bentonita (aglomerante mineral) são adicionados: óleos vegetais, dextrina, melaço e 
muitas vezes para peças grandes de aço e ferro fundido são utilizados cimentos 
(Portland). As resinas sintéticas fenólicas ou de uréia também são utilizadas. 
 
Processo CO2: é uma variação do processo de cura a frio de fabricação de machos. 
Utilizar resina com um aglomerante à base de silicato de sódio. Preencher a caixa de 
machos com esta mistura e depois de obtido o macho, fazer passar uma corrente de CO2 
através do mesmo. O CO2 provoca uma reação química que endurece a mistura 
rapidamente (cura rápida). 
 
Vantagens: 
1 - Elimina o tratamento em estufa; 
2 - Preparação rápida; em poucos segundos a mistura endurece; 
3 - Elimina o uso de suporte e ferragens devido ao aumento da resistência mecânica; 
4 - Não necessita de armazenamento especial; 
5 - Pode ser usado este processo na moldagem de peças complicadas. 
 
 
 
 
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AREIA DE FUNDIÇÃO 
 
 
A areia de fundição usada na confecção dos moldes é um material constituinte de: 
 
a) substância granular refratária (SiO2) ou Al2O3 
b) elementos aglomerantes 
c) aditivos 
d) umidade 
 
O componente básico das areias de fundição é a Sílica (SiO2) ou Alumina Al2O3 que 
são refratários. 
 
1. Classificação: Quanto à origem: naturais ou sintéticos. 
 
Areia natural: é toda areia que é utilizada no estado em que encontramos na 
natureza apenas corrigindo o teor de umidade; 
Areia sintética: é aquela obtida artificialmente a partir de seus componentes 
básicos; 
 
2. Quanto ao uso: areia nova ou areia usada. 
 
Areia nova: é toda areia que esta sendo usada pela primeira vez na fundição. 
Areia usada: é toda areia quejá foi recuperada de fundições anteriores 
 
3. Quanto a Aplicação: areia de moldagem e areia de macho 
 
Areia de moldagem: pode ser utilizada em faceamento e enchimento 
Areia de faceamento: é aquela que faceia e contorna o molde. Este volume de 
areia deve ter uma espessura ao redor do molde de 6 mm. 
Areia de enchimento: é aquela utilizada para completar o enchimento da caixa de 
moldagem. 
Areia de macho: é aquela utilizadas nas peças especiais chamadas "machos" que 
são colocadas no interior dos moldes para formar cavidades internas das peças. 
 
4. Quanto à umidade: areia verde e areia seca. 
 
Areia verde: é quando não se usa nenhum processo de secagem após a 
preparação do molde. 
Areia seca: é quando a areia é seca após a confecção do molde: em estufa 
(100º - 200º C), ou outro processo qualquer. 
 
5. Quanto ao metal a ser fundido: Areia para ferro fundido, aço, alumínio e suas 
ligas, cobre e suas ligas, etc. 
 
6. Quanto à forma dos grãos: Esferoidal e Angular 
 
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Características das Areias 
 
Para que possam ser utilizadas, as areias precisam possuir algumas características: 
 
1. Plasticidade e Consistência: propriedades da areias que podem ter alteradas 
suas formas por meio de forças externas e manter essas formas quando cessam essas 
forças. 
 
2. Modabilidade: é a característica que a areia deve ter de ser facilmente adensada 
(socável), tomando a forma do molde. 
 
3. Dureza e Resistência: é a propriedade da areia que faz com que resista ao jato 
de metal e a erosão do metal líquido no momento do vazamento. 
 
4. Permeabilidade: propriedade de se deixar atravessar pelos gases do metal ou 
gases gerados no molde durante o vazamento. Esta propriedade esta ligada a 
granulometria: quanto menor o grão, menores os canais de saída, maiores as variações 
de direções o que dificulta a passagem dos gases e do ar (a possibilidade de saída de ar 
chama-se ventilação do molde). O volume de vazios existentes na areia são menores 
quando for maior a variação da granulometria. 
 
A permeabilidade é influenciada pelo teor de aglomerante, quanto maior o teor de 
aglomerante menor é a permeabilidade. Se o teor de umidade não for suficiente as 
partículas finas se soltam, preenchendo os vazios entre os grãos, já se o teor de umidade 
for alto temos a formação de lama que veda a passagem dos gases. 
 
