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Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 71 em máquinas operatrizes e acessórios, em equipamento médico e odontológico; em equipamento óptico, em equipamento para indústria têxtil, em máquinas de escrever e equipamento de escritório, bem como em uma infinidade de outras aplicações. Processos de Fundição por Centrifugação Na fundição centrifugada as formas cilíndricas ou simétricas podem ser vazadas usando a força centrífuga num molde giratório, de modo a forçar o metal a entrar sob pressão para o interior deste. Neste processo de fundição o canal de vazamento está normalmente localizado junto ao centro de rotação da peça. A força centrífuga gerada pela rotação ajuda a que o metal vazado sob pressão preencha pequenas seções e mantenha um bom contato entre a moldação e o metal. Neste processo os elevados fluxos de calor que se escoam proporcionam uma redução do tempo de solidificação, resultando em melhores propriedades mecânicas dos fundidos. Dentro do processo de centrifugação podem-se distinguir dois processos: fundição por centrifugação horizontal; fundição por centrifugação vertical. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 72 Parâmetros da fundição por centrifugação i) Temperatura de processamento Na realização de uma peça, a temperatura é mantida o mais baixo possível, mas permitindo ainda a obtenção de peças sem defeitos. ii) Derramamento do metal A introdução de metal no molde pode ser efetuada por um ou pelos dois topos ou ainda por um canal de espessura variável. A velocidade de derramamento do metal varia de acordo com o metal utilizado e o tamanho do fundido a produzir. iii) Velocidade de rotação da moldação: A velocidade de rotação da moldação tem grande influência na qualidade da peça fundida: se for utilizada uma velocidade adequada, haverá uma rápida solidificação com um mínimo de vibrações. Usando uma velocidade inferior à ideal, ocorrerá escorregamento e consequentemente uma má qualidade da superfície do fundido. Da mesma forma, se for usada velocidade superior aparecerão defeitos na peça final. v) Materiais utilizados: Praticamente qualquer liga metálica que possa ser fundida em processos estáticos pode ser também ser processada por centrifugação. As exceções compreendem as ligas cujos elementos constituintes apresentem diferenças significativas de densidade entre si, pois neste caso ocorre uma separação desses elementos sendo os mais densos depositados nas zonas do fundido de maior diâmetro. É este o caso, por Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 73 exemplo, das ligas de ferro de alto teor em carbono (entre 0.4 a 0.85% de carbono). vi) Vantagens específicas: Possibilidade de utilização de uma grande variedade de ligas metálicas; Solidificação direcional das peças conferindo-lhes óptimas propriedades mecânicas; Minimização ou eliminação dos sistemas de gitagem e alimentação com o consequente aumento no rendimento de utilização do metal fundido; Bom acabamento superficial das peças. vii) Aplicações: A flexibilidade do processo permite um vasto leque de aplicações a nível industrial, em que se destacam tubos, cilindros hidráulicos, condutas para transporte de materiais abrasivos, colunas de edifícios, rodas, êmbolos, corpos de válvulas e impulsores. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 74 Fundição por centrifugação horizontal O processo de fundição por centrifugação horizontal é usado para produzir peças que possuem um eixo de revolução horizontal. A produção de fundidos baseia-se na força centrífuga gerada pela rotação de uma moldação cilíndrica que impele o metal em fusão contra a parede do molde para desta forma gerar a geometria pretendida. Inicialmente este processo era usado para a produção de ferro fundido cinzento de paredes finas, ferro fundido maleável e tubos de ligas de cobre. Mais recentemente este processo é aplicado em todo o tipo de peças cilíndricas usadas em inúmeras indústrias. Fundição por centrifugação vertical O processo de fundição por centrifugação vertical é usado para produzir peças que não são simétricas. