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Iniciação à Fundição

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SENAI 
CETEF 
CENTRO TECNOLÓGICO DE FUNDIÇÃO 
MARCELINO CORRADI 
- ' -INICIAÇAO A FUNDIÇAO 
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INl:IAÇÃO à Fundição 
..... SUMÁRIO liill!9 
.... 
..... Apresentação 07 
.-.e 1. Generalidades 09 
.... 
~ 1.1 Fabricação de uma peça fundida através de moldação manual 09 
~ 1.2 Setores de uma empresa de fundição 18 
~ 
~ 2. Machos 19 
.., 2.1 Definição 19 
-9 2.2 Qualidades 20 
.., 
2.2.1 Resistência mecânica 20 ~ 
~ 2.2.2 Permeabilidade 21 
.., 2.2.3 Insensibilidade à umidade 21 
~ 2.2.4 Refratariedade 22 
~ 2.2.5 Compressibilidade 22 
.., 
2.6 Colapsibilidade 23 ~ 
.., 2.3 Confecção de um macho 23 
~ 
-., 3. Modelos e caixas de macho 27 
.., 3.1 Sobreespessura de usinagem 27 
-,, 3.2 Contração linear 28 
~ 3.3 ~ Saída 30 
-., 3.4 Marcações 33 
_, 3.5 Cores 37 
... 3.6 Conclusão 38 
.... 
.... 4. Canais e massalotes 41 
...... 4.1 Canais de enchimento 41 
.... 
4.2 Massa lotes 42 
.... 
.... 4.2.1 Mecanismo de formação de um rechupe 44 
.... 4.2.2 Objetivo do uso 46 
... 4.2.3 Formas 47 
_, 
4.2.4 Solidificação dirigida 49 
... 
... 5 . Areias de moldação 55 
.... 
.. 5.1 Areia sílica-argilosa sintética 55 
... :: 
-
.... 
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.... 
INGAÇÃO à FtmdiÇão ... 
.. 
5.1.1 Areia base 55 ... 
5.1.2 Argila 56 .... 
5.1.3 Produtos de adição 57 .... 
Recuperação e regeneração 57 .... 5.1.4 
... 
5.1.5 Propriedades 58 
.... 
5.1 .6 Controles 61 ~ 
5.2 Outras areias-base 62 .... 
5.3 Areias especiais 62 .... . 
~ 
. 
6. Ligas utilizadas em fundição 63 ~ . 
~ 6.1 Ligas ferrosas 64 . 
e-' 
64 . 6.1.1 Aços fundidos ao carbono ~ 
. 
6.1.2 Ferros fundidos não ligados 65 e-' 
. 
6.2 Ligas não - ferrosas 68 ~ 
6.2.1 Ligas de cobre 68 f!!!""" ~ 6.2.2 Ligas de alumínio 68 
6.2.3 Ligas de zinco 69 
6.2.4 Ligas de magnésio 70 _.. 
7. Fornos de fusão 71 
7.1 Classificação segundo o tipo de aquecimento 71 
.... 
7.2 Fornos elétricos 72 ~ ..,. 
• 7.3 Cubilô 74 .... 
... 
8. Defeitos em peças fundidas 79 ... 
8.1 Excrescências metálicas 80 ... 
8.2 Vazios 82 ~ 
8.3 Descontinuidade de metal 83 ~ 
_, 
8.4 Defeitos de superfície 84 _, 
8.5 Peca incompleta 85 ... 
8.6 Desvios de medida 85 ... 
... 
9. Referências bibliográficas 
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INl:IAÇÃO à Fundição 
APRESENTAÇÃO 
A presente publicação constitui um dos textos-base utilizados no desenvolvimento do 
Curso Técnico de Fundição, ministrado pela Escola Senai de Fundição "Marcelino 
Corradi", em ltaúna, Minas Gerais. 
Este trabalho foi-redigido pela equipe técnica da escola, a partir de estudos e pesquisas 
realizadas no Centre Technique des Industries de la Fonderie - Paris, de 
documentação técnica e publicações editadas pela Editions. Techniques des Industries 
de la Fonderie - Paris, e de cursos ministrados pela Ecole Superieure de Fonderie -
Paris, além de outras publicações citadas na bibliografia. 
O objetivo deste texto-base é oferecer uma visão básica sobre terminologia e processo 
de fundição. 
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1. GENERALIDADES 
Fundição é o processo de fabricação de peças metálicas que representa o caminho 
mais curto entre a matéria-prima metálica e as peças acabadas, em condições de uso. 
O processo de fundição para fabricação de peças consiste, essencialmente, em encher 
com metal líquido a cavidade de um molde cujas dimensões e formas correspondem às 
das peças a serem obtidas. Após a solidificação e resfriamento obtêm-se as peças com 
formas e dimensões, geralmente, quase definitivas, pois, em muitos casos, as peças 
são usinadas antes de estarem em condições de utilização . 
Pode-se dizer que no processo de fundição tem-se, quanto ao metal, apenas as etapas 
de fusão e solidificação entre a matéria-prima sólida e o produto semi-acabado, 
enquanto que nos demais processos clássicos de fabricação de peças metálicas, tais 
como laminação, forjamento, estampagem e trefilação tem-se, entre a matéria-prima 
sólida e o produto semi-acabado, além das etapas de fusão e solidificação, uma 
deformação plástica por tratamento mecânico. 
Fundição é um processo que permite a obtenção de peças de formas complexas, ou 
seja, é o processo de conformação de metais, que permite a maior liberdade de 
formas. 
As peças fundidas devem ter características dimensionais, mecânicas e físico-
químicas. Elas destinam-se às mais diversas indústrias . 
1.1 Fabricação de uma Peça Fundida Através de Moldação Manual 
Para estabelecer o processo de fabricação de uma peça fundida, parte-se do desenho 
técnico da peça acabada, em condições de uso . 
A partir do desenho da peça usinada, Figura 1, realiza-se o projeto que define todo o 
processo de fabricação na fundição . 
9 
INICIAÇÃO à Fundição 
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Figura 1 
Concluído o projeto, passa-se à confecção do modelo da peça, da caixa de macho e 
dos elementos do modelo necessários à preparação do molde, em cuja cavidade se 
vaza o metal líquido de composição química pré-determinada. De posse do modelo da 
peça, Figura 2, e dos elementos do modelo faz-se o molde. 