5. Refratariedade: propriedade de resistir a fusão ou ao amolecimento devido ao 
calor desenvolvido no interior do molde no ato do vazamento. 
●maior os grãos – maior a refratariedade 
●teor de aglomerante – maior menor a Refratariedade 
 
6. Variação dimensional: propriedade das areias de se dilatarem pela ação do 
calor. A variação dimensional deve ser controlada pela concentração granulométrica: 50% 
a 70% dos grãos devem ficar retidos em três peneiras consecutivas. 
 
Todas essas propriedades podem ser controladas por aparelhos dos laboratórios de 
areias, assim sendo, são feitos os seguintes ensaios antes do uso da areia: 
 
Permeabilidade: é medida pelo volume de ar em m3 sob pressão de ig/cm3, que 
passa em minutos através 1 minuto através da secção de um corpo de prova em areia (já 
preparada) de diâmetro 2" * 2 altura. 
 
Moldabilidade: é medida pelo ensaio de escoamento que é feito em corpo de prova 
padrão. Esse corpo de prova sofre varias batidas (socagem) enquanto um relógio indica o 
valor do achatamento (escoamento). Este valor medido nos dirá a possibilidade de haver 
ou não vazios na superfície do molde, de acordo com os valores padrões. 
 
Dureza: é medida pelo aparelho medidor de dureza que em síntese é um relógio, 
com um penetrador na pare inferior. 
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Resistência: Um corpo de prova padrão (em areia preparada) é comprimido entre 
placas de uma máquina universal de ensaio de resistência. Lê-se na escala 
correspondente (corpo de prova a seco ou a verde), o valor de resistência a compressão. 
 
Componentes de uma Areia de Fundição 
 
Areia base: sílica (SiO2) ou alumina (Al2O3) sendo que os grãos podem ser de dois 
modelos os angulares e os esféricos. Os angulares formam areias permeáveis e 
resistentes e os esféricos mais moldáveis. 
 
Aglomerantes: Aglomerantes Minerais: A argila é a mais empregada. As argilas possuem 
varias nomenclaturas variante de acordo com sua composição química. As argilas com 
denominação "Bentonita" são as mais usadas, mas existem também as cauliníticas. 
 
Aditivos: Dextrina (que é um produto derivado do milho), óleos vegetais e resinas 
sintéticas termo estáveis à base de fenol – formaldeído. As resinas e os aditivos podem 
substituir parcialmente ou totalmente as argilas. As resinas são também utilizadas na 
confecção de moldes do processo SHELL MOLDING. Temos também o melaço como 
aditivo, ele é obtido através do refino do açúcar. 
 
Outros aditivos: carvão e serragem que diminuem a expansividade da areia. O 
carvão na sua queima gera gases, que evita a penetração do metal no molde. 
 
Umidade: é obtida pela adição de água. A água é necessária para garantir propriedades 
como moldabilidade e plasticidade. 
Preparo das areias: As areias de fundição devem ser preparadas de maneira que se 
obtenha um mistura bem homogênea. esta homogeneização é feita em misturadores. A 
areia usada que volta ao circuito é peneirada para separar partículas metálicas e restos de 
machos. 
 
Principais defeitos das peças fundidas 
 
1. Bolhas: Excesso de vapor produzido devido ao excesso de umidade ou gases 
devido a queima de materiais orgânicos ou gerados no processo de fusão do metal. Se 
esse vapor ficar retido dentro do metal líquido, ao se solidificar, apresenta bolhas 
esféricas e superfície interna brilhante. As bolhas opacas são produzidas por gases do 
próprio metal. 
 
2. Superfície Grosseira: A areia se tiver muito úmida adere ao modelo. Este ao se 
retirar deixa poros nas paredes do molde poros devidos aos grãos de areia que aderiram 
ao molde). Esses poros são preenchidos pelo metal. 
 
3. Superfície endurecida: O excesso de umidade pode produzir endurecimento 
superficial por resfriamento rápido do metal e até impedir o enchimento do molde, ou o 
jato do metal remove areia do molde, devido a baixa dureza, e esta se deposita no metal 
líquido. Estes locais são pontos duros nas peças obtidas. 
 