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 75 Processo "Squeeze Casting" O processo "Squeeze Casting" consiste na obtenção de um fundido a partir da solidificação, sob pressão, de um metal fundido, no interior de uma moldação metálica, a qual está aplicada nos pratos de uma prensa de abertura/fecho de eixo vertical. A diferença entre este processo e o de fundição injetada consiste fundamentalmente no fato de a injeção não ser efetuada sob pressão. A pressão aplicada e o contato do metal líquido com as paredes metálicas da moldação, produzem um rápido arrefecimento e solidificação, conseguindo-se um fundido com características mecânicas semelhantes às dos produtos obtidos por forjamento. Por outro lado, uma vez que o deslocamento sofrido pelo metal no interior da moldação (por efeito de aplicação da pressão) é muito pequeno, não se colocam problemas de fluidez. Deste modo, a quantidade de ligas que é possível utilizar neste processo é muito superior à das utilizadas nos demais processos de fundição. Com efeito, esta característica permite, por exemplo, a utilização de ligas habitualmente destinadas a extrusão, as quais apresentam normalmente Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 76 propriedades mecânicas bastantes superiores às ligas destinadas exclusivamente a fundição. No processo "Squeeze Casting", mais que em qualquer outro processo de fundição, é possível a obtenção de fundidos totalmente isentos de porosidades de gás ou defeitos de solidificação. A sequência de obtenção de uma peça pelo processo "Squeeze Casting" é a seguinte: i) Execução de duas meias moldações e montagem nos pratos da prensa de fecho; ii) Pré-aquecimento das moldações; iii) Pintura das moldações; iv) Vazamento do metal líquido na cavidade da moldação inferior; v) Fecho da moldação, causando a pressurização do metal líquido no seu interior; vi) Solidificação do fundido; vii) Abertura da moldação e extração do fundido. Parâmetros de Squeeze casting São várias os fatores que comandam o processo "Squeeze Casting" e são responsáveis pela qualidade do produto final. Esses fatores são enumerados e analisados de seguida: i) Volume de metal É essencial o controlo do volume de metal líquido vazado na moldação, uma vez que ele tem influência direta na precisão Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 77 dimensional dos fundidos obtidos. O vazamento é efetuado automaticamente por um dispositivo munido de um doseador. ii) Temperatura de vazamento do metal A temperatura de vazamento a utilizar depende do tipo de liga e da geometria do fundido a obter. No entanto, como regra geral, ela é de apenas 6 a 50 graus Celsius acima da temperatura de fusão da liga metálica. iii) Temperatura da moldação A temperatura da moldação é controlada por processos idênticos aos descritos noutros capítulos referentes à moldação metálica. Neste processo, a temperatura ideal de trabalho da coquilha situa-se entre 200 e 400ºC, dependendo do tipo de peça e liga utilizada. iv) Pressãoaplicada A pressão aplicada pela prensa de fecho depende da liga utilizada, geometria do fundido e propriedades mecânicas desejadas para o mesmo. Na generalidade dos casos utilizamse pressões (de compactação) compreendidas entre 50 e 150 MPa. ) Tempo de aplicação da pressão O tempo de aplicação da pressão varia entre 30 e 120 segundos, dependendo da geometria do fundido. À semelhança do que se verifica para as máquinas utilizadas na Fundição Injetada, os equipamentos utilizados neste processo são totalmente automáticos, com possibilidade de atuação/regulação direta dos vários parâmetros que comandam o processo. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 78 Processos de Fundição Continua Segundo este processo, o metal líquido é vertido continuamente a partir de um cadinho especial para dentro de uma moldação metálica vertical (geralmente com cerca de um metro de altura) com a secção pretendida para o produto final. A moldação, normalmente construída em cobre e/ou aço espessos, é arrefecida por um fluxo contínuo de água, a qual escorre pelas suas paredes exteriores até uma espécie de caleira onde é recolhida para reciclagem. No início do vazamento uma base postiça é colocada dentro da moldação. À medida que o metal vai solidificando dentro da moldação, vai sendo retirado pela sua parte inferior, e vai servindo de base para o novo metal que é vazado. A quantidade de metal vazada é regulada automaticamente de forma a que o seu nível seja constante dentro da moldação, isto é, de forma a adaptar-se à rapidez da solidificação e extracção da peça. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 79 A extração da peça (barra, lingote ou outra qualquer de seção constante) da moldação é conseguida por gravidade (pela ação do seu próprio peso) e também através de rolos colocados de ambos os lados por baixo da moldação. No processo de vazamento contínuo, a peça é então vergada pela ação de rolos até à posição horizontal, sendo posteriormente cortada em segmentos de comprimentos regulares. Por outro lado, no processo de vazamento semi-contínuo, o metal é vertido até a peça atingir uma determinada dimensão vertical. Nessa altura interrompe-se o vazamento do metal, a peça é extraída, a base postiça é içada até à sua posição original dentro da moldação e todo o processo recomeça Fundição sob Pressão (Die Casting) O processo de Fundição sob Pressão (Die Casting) é o processo de manufatura que consiste na transferência do metal líquido para o interior de um molde metálico sob a ação de um pistão a elevadas pressões, obtendo-se, com isso, peças de alta característica mecânica e com tolerâncias dimensionais restritas. Através deste processo, paredes de espessura de até 1 mm podem ser conseguidas, além de uma baixa rugosidade superficial, proporcionando peças com Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 80 excelente aparência, reduzindo em muito as operações complementares de acabamento superficial. Por se tratar de um processo que envolve equipamentos e ferramentas complexos e de altos requisitos para o controle do processo, é indicado para a produção de peças em grande escala, principalmente para as indústrias automobilística e de equipamentos eletrônicos. O processo de Fundição sob Pressão foi criado em 1849, dada a necessidade de produção de tipos de chumbo para tipografia. Em 1907, patenteou-se a primeira máquina de injeção de câmara quente, que foi largamente utilizada na produção de componentes para máscaras contra gases e de binóculos. Utiliza máquinas de injeção de câmara quente, onde o sistema de injeção encontra-se submerso no metal líquido, ou de câmara fria, no qual o metal líquido é transferido manual ou automaticamente para a bucha de injeção, sendo então introduzido no molde por meio de um pistão. Este processo Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 81 atualmente é utilizado na produção de peças em ligas não ferrosas como Magnésio, Alumínio e Zinco, principalmente. O Magnésio, por ser o mais leve dos metais estruturais, permite que se obtenha, dependendo da utilização e geometria, a redução de até 30% em peso da mesma peça em alumínio, gerando com isso, no caso de uma autopeça, redução no consumo de combustível com consequente diminuição da emissão de poluentes atmosféricos. 1. Características particulares. 1.1 Exatidão e Intercambiabilidade: É uma das principais vantagens do processo de fundição por pressão. Pela natureza desse processo se obtêm uma reprodução fiel de detalhes muito finos e uma exatidão das dimensões de todos os contornos. Em muitos casos após a fundição não é necessário usinagem de acabamento o que acaba baixando o custo da produção. 1.2 Aspecto O aspecto das peças fundidas por pressão se caracterizam pela sua limpeza e brilho. Porem podem aparecer falhas superficiais devido a um desenho incorreto. Podem ocorrer na superfície das peças pequenos desenhos os quais não são relevantes pois são apenas fluxo de metal liquido. 1.3 Densidade e porosidade Por este processo não é possível fabricar peças de densidade totalmente uniforme. A textura nas zonas exteriores devido a um resfriamento forte, são grãos mais finos, e no interior das paredes se formam pequenos vazios muito pequenos. Partes grossas favorecem a formação de poros os quais são maiores quanto mais grossa é a seção. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 82 A porosidade pode ser provocada por três fatores: desigualdade no resfriamento, impurezas e gases contidos no material. O resfriamento desigual pode provocar um desenho incorreto da peça, deve-se evitar um acoplamento de paredes de seções diferentes e a troca brusca de seções, um grande acumulo de material em uma parte da peça também provoca a formação de vazios. As impurezas no material de fusão provocam um fluxo desparelho do material e um resfriamento desigual. E gases podem ocasionar porosidades na peça, pois existe pressão aplicada diretamente sobre a superfície do metal. 1.4 Propriedades mecânicas A presença de pequenos poros no interior das paredes não influi consideravelmente nas propriedades mecânicas, pois esse fenômeno tem contraste com o aumento da resistência e por consequência menor tamanho de grão. No caso de se produzir peças que devem suportar pressões interiores e recomendável submete-las a uma prova de pressão antes de monta-las, e deve-se destruir grãos mais finos na superfície com usinagem posterior. As peças corretamente projetadas e colocadas podem suportar pressões superiores a 20 kg/cm2 sem nenhum perigo de ruptura. Em peças com ligações de zinco muitas vezes pode ultrapassar a pressão segura. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 83 Não é conveniente, porem, utilizar fundição sob pressão peças que devam suportar grandes esforços e por consequência devam ter secções espessas. A estrutura típica de uma peça fundida por pressão, na qual é visível a superfície de fratura, consiste uma parte exterior muito densa e com uma tendência de incremento de tamanho dos grãos em direção ao centro. Além disso a aparição de poros em secções mas espessas provoca uma diminuição das propriedades mecânicas. Através de exames de raios-x, é possível identificar poros e pequenos vazios, cuja presença provoca uma diminuição da densidade descobertas facilmentepor pontos ou manchas escuras.São reveladas imperfeições que representam cerca de 2% das dimensões das peças as quais ocorrem como pequenos micro-poros, invisíveis a raios-x, e são justamente os defeitos que podem diminuir a resistência da peça substancialmente. Não convém, porem, pensar que por apresentar paredes mais espessas a peça apresentará uma resistência mais elevada e peças que apresentem poros serão eliminadas pelo exame de raios-x. Peças corretamente projetadas com espessuras das paredes dentro dos limites admissíveis poderão suportar esforços maiores que pecas de igual espessura fundidas em areia e coque. Para grande maioria das peças fundidas a pressão não é a resistência o fator essencial que determina sua aplicação tão vasta na indústria. O acabamento superficial e a exatidão da peça têm maior importância. 1.5 Espessura das paredes Referente a espessura das paredes este processo pode gerar peças com paredes muito finas. Enquanto peças fundidas em areia, espessuras de 4 a 5 mm são consideradas muito espessas, pela fundição sob pressão são consideradas Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 84 máximos. Secções grossas favorecem o aparecimento de vazios devendo evitar espessuras elevadas. A espessura mínima admissível depende da forma da peça e seu projeto, do caminho que deva percorrer o metal na matriz e por fim o material utilizado no processo. Aplicações. A Industria automotiva têm sido as maiores consumidoras da fundição sob pressão, a maior parte das peças são à base de zinco, já a indústria aeronáutica recorre a grande quantidade de fundições com ligas de alumínio e magnésio. Existem ainda vários setores que utilizam desse processo como: os para construção Matriz O molde ou matriz é o elemento mais delicado do processo. De seu projeto correto e exata construção depende principalmente do êxito do procedimento. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 85 A construção de uma matriz implica um grande numero de variantes é praticamente impossível fixar todos os pontos que devem ser levados em conta para sua elaboração. A matriz deve ser capaz de receber e alojar metal liquido á uma pressão elevada. A construção deve ser cuidadosa em relação a separação da matriz a disposição correta dos canais de refrigeração e os canais de evacuação de ar. Para obter peças com medidas exatas e superfícies lisas é necessário que a matriz seja trabalhada com a maior exatidão e limpeza sendo preciso recorrer a ferramentas e maquinas de precisão. 