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Figura 2 
A preparação do molde, isto é, a moldação manual é constituída pelas seguintes 
operações básicas: 
1 ª operação: Preparação 
Esta operação consiste em: 
• verificar o estado de conservação do modelo e as particularidades da moldação: 
• posicionar, sobre um estrado de madeira, uma caixa de moldação, inferior. o 
modelo da peça e elementos do modelo (Figura 3). 
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Co.xo inferior Mede io 
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Figura 3 
2ª Operação: Socagem da caixa inferior 
A socagem da caixa inferior consiste em: 
Bcnc?da 
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• envolver o modelo com areia de faceamento, comprimindo-á contra o mesmo, 
com os dedos; 
• encher a caixa com camadas sucessivas de areia de enchimento, compactando-
ª com um soquete (Figura 4 ) . 
Soquele 
ô.r eio oe faceome,,to 
Areia de ench1rr ento 
,,,r------ -
Figura 4 
~ 3ª Operação: Realização da superfície de separação 
... 
_. Para realizar a superfície de separação entre as caixas de moldação deve-se: 
• virar a caixa inferior (Figura 5); 
• alisar a superfície; 
• polvilhar sobre a mesma um produto isolante de superfície. 
INl:IAÇÃO à Fundição 
Superfi'c1e de seporoçõo 
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·-· ... ---~·---:'·-....... -· -""-""'-'-"'·._..__ __ 
Figura 5 
4ª Operação: Socagem da caixa superior 
Após a realização da superfície de separação, deve-se: 
• posicionar a caixa superior sobre a inferior; 
• posicionar os outros elementos do modelo; 
• encher a caixa superior com camadas sucessivas de areia, compactando-a com 
um soquete (Figura 6). 
Modelo do conol de descido 
Modelo do conol de d1slribu1çõc 
___ J_ .. .:....: ~-"--·....!...·-·--~......... --
Figura 6 
5ª Operação: Extração do modelo 
Esta operação consiste em: 
• retirar os elementos de modelo salientes na superfície da caixa superior; 
• levantar, virar e colocar a caixa superior sobre uma superfície plana; 
• abalar o modelo da peça; 
• retirá-lo da caixa inferior (Figura 7); 
• retirar os outros elementos do modelo. 
12 
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Figura 7 
6ª Operação: Acabamento do molde 
O acabamento do molde consiste em consertar estragos observados nas paredes 
de sua cavidade. 
7ª Operação: Fechamento do molde 
Esta etapa consiste em: 
• colocar a caixa inferior sobre uma cama de areia preparada na área de 
vazamento; 
• posicionar o macho na caixa inferior (Figura 8). A confecção do macho ocorre 
• paralelamente à do molde . 
Mo cho 
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Figura 8 
• retirar grãos de areia soltos no fundo da cavidade, se for o caso; 
• posicionar a caixa superior sobre a inferior (Figura 9) . 
1~ 
INEIAÇÃO à FmdiÇão 
Figura 9 
A cavidade principal do molde corresponde às dimensões e formas da peça após a 
solidificação e o resfriamento da liga vazada na mesma, isto é, a cavidade principal do 
molde corresponde à peça bruta de fundição. 
8ª Operação: Lastragem do molde 
Enchendo-se a cavidade do molde com metal líquido, este tende a levantar a caixa 
superior. Para evitar esse levantamento, coloca-se um peso sobre a caixa superior 
(Figura 1 O). 
Peso de lastrar 
Figura 10 
Com a lastragem do molde termina a sua confecção, isto é, conclui-se a moldação. 
O molde já lastrado encontra-se em condições de ser vazado (Figura 11 ). 
14 
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INllAÇÃD à FundiÇão 
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Figura 11 
O metal líquido é vazado no molde a uma temperatura superior à temperatura de in ício 
de sua, solidificação. Na cavidade do molde, o metal solidifica-se e resfria. Após o 
resfriamento, é feita a desmoldagem, isto é, separa-se a peça da areia . 
A peça desmoldada apresenta partes salientes como canais de enchimento e rebarbas 
formadas na superfície de separação das caixas. Estas partes salientes devem ser 
retiradas, isto é, a peça desmoldada deve ser rebarbada (Figura 12). Após a 
rebarbação, faz-se a limpeza da superfície da peça, a fim de retirar grãos de areia que 
estiverem aderidos à peça. Realizadas a rebarbação e a limpeza, isto é, após o 
acabamento, obtém-se a peça bruta de fundição (Figura 13) . 
Figura 12 
Figura 13 
INICIAÇÃO à Fundição 
A Figura 14 apresenta um esquema de seqüência da preparação do molde necessG.J-
à obtenção de uma peça bruta de fundição correspondente a um desenho técr -co :.::. 
peça usinada. 
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Figura 14 
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.-INEIAÇÃO à Fumfição --------------------------------------~ fl"" 
1.2 Setores de uma Empresa de Fundição 
Baseando nas páginas anteriores, pode-se dizer que a fabricação de uma peça 
fundida requer, pelo menos, os seguintes setores: 
• de projetos; 
• de confecção e reparação de modelos, caixas de macho e elementos de 
modelo, ou seja, modelagem; 
• de fabricação de peças fundidas, ou seja, a fundição propriamente dita . 
A oficina de fundição pode ser dividida nas seguintes áreas: 
• de preparação de areias para a moldação; 
• de moldação; 
• de confecção de machos, isto é, macharia; 
• de preparação do metal líquido, isto é, área de fusão; 
• de vazamento dos moldes; 
• de rebarbação e limpeza, isto é, área de acabamento de peças. 
Além desses setores e áreas mais diretamente ligados à produção pode-se citar 
todo o setor administrativo, os depósitos de matéria-prima, o depósito de 
modelos, área de expedição de peças e laboratórios para o sistema de controles, 
que deve acompanhar todo o processo de fabricação. 
18 
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INEIAÇÃO à Fundição 
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2. MACHOS 
2.1 Definição 
Macho é uma parte do molde fabricada separadamente e colocada em sua 
cavidade após a extração do modelo para: 
• se obter, de maneira mais econômica, formas internas ou externas de uma 
peça; 
• faci litar a construção do modelo . 
A Figura 15 mostra uma peça com uma forma interna de diâmetro variável. Para 
facilitar a moldação dessa peça, utiliza-se um modelo (Figura 16 ) para obtenção 
da forma geral da cavidade do molde, na qual é posicionado o macho, preparado, 
numa caixa de macho (Figura 17), paralelamente à confecção do molde (Figura 
18) . 