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4. Rabo de Gato: Com a expansão do molde, há rachaduras no molde e o metal 
penetra nessas rachaduras, produzindo uma saliência chamada rabo de gato. 
 
5. Junta Fria: Falta de união no local da peça onde se encontram duas correntes de 
metal líquido causadas duas frentes de solidificação que se solidificam em momentos 
diferentes. 
 
6. Vazios: São defeitos conseqüentes da contração. É uma falta de material que 
ocorre em lingotes e peças fundidas, mas em geral é localizada mais ao centro das peças 
e na parte superior, as 
 
últimas a se solidificar. Os vazios são evitados pelo uso de massalotes e também pelo uso 
de resfriadores. 
 
7. Trincas: A causa esta nas tensões excessivas que se desenvolvem durante o 
resfriamento ou devido às diferentes velocidades de resfriamentos que provocam 
mudanças estruturais em tempos diferentes. Estas diferenças estruturais provocam 
tensões que podem levar a ruptura da peça. Em paredes finas vizinhas de paredes 
grossas e na interface podem ocorrer trincas. 
 
8. Segregação:Concentração de impureza na parte mais central e superior dos 
lingotes e peças fundidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSO DE FUNDIÇÃO POR CERA PERDIDA 
Atualmente: Processo de Investimento 
 
 
Em linhas gerais, o processo consiste em confeccionar um modelo em cera, que é 
recoberto por uma mistura (lama cerâmica) a base de sílica e é deixado secar. Após, o 
conjunto é aquecido em fornos para permitir o derretimento e saída da cera, ficando uma 
cavidade oca que é preenchida com ligas metálicas. O processo obtém: 
 
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• peças fundidas dentro de tolerância ( +/- 0.07 a 0.01) estreita 
• peças de formas complicadas 
• peças fundidas em ligas de difícil usinabilidade 
 
Ex.: pás de turbina, rotor de compressor, componentes de máquinas de costura e 
fotográfica, peças de aparelhos médicos e odontológicos. 
 
Fases do Processo 
 
1 - Fabricação do modelo padrão para confeccionar uma matriz; 
2 - De posse da matriz, preenche-la com cera líquida; 
 
3 - Após alguns segundos ela se solidifica no interior da matriz. Obtém-se então o modelo 
em cera; 
4 - Retira-lo da matriz (a matriz se abre) repetindo a operação para obter outros modelos 
em cera; 
5 - Fazer a montagem da ÁRVORE DE FUNDIÇÃO, posicionando através de colagem 
cada modelo, ao redor de uma barra de cera posicionada verticalmente; 
6 - Colocar está Árvore em lama cerâmica; 
7 - Pulverizar sílica seca; 
8 - Mergulhar novamente em lama cerâmica. Repetir o processo até obter uma "casca" 
encobrindo toda árvore; 
9 - Posicionar a árvore em uma prateleira por 24 horas para iniciar a cura da "casca"; 
10 - Colocar a árvore invertida em uma estufa e aquecer para derreter a cera que vai 
saindo e ao mesmo tempo endurecendo a casca formando os canais e o molde; 
11 - Retirar a árvore da estufa. O molde está pronto; 
12 - Fundir o metal e vazar em câmara de vácuo ou por centrifugação. 
 
PROCESSO SHELL MOLDING (Fundição em Casca) 
 
Este processo foi desenvolvido na Alemanha na 2ª Guerra Mundial. 
 
Processo: 
 
A areia à base de (SiO2) seca, adiciona-se 50% de resina (aglomerante) e mistura-
se. O material assim preparado é colocado no interior de uma caixa metálica basculante. 
Fecha-se a parte superior com uma placa onde está colocado o modelo metálico, em 
seguida inverte-se a carga. 
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A placa deve ser aquecida de 150º-250ºC e lubrificada com lubrificante e silicone que 
é para facilitar a aderência da resina ao molde. A placa/modelo ficam recobertos pela 
areia/resina. 
 
A resina junto ao molde aquecido envolve o modelo, formando uma camada, placa 
endurecida rapidamente (10seg) 
 
Gira-se a caixa para a posição inicial. O conjunto (placa+modelo+casca) é extraído e 
novamente aquecido a 300º- 600ºC, durante alguns segundos para completar a cura. 
 