4.1 Duração da vida das matrizes A duração de vida das matrizes depende de vários fatores como: Ao empregar ligas de elevado ponto de fusão as paredes das matrizes se submetem a altos esforços térmicos e também químicos. Isto resulta que depois de certo tempo de produção devido a uma fadiga térmica aparecem nas superfícies pequenas fendas quase invisíveis na forma de veias delgadas cujo tamanho aumenta com o decorrer da produção, limitando a duração da matriz. As partes onde ocorre a entrada de Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 86 material liquido devem suportar esforços elevados por conseqüência devem construir as partes intercambiáveis para não ter que substituir as matrizes inteiras. Temos dito que a pressão requerida para as peças fundidas repercute sobre o tempo de duração das matrizes. Isto se explica pelo motivo de que deve pulir a matriz durante a produção, ocasionando uma alteração nas medidas iniciais, e com o desgaste progressivo as medidas fogem da tolerância desejada. A importância da duração da matriz do ponto de vista do custo total do processo, pode notar-se que se refere a fundição de ligas de cobre. É relativamente pouco o uso da fundição a pressão para as peças de latão e bronze, deve atribuir-se unicamente a problemas que se apresentam pela curta duração de vida das matrizes. Vantagens produção rápida em serie com uma capacidade praticamente ilimitada, quando é utilizada ligas de baixo ponto de fusão. certos casos este não é necessário, tornando o processo menos caro. ensional Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 87 Desvantagens: ldes . Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 88 Metalurgia do Pó - Sinterização A tecnologia da Metalurgia do Pó baseia-se na prensagem de pós em moldes metálicos e consolidação da peça por aquecimento controlado. O resultado é um produto com a forma desejada, bom acabamento de superfície, composição química e propriedades mecânicas controladas. O processo da metalurgia envolve quatro etapas fundamentais: a obtenção, a mistura, compactação e a sinterização dos pós. A Metalurgia do pó, comumente denominada sinterização, vem a ser um processo altamente desenvolvido de manufatura de peças metálicas ferrosas e não ferrosas. Basicamente, os pós metálicos são configurados em ferramental apropriado com posterior aquecimento sob condições controladas a temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal base para promover ligação metalúrgica entre as partículas. Esse aquecimento, chamado sinterização, normalmente confere à massa de pó aglomerada as propriedades físicas e mecânicas desejadas. É comum, entretanto, a ocorrência de outras fases de processo que permitem alcançar valoresmais rigorosos de resistência mecânica, tolerância dimensional, acabamento, etc. Fundamentalmente, a sinterização é um processo onde a economia de material é levado ao extremo: não há geração de cavacos (os Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 89 quais numa usinagem convencional podem representar até 50% do peso original da peça bruta, nem carepas e tendo ainda vantagem de controlando-se a densidade, eliminar pesos mortos indesejáveis no produto final. Mesmo levando em consideração à necessidade de operações posteriores de usinagem, uma peça sinterizada normal, usa mais de 97% de sua matéria original. A consideração dos aspectos econômicos torna ainda mais significativos quando se fabricam peças de formas complexas, tolerância dimensionais rigorosas e grandes lotes de produção. CARACTERÍSTICAS Através da metalurgia do pó, consegue-se a fabricação de um componente de uso universal: os mancais auto lubrificantes. Realmente, a porosidade existente num mancal sinterizado pode ser preenchida com óleo para garantir uma lubrificação permanente entre o eixo e o mancal. É também a metalurgia do pó o único processo conhecido para a produção de determinadas ligas de altíssima dureza em condições industriais. As técnicas de metalurgia do pó possibilitam o desenvolvimento de ligas - cerâmicas (CEMET), cuja aplicação abre um horizonte ilimitado. Além de poderem ser impregnadas com óleo para funcionarem com mancais auto lubrificantes, as peças sinterizadas podem ser impregnadas com resinas para selar os poros interconectantes, infiltradas com ligas metálicas para se aumentar a resistência mecânica, tratadas termicamente, cromadas, niqueladas, ferróxidadas, etc. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 90 A maioria das peças sinterizadas pesa menos de 2,5 kg, embora peças com até 15 kg, possam ser fabricadas. Em seu desenvolvimento inicial, a metalurgia do pó produzia peças de formasgeométricas bastante simples, em contraste com a atualidade onde, por motivos principalmente econômicos, procura- se fabricar cada vez mais complexas, já que os processos convencionais tornam-nas extremamente onerosas. ECONOMIAS EM PROCESSOS Em vários casos práticos, tais como em eixos com excêntricos, pinhões em pontas de eixo, etc., obtêm-se os, economia significativa pela utilização de peças sinterizadas agregadas a um a peça original simples. Em situações como esta, o processo de fabricação utiliza-se dos métodos convencionais para a "peça básica" e da metalurgia do pó para a produção da "parte complexa". Algumas peças podem, ainda, ser feitas separadamente na compactação e, então, juntadas e sinterizadas, produzindo a peça final desejada. VANTAGENS E DESVANTAGENS • Reduz ao mínimo as perdas de matéria prima; • Facilita o controle exato da composição química desejada; • Elimina ou reduz operações de usinagem; • Possibilita bom acabamento superficial; • Processo produtivo de fácil automação; • Produtos obtidos de alta pureza; Permite a utilização de características de resistência exatamente como requeridos pelo projeto. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 91 Processos de Fundição – Defeitos Com o aumento da produção de peças fundidas e com a competitividade cada vez mais acirrada, as fundições tem necessidade de melhorar a qualidade e desenvolvimento de seus produtos, procurar a redução dos custos e prazo de entrega. Um dos caminhos mais fáceis para tal está na mão do fundidor: é saber a causa raiz dos seus defeitos, para tomar ação corretiva. Critério Visual: A‐PROTUBERÂNCIA METÁLICA‐ (REBARBAS) ‐SEM MUDANÇA NA FORMA GEOMÉTRICA DA PEÇA ‐COM MUDANÇA NA FORMA GEOMÉTRICA DA PEÇA B‐ CAVIDADES (POROSIDADES) C‐ TRINCAS (RUPTURAS, FRATURAS) D‐ SUPERFÍCIE DEFEITUOSA E‐ PEÇAS INCOMPLETAS F‐ DIMENSÕES OU FORMA INCORRETA ,G‐ INCLUSÕES Rebarba Metálica “São protuberâncias metálicas que se encontram nas junções entre molde e macho ou nas linhas de divisão dos moldes”. Causas: Folgas entre machos e moldes ou entre machos e machos. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 92 Ações: • Cuidado na fabricação de modelos, moldes e machos; • Controlar as suas dimensões; • Executar bem o fechamento dos moldes; • Vedar as folgas existentes (calafetar). Veiamento “São rebarbas em forma de veios, geralmente perpendicular à superfície isolada ou em rede e não situadas ao longo de cantos.” Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 93 Causas: • Rachaduras nas superfícies dos moldes quando está sendo secado, com forte tendência da areia contrair , devido ao aquecimento muito rápido; • Temperatura de aquecimento muito alta, principalmente no processo de secagem do molde; • Grande quantidade de aglomerante na areia; • Umidade alta; • Rachadura nos moldes no momento do vazamento muito lento; • Fissura nos moldes que acompanham a expansão da areia Ações: • Acertar a composição da areia; • Calafetar as fendas nos moldes; • Repetir as ações que serão explicadas no defeito “expansão da areia” (2.D.2); • Aumentar a dureza do molde; • Diminuir a pressão metalostática; Rebarba de Angulo “Protuberância metálica na forma de lâmina delgada que divide em dois um ângulo entrante na areia do molde.” Causas: • Rachadura no molde ou no macho produzida durante a estufagem, secagem ou no vazamento; Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 94 • Grande quantidade de aglomerante na areia. Ações: . Diminuir a quantidade de aglomerante na areia; • Modificar a natureza dos aglomerantes. “Rebarba plana, um pouco grossa, de perfil dentado que se encontra ao longo da linha de divisão do molde, que vem acompanhada com o corresponde aumento da espessura da peça.