Figura 15 Figura 16 
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Figura 18 
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Figura 17 
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19 
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INICIAÇÃO à Fundição 
Mesmo que a forma interna de uma peça seja simples, pode-se evitar uma saída 
acentuada (Figura 19) uti lizando um macho (Figura 20). A saída acentuada 
deformaria a peça. 
Saido 
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Figura 19 
2.2 Qualidades 
As qualidades exigidas de um macho são: 
• resistência mecânica; 
• permeabilidade; 
• insensibilidade à umidade; 
• refratariedade;• compressibilidade; 
• colapsibilidade. 
2.2.1 Resistência Mecânica 
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Figura 20 
Quanto à resistência mecânica, deve-se considerar dois aspectos: 
• resistência antes do fechamento do molde; 
• resistência após o fechamento do molde. 
Antes do fechamento do molde, o macho deve resistir ao esforço de sua extração 
da caixa e aos esforços de manipulação e transporte até seu posicionamento na 
cavidade do molde. 
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A 
INEIAÇÃO à F1D1çio 
Após o fechamento do molde, o macho deve resistir a seu próprio peso e aos 
esforços estáticos e dinâmicos exercidos pelo metal líquido quando do 
enchimento da cavidade . 
2.2.2 Permeabilidade 
Permeabilidade de um macho é a propriedade dele se deixar atravessar por 
gases. Quando o molde é vazado, o contato do macho com o metal quente 
provoca liberação de gases que pode causar defeitos de bolhas nas peças. 
Sendo permeável, o macho faci lita a saída dos gases pelas marcações, evitando 
que os mesmos passem pelo metal. 
A Figura 21 mostra um esquema ilustrativo de um macho interno, evidenciando a 
necessidade de uma boa permeabilidade para que os gases saiam pela marcação 
e não através da peça . 
Figura 21 
A permeabilidade é uma qualidade indispensável aos machos, sobretudo aos 
internos . 
2.2.3 Insensibilidade à Umidade 
Antes ou depois de posicionados nos moldes, os machos podem absorver 
umidade da atmosfera ou da própria areia do molde. O aumento do teor em água 
pode: 
21 
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• reduzir a coesão dos grãos da areia do macho, causando sua 
desagregação; 
• aumentar a quantidade de gases desprendidos quando do vazamento dos 
moldes. 
Para atenuar estas dificuldades, os machos devem ser pouco sensíveis à 
umidade. 
2.2.4 Refratariedade 
Refratariedade de um macho é a propriedade que traduz a sua resistência a 
temperaturas elevadas. Esta é uma qualidade importante, pois, durante um tempo 
variável segundo sua localização, o macho sofre os efeitos da elevada 
temperatura do metal líquido seja por radiação durante o enchimento, seja por 
contato direto. 
2.2.5 Compressibilidade 
Devido ao fenômeno de contração das ligas no estado sólido, as dimensões das 
peças de fundição diminuem durante o seu resfriamento. Em conseqüência disso, 
os machos internos sofrem esforços de compressão (Figura 22). Se eles forem 
muito resistentes e não cederem, as peças podem trincar ou romper. Assim, os 
machos devem ser compressiveis, ou seja, devem ceder aos esforços de 
compressão devidos à contração do metal no estado sólido. 
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Figura 22 
2.2.6 Colapsibilidade 
Diz-se que um macho tem boa colapsibilidade quando ele perde a resistência 
mecânica após a solidificação da peça. Exige-se esta qualidade dos machos para 
que, quando da limpeza das peças, eles se desagreguem facilmente, favorecendo 
a remoção da areia dos machos internos . 
2.3 - Confecção de um Macho 
O material normalmente utilizado para fazer um macho é areia com composição 
adequada. Existem diferentes tipos de areia para machos. Uma das areias 
utilizadas para confecção de machos - comumente chamada de areia C02 - é 
constituída por uma mistura de: 
• grãos de areia silicosa; 
• silicato de sódio; 
• gás carbônico, 
Primeiramente, mistura-se a areia e o silicato de sódio e, depois, essa mistura 
é atravessada por C02 , que reagindo com o silicato a endurece . 
Os machos podem ser feitos manualmente ou mecanicamente. Para ilustrar a 
fabricação de um macho, considera-se, a seguir, uma confecção manual de um 
macho, com areia C02 . 
INJCIAÇÃO à Fundição 
O molde do macho é a caixa de macho (Figura 23) em cuja cavidade é socada 
a areia, devidamente preparada (Figura 24). 
o 
o 
Figura 23 
Figura 24 
Após a secagem da areia, raspa-se a sua superfície externa e abrem-se furos 
ou respiras na areia (Figura 25), para facilitar o escoamento do C02 através da 
mesma. 
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Figura 25 
A gasagem do C02 pode ser fe ita com auxílio de uma campânula (Figura 26). 
Tendo ocorrido o endurecimento, abre-se a caixa e retira-se dela o macho (Figura 
27) . 
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Figura 26 
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Figura 27 
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ll:IAÇÃO à Ftnlção 
3. MODELOS E CAIXAS DE MACHO 
Na preparação de um molde, utilizam-se modelos e caixas de macho. O modelo 
de uma peça a ser obtida em fundição é utilizado para dar forma e dimensões à 
cavidade do molde. A caixa de macho é util izada para preparar os machos. 
Os modelos e caixas de macho devem satisfazer as seguintes qualidades: 
• exatidão de formas e dimensões; 
• permanência de formas e dimensões com o decorrer do tempo; 
• facilidade de extração; 
• bom estado de superfície . 
3.1 Sobreespessura de Usinagem 
A maioria das peças fundidas são usinadas após a sua limpeza, a fim de obter 
dimensões, formas ou estado de superfície pré-fixados. A usinagem se traduz 
pela remoção de material das peças. 
Quando no desenho da peça a ser obtida em fundição existe algum sinal de 
usinagem, deve-se aumentar, no modelo, a espessura da face assinalada, isto é, 
considera-se uma sobre espessura de usinagem . 
Esse aumento de espessura tem, como conseqüência, o fato de que a peça 
fundida é maior que a peça usinada indicada no desenho. 