As cascas são retiradas as duas metades são coladas. 
 
 
No momento da fusão os moldes assim obtidos são colocados em caixas, sendo os 
vãos entre eles preenchidos com areias. 
 
Vantagens: 
 
• Peças com grande precisão 
• Grande produção em pequenos espaços 
• Bom acabamento 
• Formas complexas e peças complicadas que não podem ser fundidas em 
areia verde. 
• Pode-se deixar menos sobremetal no caso de peças a serem usinadas. 
• Muitas vezes a usinagem não é necessária. 
• Consumo de areia é mais baixo 
 
Desvantagens: 
 
• Alto custo da resina e dos moldes. 
 
 
FORNOS PARA FUNDIÇÃO 
 
 
Os fornos utilizados para fusão de metal são de diferentes tipos: 
 
Alto forno: utilizado para obtenção de gusa. 
Cubilô: utilizado normalmente para fundição de ferro fundido. 
Fornos conversores: utilizado na fundição de aço a partir do gusa líquido. 
Fornos elétricos a arco: utilizados na fundição de ferro fundido (fofo) e aço. 
Fornos elétricos com resistência elétrica: utilizados na fundição de ligas leves de baixo 
ponto de fusão. 
Fornos elétricos de indução: utilizados para todos os metais. 
Fornos tipo cadinho: elétrico; a gás; a óleo: utilizado para fundir bronze, níquel, 
alumínio e outras ligas metálicas 
 21 
 
. 
 
 
1. Alto Forno 
 
Os ferros fundidos são em geral, obtidos a partir de ferro gusa e sucata ferro fundido 
e aço, por meio de fusão destes elementos e seu refino. 
 
Os aços são obtidos a partir de minério de ferro, que é reduzido no alto forno, 
utilizando-se de carvão coque e calcário, como componentes de carga. 
 
Do alto do forno, obtemos o ferro gusa, que após o refino no forno conversor 
obtemos o aço, no caso aços comuns. 
 
Para os aços especiais, utiliza-se sucata de aço, ferro-ligas, calcáreo e fluorita, em 
forno elétrico a arco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 2. Fornos Conversores 
O processo de Bessemer consiste em insuflar ar no metal líquido contida num forno 
basculante para reduzir por oxidação o carbono, o silício e o magnésio. Os aços assim 
obtidos podem ser ácidos ou básicos, consoante o revestimento refratário do conversor 
seja à base de compostos de silício ou de magnésio. A fundição média é de 25 a 30 
toneladas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Forno Cubilô 
É geralmente usado para produzir ferro fundido comum. É um forno vertical 
cilíndrico, revestido de tijolos refratários e equipado com ventaneiras na parte inferior. A 
carga é feita por uma abertura lateral na parte superior, consiste de gusa sólido, sucata de 
ferro fundido e de aço, coque e calcário, depositados em camadas alternadas. 
O metal puro se concentra no fundo de onde é escoado pela bica. A escória é 
retirada por um orifício em nível mais alto. A parte inferior está a uma certa altura do solo 
para permitir a descarga do forno e é suportado por 4 colunas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Forno elétrico a arco 
O forno elétrico foi desenvolvido a partir de 1853 na França, porém, como aplicação 
prática em 1890. 
 
A corrente trifásica é levada ao forno por 3 eletrodos separados através de corrente 
de alta amperagem (10.000 A por fase), a carga sólida se transforma em líquida. O 
revestimento é com tijolos refratários e isolantes. 
Os eletrodos são suportados por garras e podem ser movidos para cima e para 
baixo. A sucata é devidamente selecionada antes de colocá-la no forno. O carregamento é 
feito por eletroimã mais basculamento da tampa, onde entra os eletrodos. 
A composição do aço é corrigida pela adição de ferro ligas. Após o acerto final de 
composição, o forno é basculado, o metal líquido é vazado em uma panela que a seguir é 
conduzida por ponte rolante até os moldes. O arco é mantido entre a carga e os três 
eletrodos verticais. A temperatura é alta 10.000A/fase. 
 