“ Causas: Excesso de pressão metalostática ou dinâmica do metal líquido, que produz um levantamento da parte superior do molde, sendo que sua carga não é suficiente para evitá‐lo. Ações: Colocar peso suficiente para evitar o empuxo; • Fazer o grampeamento correto; • Se possível diminuir a altura do canal de descida. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 95 EROSÃO DE AREIA “Protuberância de forma irregular e normalmente rugosa nas paredes das peças, em geral na região dos ataques ou aparecendo ao longo do percurso do metal líquido; esta areia removida ou erodida, geralmente se encontra em outra região da peça na forma de inclusões. Causas: . Areia com baixa coesão (de molde e macho); • Areia muito seca; • Sistema de vazamento mal projetado. O metal entra no molde com alta velocidade e/ou passa durante muito tempo pelo mesmo ataque. Ações: • Colocar aglomerante na areia que melhore a resistência à quente; • Rever sistema de vazamento(enchimento e alimentação); • Controlar a dureza do molde e/ou do macho; Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 96 • Evitar a entrada de metal líquido diretamente nas arestas de areia ou nas paredes verticais do molde; • Utilizar canais de descida cerâmico ou de macho ou filtros; • Colocar areia de faceamento mais refratárias nas zonas afetadas; • Pintar os canais com tinta mais refratária. MACHO QUEBRADO “Protuberância irregular na forma de rebarba com aspecto de ruptura e estão situadas nas partes internas das peças obtidas por meio de machos. Os defeitos são vistos geralmente nas partes inferiores da peça na forma de inclusões de areia de macho.” Causas: Areia de macho com baixa resistência; Marcação de machos fora de dimensão; Caixa de macho mal projetada; Transporte de molde feito de forma brusca; Ruptura do macho ao fechar o molde; Ruptura do macho durante o vazamento Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 97 impacto do jato de metal líquido muito forte; Macho sem armação. Ações: Colocar peso suficiente para evitar o empuxo; • Fazer o grampeamento correto; • Se possível diminuir a altura do canal de descida. POROSIDADES / GASES “As cavidades também chamadas de porosidades, gases ou bolhas tem as paredes lisas, ligeiramente esféricas, sem comunicação com o exterior. As maiores aparecem isoladas; enquanto que as menores em grupos, de dimensões variadas.” As paredes internas das cavidades podem ser brilhantes ou oxidadas; tratando-se de fundição FoFo podem ter uma fina camada de grafite. Os defeitos podem aparecer em todas as regiões da peça. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 98 Causas: Endógenas: gases provenientes do metal ( origem metalúrgica); Exógenas: gases provenientes dos materiais que constituem os moldes e machos retidos mecanicamente. Causas Endógenas: Quantidade de gás demasiado alto no banho metálico; Em fundição de aço, FoFo formação de oxido de carbono. Possibilidade da difusão de hidrogênio, raramente de nitrogênio. Causas Exógenas: Elevada umidade de moldes e machos; Aglomerantes com elevada tendência em desprender gases; Elevada porcentagem de aditivos que contenham carboneto d e hidrogênio; Pintura com forte tendência de liberação de gases; Insuficiente saída dos gases; Baixa permeabilidade da areia do molde e macho; Arraste de ar pelos canais. Ações: Prever saída de gases e ar dos moldes através de respir os devidamente adequados; Aumentar a permeabilidade das areias de macho e molde; Diminuir a dureza dos moldes; Boa secagem dos moldes com maçarico; Controlar a umidade da areia; Diminuir a porcentagem dos aglomerantes ou trocá‐los; Empregar tintas que sejam formadoras de gás redutore; Modificar a relação e canais; Aumentar a pressão metalostática com aumento da altura do canal de descida. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 99 Ações Gerais: Ações para aços moldados: Desoxidar o banho metálico; Evitar uma reoxidação; Diminuir a quantidade de hidrogênio e nitrogênio e m marcha de fusão; Controlar a temperatura e tempo de vazamento. Ações para FoFo cinzento e nodular: Evitar a introdução de óxidos e oxidação do banho com emprego de cargas oxidadas; Excepcionalmente, controlar o conteúdo de nitrogê nio; Evitar quantidade excessiva de alumínio e titânio; Evitar temperaturas de vazamento baixas. Ações para não ferrosos: Não fundir com temperatura muito alta, eventualmente desgaseificar o banho. RECHUPES (CHUPAGEM) Causas: Baixa quantidade de carbono; Quantidade de nitrogênio muito alta, influencia quanto maior for espessura da peça; vem normalmente com elevada proporção de aço na carga ou em elaboração do ferro em fornos à arco; Molde com baixa dureza. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 100 Ações: Diminuir a quantidade de nitrogênio; Diminuir a proporção de aço na carga; Usar, se possível, forno de indução, cubilô ou outros; Fixar o nitrogênio em forma de nitretos, por meio do titânio ou alumínio; Secar bem os moldes. Rechupes Típicos “Cavidade(s) mais ou menos dispersas,abertas ou fechadas, com paredes rugosas de formato dendrítico.” Em ligas eutéticas são lisas, localizadas nas zonas que se solidificam por último ou também em contato de ângulos entrantes nas peças, nos machos e nas proximidades dos ataques. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 101 Causas: Contração volumétrica como resultado da solidificação do metal; Gases desprendidos pelo molde em combinação com a press ão atmosférica; Deformação dos moldes por sua dilatação, devido a altas tem peraturas de vazamento e da pressão metalostática; No caso de ferro cinzento e nodular, o crescimento da grafita eutética compensa o efeito de contração metálica; dependendo desse crescimento, poderá ocorrer uma contraç ão reduzida, ausência de contração ou um crescimento prov ocando um certo refluxo Ações: Projetar peças com espessura, cujos módulos são quase iguai s, se possível, crescente em direção aos massalotes; Aplicar padding que possam ser removidos ou por usinagem o u por rebarbação; Das ligas de FoFos pode‐se diminuir a contração variando‐ se a quantidade de grafita; Diminuir a temperatura de vazamento quanto possível; Colocar massalotes nas regiões de maior módulo; Usar produto exotérmico; Colocar número de massalotes suficiente para atender distância de alimentação; Usar resfriadores internos e/ou externos para modificar o módulo; Colocar nervuras ou arredondar os cantos; Modificar a relação de módulos, principalmente para os FoFos . . Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 102 TRINCAS (RUPTURAS/ FRATURAS) Trinca a Frio “É uma descontinuidade da peça, visível, que a divide em fragmentos, cuja geometria da peça não permite supor que houve um efeito de contração durante seu resfriamento. O aspecto da fratura não é oxidado”. Trinca a Quente “É uma descontinuidade da peça, visível, que a divide em partes, cujo aspecto da fratura é toda oxidada e a sua geometria não permite supor que houve efeito de contração durante seu resfriamento.”. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 103 Causas: Desmoldagem muito rápida ou prematura; Movimentação brusca, batidas. Ações: Cuidado no manuseio da desmoldagem, principalmente quando a peça ainda está rubra; Dar tempo suficiente para a desmoldagem, esfriando a peça dentro do molde DESLOCAMENTO A peça parece ter sido submetida à ação de cisalhamento paralelo à linha de apartação. As bordas opostas são iguais e opostas em direção. Possíveis causas: - Alinhamento inadequado ou perda de ajuste na montagem do modelo. - Alinhamento inadequado ou perda de ajuste na montagem da placa-modelo. - Dano acidental ao molde ocorrido durante o fechamento do molde. - Alinhamento inadequado ou perda de ajuste na montagem da caixa de macho. Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 104 INCHAMENTO É um defeito de aumento de massa em superfícies externas e internas e quinas de fundidos, geralmente rugosas e em combinação com os defeitos de rugosidade, penetração metálica e veiamento. Possíveis causas Inchamento devido a gravidade: Pressão excessiva do metal líquido Inchamento de solidificação: expansão do fundido causada pela formação de grafita na solidificação (expansão grafítica), sendo este defeito, neste caso, acompanhado por rechupes internos ou poros. Ações corretivas para o defeito inchamento Inchamento devido à gravidade: aumento da quantidade de bentonita da areia areia verde sistemas de alimentação e enchimento a fim de reduzir a pressão do metal líquido Processos de Fabricação Fundição -SÁVIO - UNITAU Página 105 Inchamento devido a solidificação: .
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