Sinais indicando superfície 
trabalhada, conforme a norma 
ABNT NBR 8404/84 
Figura 28 
INICIAÇÃO à Funóição 
O valor da sobreespessura de usinagem é função da liga a ser utilizada 
enchimento do molde, das dimensões da peça e do processo de moldação. 
Asobreespessura de usinagem nas partes superiores do molde deve ser maior 
do que nas inferiores porque podem recolher algumas impurezas como escóna. 
grãos de areia, película de óxido que poderão, então, ser retiradas na usinagem. 
O diagrama da Figura 29 indica o valor recomendado para sobreespessura de 
usinagem em função da superfície equivalente a ser usinada e da natureza da 
liga. Segundo este diagrama, se uma superfície a ser usinada numa peça de aço 
equivale a uma área de 450 mm x 450 mm (4502), o valor recomendado para 
sobre espessura de usinagem é 6, 7 mm. 
Figura 29 
3.2 Contração Linear 
Durante o resfriamento da peça no molde, após a sua solidificação, ocorre uma 
contração, isto é, a peça sólida tem, à temperatura ambiente, dimensões 
inferiores às da cavidade do molde (Figura 30). Nota-se uma folga f entre as 
paredes da cavidade e a superfície da peça fria. 
28 
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1118 
ICAÇÃOà~ão 
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Figura 30 
Na realidade, durante o resfriamento da peça entre a temperatura de fim de 
solidificação e a temperatura ambiente, ocorre contração volumétrica, mas, na 
prática, considera-se a contração linear, ou seja, a diferença entre as dimensões 
lineares da peça à temperatura ambiente e as da peça imediatamente após a 
solidificação, isto é, as dimensões lineares da cavidade do molde . 
Como as d imensões da cavidade do molde são as do modelo da peça, deve-se 
ter dimensões lineares do modelo diferentes das da peça bruta de fundição. 
Portanto, na confecção do modelo, para compensar a contração do metal no 
estado sólido, as dimensões indicadas no desenho da peça devem ser mudadas. 
A contração linear é função: 
• natureza do metal; 
• forma da peça; 
• concentração de massa da peça. 
A contração de um ferro fundido comum é menor que a de um aço. Em peças 
compridas e finas, nota-se maior contração que em peças maciças. Numa mesma 
peça, a contração em partes finas é maior que em partes espessas. 
Na prática , são adotados valores médios de contração expressos pelo coeficiente 
de contração linear. Desejando-se obter uma peça fundida, conforme o desenho 
da Figura 31, com uma liga cujo coeficiente de contração linear seja 1 %, as 
dimensões do modelo devem ser as da Figura 32. 
INICIAÇÃO à Fundição 
1 34 
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Figura 31 
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Figura 32 
Para evitar o cálculo das cotas, considerando-se a contração linear, pode-se 
utilizar metros de contração cujas divisões já levam em conta o aumento relativo à 
contração, como indica a Figura 33. 
Metros de contração correspondentes a um coeficiente de contração linear de 
1%,1 ,5% e 2% têm comprimentos reais, respectivamente, iguais a 1.01 O, 1.015 e 
1.020 mm. 
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Figura 33 
3.3 Saída 
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Para facilitar a extração do modelo e do macho, é necessário dar às suas paredes .-
uma inclinação ou saída. ... 
Saída de um modelo é, portanto, a inclinação que se dá às suas paredes no 
sentido de sua extração, a fim de reduzir o atrito entre suas paredes e as do 
molde. Um modelo sem saída (Figura 34a) ou um modelo com contra-saída 
(Figura 34b) quebra a areia quando é retirado do molde, enquanto que um modelo 
com saída (Figura 34c) não estraga as paredes do molde. 
30 
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A saída pode ser expressa em: 
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Figura 34 
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• porcentagem (Figura 35a); A' r'"· e ~ / ,.; ('P ,r-/ , 
• graus (Figura 35b ); _,,,: 
• milímetros (Figura 35c). 
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(a) 
Pode-se dar a saída por: 
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2 • desbaste (Figura 36b );· 
~ • compensação (Figura 36C). 
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31 
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~ INllAÇÃO à fumfição ~~------~~--------~----------~-~~~ 
(a) (b) 
Figura 36 
Acréscimo 
Oesbos1e 
(c) 
Na saída por acréscimo aumentam-se as cotas, na saída por desbaste diminuem-
se as cotas e a saída por compensação tem uma parte por acréscimo e outra por 
desbaste. Nos modelos usa-se, geralmente, saída por acréscimo; nas marcações, 
saída por desbaste, e em nervuras, saídas por compensação. 
A saída deve ser de tal forma que altere o mínimo possível o peso e a forma da 
peça. A saída normal é de 2 ou 3%. As marcações na parte de baixo dos moldes 
têm saída de 10% e na parte de cima dos moldes 20%. Nos modelos de pequena 
altura, a saída é de 5% e nos modelos muito grandes de 1 %. Nas placas-modelo, 
a saída é de 0,5%, isto é, quase nula. 
Nas marcações cilíndricas de diâmetro inferior a 30 mm, para facilitar a fabricação 
dos modelos, aconselha-se a forma da Figura 37(a), em lugar da forma da Figura 
37(b). 
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(a) s 30 (b) 0>30 
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3.4 Marcações 
Marcações em modelo são partes salientes que após a moldação deixam sua 
impressão no molde, permitindo o posicionamento dos machos. Às marcações do 
modelo correspondem as marcações dos machos. Há também as marcações que 
servem para posicionar machos entre si. As marcações contribuem para: 
• o perfeito posicionamento dos machos; 
• dar estabilidade aos machos; 
• dar saída aos gases dos machos. 
As dimensões e as formas das marcações dependem: 
• da posição do macho no molde; 
• do peso do macho; 
• dos esforços que o macho sofre durante o vazamento do metal no molde; 
• da série de peças que devem ser produzidas; 
• da precisão dimensional da peça; 
• da necessidade de facilitar a saída dos gases do macho. 
As marcações simples são as marcações de um macho que dá aforma interna de 
um furo passante horizontal ou vertica l. A Figura 38 apresenta um modelo com 
marcação horizontal e o molde fechado obtido com este modelo. 
MODELO M Ol. Df 
Figura 38 
Geralmente, o comprimento das marcações é de mesmo valor que o diâmetro do 
macho, isto é, C :: D (Figura 38). 
Nas extremidades, as marcações são abauladas ou com saída. 