 
 
Nos forno tipo Heroult, o calor é geradopelo arco que ocorre entre os eletrodos e a 
carga, os eletrodos não tocam na carga. Estes fornos podem atingir cargas de até 200 
toneladas. 
A estrutura (carcaça) metálica constituída em chapa soldadas com fundo abaulado. 
Possui porta de carregamento e do lado oposto bica de vazamento. 
A abóbada tem basculamento horizontal para permitir o carregamento do forno. 
 
Eletrodos: são de grafite e possuem várias medidas padrões, por exemplo: 
 
10"x 60" – 7600-12600 Amp 
12"x 72" – 10500-17000 Amp 
 8" x 60" – 5200-9000 Amp 
20"x 72"- 28500-34500 Amp 
 
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Os portas eletrodos abrangem: 
 
• garras de fixação 
• barramento de condução de corrente 
• suporte do conjunto com deslocamento vertical 
 
Refratários: o revestimento pode ser de ácido ou básico. 
 
Refratários básicos = silicosos, sílico-aluminosos (SiO2 - Al2O3). 
Refratários ácidos = magnesíticos (MgCO3), dolomíticos (CaCO3), e cromíticos. 
 
Abóbada: são revestidas de tijolos de sílica, devido a sua resistência a choques 
térmicos (tijolos sílicos - aluminosos). Todo o anel de suporte da abobado é refrigerado a 
água, assim como os anéis de suporte dos eletrodos. 
A tensão de alimentação da subestação é 3800/13200/40000 volts (alta), porém as 
tensões de arco são baixas, na ordem de 90 a 500 volts. Durante a operação de fusão e 
refino utiliza-se no arco, potências e voltagens diversas. 
 
Os fornos elétricos a arco direto trifásico são utilizados para: 
 
• fusão do aço carbono para lingotes ou peças; 
• fusão do aço liga para lingotes ou peças; 
• fusão do aço inoxidáveis para lingotes ou peças; 
• fusão de ferros fundidos; 
• fusão e refino de cobre. 
 
 Operações essenciais: 
1. carregamento do forno; 
2. fusão de carga; 
3. refino – 1ª escória; 
4. remoção da 1ª escória ( atua o O2 ); 
5. refino - 2ª escória ( adição cal+fluorita); 
6. super – aquecimento – vazamento 
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5. Fornos elétricos com resistência 
O calor é gerado por efeito Joule, em resistências fixadas nas paredes do forno. A 
carga é colocada no cadinho. O cadinho não toca na resistência. O calor atravessa as 
paredes do cadinho e atinge a carga transformando-a em metal líquido. Obtido o metal 
líquido, vaza se o metal na panela de fundição ou o cadinho é conduzido diretamente até 
a moldagem. Este forno é usado para fundir metais em geral de baixo ponto de fusão. 
 
 
6. Fornos elétricos de indução 
O calor é gerado na carga por correntes induzidas. O cadinho do forno pode ser fixo 
ou móvel; ele é envolvido por tubos de cobre. Estes tubos (serpentina) são condutores de 
corrente elétrica. São refrigerados por água que o atravessa de ponta a ponta. Esta água 
evita que este tubo aqueça devido à corrente circulante. A corrente circulando no tubo de 
cobre vai gerar um campo magnético que atravessa o cadinho e provoca o surgimento de 
uma corrente induzida na carga do forno contida no cadinho. Esta corrente passando pela 
carga irá, por efeito Joule, provocar um aquecimento até sua fusão. 
 
 
 
 
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7. Forno a óleo ou gás 
O calor gerado pela combustão de óleo ou gás em maçaricos posicionados nas 
paredes do forno. O calor gerado atravessa as paredes do cadinho e atinge a carga. Deve 
ser previsto a saída de gases da combustão, projetando uma chaminé. 
 
 
Para ligas não ferrosas são empregadas em geral, fornos de cadinho com 
aquecimento a óleo ou eletricidade. São colocados abaixo do nível do solo, os cadinhos 
são feitos por material a base de grafite, argila e areia. É possível, também se fabricar aço 
neste processo com cargas de até 200 Kg. 
Existem também os fornos de indução – Com capacidade de até 5 toneladas. 
 