INl:IAÇÃO à Fundição 
Entre as paredes do molde e a marcação do macho deve haver uma folga oa'G 
evitar a quebra do macho ou do molde quando do seu fechamento (Figura 39). 
1. 
Co rdão de lfedocõo 
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Figura 39 
Os gases do macho passam pelo respiro, chegam ao espaço E saem pelo respiro 
feito na superfície de separação. O cordão de vedação evita que o metal líquido 
penetre no espaço E impeça a saída dos gases. 
Para evitar que a areia quebre nos ângulos, deixa-se uma folga maior F entre as 
paredes do molde e o macho (Figura 40). 
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Figura 40 
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Esta folga F é obtida colocando-se, na marcação do modelo, uma cinta de 
material plástico, como mostram as Figuras 41 e 42. 
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Figura 41 Figura 42 
A marcação é cônica nas caixas inferior e superior (Figuras 43 e 44 ) . 
Molde 
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Morcocõo inferior dÓ ·;,,~cho:· .. • 
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Figura 43 
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Figura 44 
INICIAÇÃO à Fumfição 
Na caixa superior, recomenda-se que a parte cilíndrica do macho entre 
parcialmente na marcação (Figura 45), para se obter melhor posicionamento do 
macho. 
•1õ~ rt?COn'f'~d do RPCOmPn!lod,1 
Morcocõo _fr=t__~Jper1or 
Figura 45 
A Figura 46 mostra como permitir a saída de gases do macho pela marcação 
superior. 
l/eó:Jçõo i Go~es 
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Coque 
Figura 46 
As marcações balanceadas são necessárias quando o macho horizontal não tem 
apoio em uma das extremidades (Figura 4 7). 
MODELO MOL.DE 
Figura 47 
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Para assegurar o equilíbrio do macho e evitar uma marcação muito comprida, 
pode-se utilizar a forma indicada na Figura 48 . 
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• .·..i : · .• ·; • .... •. •• : • • : ~· .l :....-- ~, ·.: " .... ... 
Figura 48 
3.5 Cores 
Para que se possa distinguir as superfícies a serem usinadas, as marcações, as 
partes destacáveis e a liga da peça correspondente ao modelo, pintam-se 
modelos e caixas de macho segundo a norma ~BNT NBR 6212/82. 
O quadro seguinte indica as cores normalizadas em fundição: 
INU:IAÇÃO à Fundição 
Quadro 1 
Denominação Peças fundidas em 
Ferro Aço Ligas Ligas Outras 
Fundido Cu prosas Leves Ligas 
Superfícies 
externas de Vermelho Azul Laranja Alumínio Verniz 
modelos e caixas ou cinza incolor 
de macho. claro 
Superflcie 
correspondendo 
às sobre Amarelo Amarelo Vermelho Amarelo Amarelo 
espessuras de 
usinagem. 
Nervuras e Alumínio Vern iz 
reforços Vermelho Azul Laranja ou cinza incolor 
eliminados após hachurado hachurado hachurado claro hachurado 
a fundição da de preto de preto de preto hachurado de preto 
peça. de preto 
Marcação de 
modelos, caixas 
de macho e Preto Preto Preto Preto Preto 
partes internas 
da caixa de 
) 
macho. 
Faces e sedes de 
suplementos Verde Verde Verde Verde Verde 
destacáveis 
Reforço de 
modelo a ser Madeira natural sem tinta 
preenchido na 
moldação 
3.6 Conclusão 
O modelo de uma peça (Figura 49) difere da peça usinada (Figura 50) pronta para 
sua utilização, devido a: 
• sobre espessura de usinagem; 
• contração linear; 
• saída; 
• marcações. 
38 
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Figura 49 
1 
Figura 50 
Por outro lado, a peça bruta de fundição (Figura 51) difere do modelo porque nela 
já ocorreu a contração e as marcações não existem, pois o macho utilizado no 
molde (Figura 52) e destruído na desmoldagem possibilitou a obtenção da forma 
interna da peça . 
Figura 51 Figura 52 
A cavidade da caixa de macho (Figura 53) e, conseqüentemente, o macho (Figura 
39 
INl:IAÇÃO à Fundição 
54) têm dimensões diferentes das da forma interna da peça usinada, pois na 
construção da caixa de macho considera-se também a sobre espessura de 
usinagem, a contração linear, a saída e as marcações. 
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Figura 53 Figura 54 
Os modelos e as caixas de macho utilizados em moldação manual são, 
geralmente, construídos com madeira, mas outros materiais como resina sintética, 
gesso, isopor e metal podem também ser empregados na confecção de modelos 
e caixas de macho. 
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4. CANAIS E MASSALOTES 
Para a confecção de um molde, é preciso que se tenha o modelo correspondente 
à peça a ser obtida, as caixas de macho necessárias e os elementos de modelo 
dos chamados canais de enchimento e massalotes . 
4.1 Canais de Enchimento 
O sistema de canais de enchimento é formado pelos condutos por onde passa o 
metal líquido que vai preencher a cavidade do molde. Este sistema de canais 
deve ser dimensionado de tal forma que o metal líquido limpo preencha a 
cavidade do molde a uma dada temperatura e durante determinado intervalo de 
tempo, a fim de conseguir peças sãs. 
A Figura 55 apresenta um sistema de canais de enchimento onde se indicam os 
diferentes elementos que o compõem . 
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O metal líquido vazado no funil, que se situa na superfície do molde, desce até o 
níveldo canal de distribuição. Deste, o metal passa, através dos ataques. à 
cavidade correspondente à peça. 
Utiliza-se a câmara ou sistema de retenção de escórias para assegurar o 
enchimento da cavidade com um metal limpo. 
4.2 Massalotes 
O metal líquido é vazado na cavidade do molde a uma temperatura superior à 
temperatura de início de solidificação, isto é, vaza-se o molde com metal 
sobreaquecido. 
A diferença entre a temperatura de vazamento e a de inicio de solidificação 
corresponde ao valor do grau de sobreaquecimento do metal líquido no instante 
do vazamento. 
Após o enchimento do molde, ocorre resfriamento do metal em três etapas: 
• da liga no estado líquido; 
• da liga durante a sua solidificação; 
• da liga no estado sólido até a temperatura ambiente, 
sendo que cada uma destas etapas é, geralmente, acompanhada por uma 
contração do metal. 
Imediatamente após o vazamento de um molde, tem-se a cavidade 
completamente preenchida por metal líquido (Figura 56) que inicia seu 
resfriamento com uma conseqüente contração. 
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Figura 56 
As partes mais finas solidificam-se antes que as mais espessas. Numa mesma 
seção, a solidificação progride da periferia para o centro da peça e uma certa 
quantidade de liga líquida fica envolvida por metal já solidificado (Figura 57). 
Devido à contração desse líquido restante, ao terminar a solidificação da peça 
nota-se uma cavidade em seu interior, isto é, tem-se um rechupe (Figura 58). 
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Figura 57 
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Figura 58 
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INl:IAÇÃO à Funóição 
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Com o resfriamento até a temperatura ambiente, ocorre contração da peça no 
estado sólido, tendo, como conseqüência, o aparecimento de uma folga entre as 
paredes da cavidade do molde e a superfície da peça (Figura 58). 
Portanto, devido à contração, obtém-se uma peça com rechupes, superfície 
irregular e dimensões incorretas, isto é, obtém-se uma peça defeituosa. Para 
conseguir uma peça sã é necessário compensar a contração. 
Para compensar a contração que se processa durante o resfriamento no estado 
líquido e durante a solidificação, é necessária uma reserva de metal líquido, 
adjacente à peça, chamada massalote. 
4.2.1 Mecanismo de Formação de um Rechupe 
Após o enchimento do molde, inicia-se a solidificação do metal com a formação 
de uma casca de metal sólido (Figura 59) cuja espessura aumenta 
progressivamente (Figura 60). 
O metal líquido resfria-se e tem sua contração compensada por metal proveniente 
do sistema de canais. 
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Figura 60 
A partir de determinado instante, ocorre a solidificação do ataque N, isolando no 
interior da peça uma certa quantidade de metal líquido (Figura 61) que se 
solidifica e contrai (Figura 62). 
Figura 61 
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Figura 62 
Quando a solidificação termina, constata-se a existência de um rechupe (Figura 
63), pois a contração ocorrida até então não foi compensada pela chegada de 
mais metal líquido, isto é, a peça não foi alimentada . 
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Figura 63 
4.2.2 Objetivo do Uso 
O massalote é uma reserva de metal líquido, adjacente à peça, cujo objetivo é 
fornecer metal líquido para compensar a contração no estado líquido e durante a 
solidificação, isto é, alimentar a peça a fim de evitar a formação de rechupes. 
Um massalote adjacente à parte da peça que se solidifica por último, ou seja, 
adjacente ao ponto quente da peça deve deslocar este ponto quente (Figura 64) 
de maneira que o rechupe seja formado no massalote (Figura 65) e não na peça. 
Figura 64 Figura 65 
Nas operações de acabamento, separa-se da peça o sistema de massalotes e o 
sistema de canais e obtém-se a peça sã, bruta de fundição (Figura 66). 
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Figura 66 
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Para alimentar uma peça, de maneira satisfatória e econômica, o sistema de 
alimentação, isto é, os massalotes devem atender as seguintes exigências: 
• local izar-se junto às partes da peça que se solidificam por último; 
• solidificar-se depois das partes da peça que eles têm que alimentar; 
• conter quantidade de metal líquido suficiente para compensar a contração 
das partes da peça a serem alimentadas; 
• atuar com pressão máxima durante todo o período de solidificação da 
peça; 
• ter o menor volume possível a fim de reduzir o custo. 
4.2.3 Formas 
Os massalotes podem ser classificados em: 
• massalotes diretos e massalotes laterais; 
• massalotes abertos e massalotes cegos; 
• massalotes lineares e massalotes aneliformes . 
Classificam-se como massalotes diretos os que possuem seção de ligação numa 
superfície superior da peça e como massalotes laterais aqueles cuja seção de 
ligação situa-se numa superfície lateral da peça. 
Massalote aberto é aquele cuja cavidade comunica-se com a atmosfera e 
massalote cego é o que possui cavidade que não atinge a superfície da caixa 
superior. As Figuras 67, 68, 69 e 70 apresentam, respectivamente, as formas de 
um massalote: 
• direto aberto; 
• direto cego; 
• lateral aberto; 
• lateral cego . 
INl:IAÇÃO à Fundição 
Figura 67 Figura 68 
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Figura 69 Figura 70 
Massalote linear (Figura 71) é o que possui uma seção de ligação que se .estende 
ao longo de uma face da peça. Massalote aneliforme (Figura 72) tem a forma de 
um anel e sua seção de ligação acompanha a forma da peça. 
Figura 71 
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Figura 72 
4.2.4 Solidificação Dirigida 
Uma peça fundida possui seções de diferentes espessuras. Normalmente, as 
partes mais finas solidificam-se antes que as mais maciças e, dessa forma, uma 
parte mais maciça alimenta as partes mais finas que lhe são adjacentes. Por isso, 
o massalote deve localizar-se na parte da peça que se solidifica por último, pois 
esta não é alimentada por nenhuma outra parte da peça. 
Portanto, a ordem de solidificação das diferentes seções de uma peça deve ser 
das mais afastadas para a mais próxima do massalote, isto é, deve-se ter uma 
solidificação dirigida da peça para o massalote . 
A Figura 73 apresenta uma peça que possui seções com três espessuras 
diferentes. Em cada uma das seções traçou-se um circulo inscrito. Quanto menor 
o diâmetro do círculo inscrito mais rapidamente solidifica-se a seção 
correspondente . 
Como d 1 > d2 > d3 , a ordem de solidificação é: 
• seção C; 
• seção B; 
• seção A. 
A seção C é alimentada pela seção B e esta pela seção A. Para evitar a formação 
-
INICIAÇÃO à Fumfição 
de rechupe na seção A, o massa lote M fornece-lhe metal líquido desde o final do 
enchimento do molde até o final da solidificação da peça. Tem-se, portanto, uma 
solidificação dirigida da seção C ao massalote M. 
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Figura 73 
Na peça da Figura 74, tem-se d1 > d2 e d2 e d2 < d3• A ordem de solidificação das 
diferentes seções é: 
• seção B; 
• seção C; 
• seção A. 
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INEIAÇÃO à f1nlção 
A seção A é alimentada pelo massalote M e a seção B pela seção A. Mas, como a 
seção B solidifica-se antes da C, esta não é alimentada, por isso, forma-se um 
rechupe R nesta última seção. 