Temos: 
 
1 - Cadinho 
2 - Carga metálica 
3 - Transformador para corrente de alta freqüência 
4 - Uma bobina (resfriada à água) de tubos de cobre que é o condutor. Esta bobina 
é enrolada ao redor do cadinho, o metal é fundido rapidamente, devido à corrente 
induzida. 
 
 
FUSÃO A VÁCUO 
 
 
 
É o processo de fundição com ausência de ar. Pode ser feita todo o processo sob 
vácuo. Os fornos de cadinho por indução são utilizados no interior de uma câmara sob 
vácuo. Outro processo é o processo chamado desgaseificação que compreende apenas o 
vazamento em vácuo, o metal é fundido por processo convencional ao ar e vazado sob 
vácuo. 
 
 28 
 
 
QUESTIONÁRIO 
 
1 - O QUE É FUNDIÇÃO? 
 
2 - QUAIS OS PRINCIPAIS PROCESSOS DE FUNDIÇÃO? 
 
3 - A OBTENÇÃO DE LINGOTES É UM PROCESSO DE FUNDIÇÃO? QUAIS AS FASES 
DESTE PROCESSO PARA USINA INTEGRADA? 
 
4 - O QUE É FUNDIÇÃO POR GRAVIDADE E SOB - PRESSÃO? 
 
5 - EM FUNDIÇÃO EM AREIA COMO PODE SER O MÉTODO DE MOLDAGEM? 
 
6 – O QUE É MODELO E MOLDE? 
 
7 - O QUE É PLANO DE APARTAÇÃO? 
 
8 – O QUE É “SAÍDA DO MODELO”? 
 
9 - PORQUE SE UTILIZA MODELOS METÁLICOS? 
 
10 - O QUE É MARCAÇÃO DE MACHO? 
 
11 - DESCREVA O PROCESSO DE MOLDAGEM DA PEÇA, CUJO MODELO ESTA 
REPRESENTADO NA FIGURA. 
a)MOLDAGEM MANUAL 
b)MOLDAGEM MECANIZADA POR BATIDAS (TREPIDAÇÃO, ROTAÇÃO, 
COMPRESSÃO) 
 
12 – O QUE É SOB - METAL? 
 
13 – O QUE É CONTRAÇÃO? COMO ELA OCORRE? 
 
14 - COMO PODEMOS COMPENSAR O EFEITO DA CONTRAÇÃO? 
 
15 - QUAL O VALOR DA CONTRAÇÃO MÉDIA PARA UM FOFO CINZENTO? 
 
16 - PARA QUE SERVEM AS CORES DOS MODELOS? 
 
17 - PARA QUE SERVEM CHAPELLINS E RESFRIADORES? 
 
18 - QUE É MODELO EMPLACADO? 
 
19 - QUE É AREIA VERDE? 
 
20 - QUE É AREIA SECA? 
 29 
Bibliografia 
 
KONDIC, Voya. Princípios metalúrgicos de fundição. São Paulo: Polígono, 1973. 340 p 
 
TORRE, Jorge. Manual prático de fundição e elementos de preservação da corrosão. São Paulo: Hemus, 1975. 
 
 
BRADASCHIA, Clovis. Curso de fundição de ligas não ferrosas. São Paulo: Associação Brasileira de Metais, 1971. 
 
 
SIEGEL, Miguel. Curso de fundição promovido pela Associação Brasileira de Metais. São Paulo: Associação 
Brasileira de Metais, 1963. 
 
 
SIEGEL, Miguel. Fundição. São Paulo: Associação Brasileira de Metais, 1979. 
 
 
LUCCHESI, Domenico. Tecnología de la fundición. Barcelona: Labor, 1973. 
 
 
Fundição de precisão por cera perdida 
Jorge Augusto Gouvea. MEC/Sesu. 1979 
 
 
Processos de Fundição 
Eugênio Simão. MEC/Sesu 
 
 
Fundição de Metais 
Fatec-Sorocaba. 1967 
 
Manual do Fundidor 
Armando Cardoso. Lisboa, Bertrand 1976 
 
 
Fundição sob Pressão 
Ettore. B. Filho. SP. ABM. 1978 
 
 
Tratado práctico de moldeo y Fundición. 
Oscar Alonso. 2ed. Barcelona. 1961