Portanto, apesar da utilização de massalote não se evita a formação de rechupe 
na peça . 
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Figura 74 
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51 
INEIAÇÃO à Ftmdição 
Pode-se resolver a dificuldade apresentada na peça da figura anterior utilizando 
algum dos seguintes recursos: 
• mudança da posição da peça no molde; 
• uso de produto exotérmico; 
• uso de resfriador; 
• mudança da forma da peça. 
No primeiro caso, moldando-se a peça no sentido horizontal e alimentando a 
seção A com um massa lote M1 e a seção C com um massalote M2 (Figura 75) 
consegue-se dirigir a solidificação da seção B para cada um dos massalotes e 
evita-se a formação de rechupe na peça. 
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Figura 75 
Deixando inserida no molde uma plaqueta exotérmica, a nível da seção B, o 
contato do metal quente com o produto exotérmico libera calor e, como 
conseqüência, atrasa-se a solidificação da seção B para que a ordem de 
solidificação seja: 
• Seção C; 
• Seção B; 
• Seção A; 
• Massalote M. 
Em lugar de retardar a solidificação da seção B, pode-se acelerar a solidificação 
da seção C, a fim de obter a solidificação dirigida da seção C para o massalote M . 
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Acelera-se a solidificação de determinada seção quando se intensifica a 
velocidade local de extração de calor, isto é, quando se usa resfriador . 
A Figura 76 ilustra a formação de casca de metal sólido quando: 
• emprega-se apenas o massalote M e forma-se rechupe na seção C; 
• uti liza-se plaqueta exotérmica para dirigir a solidificação e evita-se a 
formação e rechupe na peça; 
• utiliza-se resfriador para dirigir a solidificação e evita-se a formação de 
rechupe na peça . 
Figura 76 
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INl:IAÇÃO à Fundição .-~~--------------------------------------------~· .... 
Para obter solidificação dirigida da seção C para o massalote M, pode-se também 
alterar a forma da peça na seção B, prevendo-se uma sobre espessura de metal 
de ta l forma que se obtenha d1 > d'2 > d"2 > d3 (Figura 77). 
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5. AREIAS DE MOLDAÇÃO 
Os materiais utilizados na fabricação de moldes em fundição são, principalmente , 
areia e metal. Os moldes metálicos são empregados sobretudo, em fundição sob 
pressão e em fundição em coquilha . 
A grande maioria da tonelagem de fundidos é obtida em moldes confeccionados à 
base de areia, em moldação manual e mecanizada . 
Uma areia de moldação é constituída essencialmente por grãos refratários da 
areia-base e pelo aglomerante destes grãos. Há variedade tanto de areia-base 
como de aglomerantes . 
5.1 Areia Sílico-Argilosa Sintética 
Entre as areias de moldação, uti liza-se mais comumente a areia sílica-argilosa 
sintética ou areia a verde, cuja areia-base é a sílica e cujo aglomerante é uma 
mistura de argila e água . 
5.1.1 Areia-Base 
A sílica de densidade relativa igual a 2,65 funde-se a 1.725'C. Os grãos de sílica 
cacaracterizam-se pela forma, estrutura e dimensão. Quanto à forma, os grãos de 
sílica podem ser arredondados, angulares ou subangulares (Figura 78) e, quanto 
à estrutura, eles podem ser compactos ou aglomerados (Figura 79) . 
A determinação da forma e estrutura dos grãos é feita pela análise dos mesmos 
em microscópio estereoscópico . 
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Grãos arredondados Grãos subangulares 
Figura 78 
Grãos compactos 
Figura 79 
Grãos regulares 
Grãos aglomerados 
Quanto às dimensões, os grãos são classificados pelo tamanho médio dos de 
uma amostra uti lizada no ensaio de granulometria. O tamanho médio dos grãos é 
traduzido pelo índice ou módulo de finura da areia-base, calculado segundo o 
método de ensaio. Quanto maior o módulo de finura mais fina é a areia, isto é, 
menor é o tamanho médio dos grãos. Desta forma, uma areia de módulo 90 AFS 
é mais fina que uma areia de módulo 60 AFS. 
5.1.2 Argila 
Argila é um material constituídopor silicatos de alumínio hidratados. A argila tem 
a propriedade de absorver água adquirindo plasticidade e coesão. Existem 
diferentes tipos de argi la. Em fundição, uti liza-se, geralmente, as bentonitas, sob a 
forma de partículas de dimensões inferiores a 0,02 mm, ou seja, 20 µm. 
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Adicionando-se água a uma mistura de grãos de sílica e argila, esta absorve a 
água e, por ação mecânica, envolve os grãos de sílica ligando-os entre si , isto é, 
aglomerando-os. Uma areia assim preparada pode ser trabalhada, ou seja, 
utilizada na moldação. Uma areia nova preparada para moldação pode ter a 
seguinte composição: 
100 partes de sílica 
1 O partes de argila 
3 partes de água . 
5.1 .3 Produtos de Adição 
Além da areia-base, da argi la e da água, costuma-se adicionar à areia de 
moldação outros produtos, a fim de melhorar alguma propriedade da mesma . 
Existem diferentes aditivos para areia de moldação. Todos eles apresentam 
efeitos colaterais positivos ou não. Por isso, recomenda-se prudência em sua 
utilização. Como efeitos positivos - que ocorrem devido à utilização de produtos 
de adição - podem ser citados: 
• redução de reações entre molde e metal; 
• melhoria de acabamento superficial; 
• melhoria de resistência a temperaturas elevadas; 
• maior facilidade de desagregação da areia na desmoldagem . 
5.1.4 Recuperação e Regeneração 
Tendo sido usada na confecção de um molde, uma areia sílica-argilosa é 
recuperada e regenerada para utilização posterior. Geralmente, após a 
desmoldagem, a areia: 
• encontra-se quente e seca; 
• apresenta torrões; 
• contém pedaços metálicos . 
INICIAÇÃO à FumliÇão 
A recuperação dessa areia consiste em eliminar os pedaços metálicos, quebrar os 
torrões, resfriar, se necessário, peneirar e estocá-la. 
Devido ao aquecimento da areia com o vazamento dos moldes, parte da argila é 
queimada, perde a capacidade de absorver água e, conseqüentemente, o seu 
poder aglomerante. 
A regeneração da areia recuperada consiste em prepará-la a fim de conferir lhe, 
novamente, as propriedades necessárias a uma areia de moldação. Isto é 
atingido ao acrescentar à areia recuperada uma quantidade de argila 
correspondente à queimada e água. Esses constituintes são misturados de 
maneira homogênea e, em seguida, a areia é distribuída na área de moldação. Se 
for o caso, introduz-se na regeneração o ou os produtos de adição. 
5.1.5 Propriedades 
Como propriedades requeridas de uma areia de moldação, e principalmente, de 
uma areia sílica-argilosa podem ser citadas: 
• moldabilidade; 
• resistência mecânica; 
• permeabilidade. 
A moldabilidade é a propriedade que traduz a facilidade da areia em reproduzir 
todas as formas do modelo. A Figura 80 ilustra o enchimento de uma cavidade 
com três amostras de areia não socada. Observa-se que a areia da amostra a 
possui melhor moldabilidade que a areia das duas outras amostras. 
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Um aspecto dessa propriedade é a aptidão à socagem, que corresponde a uma 
compactação homogênea nas diferentes partes de um molde. A Figura 81 ilustra 
o comportamento de duas areias após socagem de mesma intensidade. Diz-se 
que a aptidão à socagem da areia a é melhor que a da areia b . 
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Figura 81 
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Resistência mecânica da areia é a sua resistência aos esforços de extração do 
modelo, manipulação do molde, colocação de machos e ao fluxo de metal durante 
o vazamento. A areia dos moldes a das Figuras 82 e 83 possui melhor resistência 
mecânica que a areia dos moldes b. Uma areia ideal deveria ser líquida, durante a 
moldação, para melhor reproduzir as formas do modelo; sólida, entre a extração 
59 
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~ INICIAÇÃO à Fundição ---------------------------------------~ 
do modelo e a solidificação do metal vazado no molde; e compressível, após a 
solidificação, para não se opor à contração da peça que se resfria. 
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Figura 82 
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Figura 83 
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(b) 
(d) 
Com o enchimento dos moldes, gases provenientes: 
• do ar contido na cavidade; 
• da combustão dos produtos componentes da areia; 
• da evaporação da água da areia 
• do metal em solidificação 
não devem ficar envolvidos por metal, pois causariam defeitos nas peças. Para 
permitir a saída dos gases, a areia do molde deve ter boa permeabilidade (Figura 
84). 
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Figura 84 
5.1.6 Controles 
Para determinar as características da areia-base, a constituição de uma areia 
recuperada e as propriedades de uma areia pr~parada para a moldação são feitos 
ensaios e análises. Controla-se, assim, a areia de moldação. Quanto à areia-
base, interessa determinar principalmente: 
• forma e estrutura dos grãos; 
• módulo de finura. 
Numa areia usada, recuperada, controlam-se geralmente: 
• o teor total em argila; 
• o teor em matérias voláteis; 
• a proporção de argila ativa, isto é, de argila não queimada. 
Numa areia preparada para a moldação, controlam-se geralmente: 
• a umidade; 
• a moldabilidade; 
• a permeabilidade; 
• a resistência à compressão e ao cisalhamento. 
61 
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5.2 Outras Areias-Base 
Além da sílica, outras areias-base são empregadas em fundição, mas em menor 
escala, devido a seu custo mais elevado. 
A zirconita é um silicato de zircônio. Possui densidade igual a 4,7 e ponto de 
fusão 2.500'C. 
A cromita é constituída principalmente por óxidos de cromo e ferro. Possui 
densidade da ordemde 4,5 e ponto de fusão igual a 2.200'C. 
A olivina é um mineral constituído essencialmente por ortosilicato de magnésio e 
ferro. Possui densidade da ordem de 3,4 e ponto de fusão igual a 1.800'C . 
Apresenta uma coloração verde-oliva, razão de seu nome. 
A chamote é uma argila refratária calcinada, britada e classificada. 
A areia corindon é artificialmente obtida pela fusão de bauxita com baixo teor em 
sílica. É constituída por aproximadamente 95% Ab03. Possui densidade da ordem 
de 4,0 e ponto de fusão igual a 2.000'C. 
5.3 Areias Especiais 
As areias de moldação não aglomeradas por argila e água são chamadas areias 
especiais. Entre as areias especiais utilizadas em moldação pode-se citar: 
• areia cimento constituída por sílica, cimento e água; 
• areia silicato de sódio - C02 em que a cura se dá ao gasar com C02 uma 
mistura constituída por sílica e silicato de sódio; 
• areia furânica constituída por sílica, resina furânica e catalisador; 
• areia Shell constituída por grãos de sílica cobertos por resina. Sua cura dá-
se quando esta mistura é aquecida. 
62 
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6. LIGAS UTILIZADAS EM FUNDIÇÃO 
As peças fundidas são constituídas por ligas metálicas. Uma liga metálica é um 
sistema físico-químico contendo mais de um elemento, sendo que pelo menos um 
deles é metal. As ligas metálicas utilizadas em fundição dividem-se em dois 
grandes grupos: 
• ligas ferrosas; 
• ligas não ferrosas . 
Ligas ferrosas são aquelas em que o ferro é o principal elemento da composição 
química. Para situar entre si as diferentes ligas, citam-se, a seguir, referências de: 
• composição química; 
• temperatura de fusão; 
• coeficiente de contração linear; 
• peso específico; 
• limite de resistência à tração; 
• alongamento após ruptura. 
Limite de resistência à tração e alongamento após ruptura são características 
mecânicas determinadas num ensaio de tração. Este ensaio consiste em tracionar 
um corpo de prova até à ruptura . 
O limite de resistência à tração é dado pela expressão: 
L - Lo 
e o alongamento após ruptura por: A = 1 x 100 
Lº 
Nestas expressões têm-se: 
Fm carga máxima suportada pelo corpo de prova tracionado até a ruptura 
8 0 área inicial da seção reta da parte útil do corpo de prova 
L0 distância inicial entre duas referências situadas na parte útil do corpo de 
prova 
63 
INICIAÇÃO à Fumfição 
Lr distância entre as mesmas referências após a ruptura 
O alongamento após ruptura traduz a capacidade de deformação do material. 
6.1 Ligas Ferrosas 
As ligas ferrosas são classificadas em aços e ferros fundidos. Os aços e ferros 
fundidos comuns são basicamente ligas constituídas pelos elementos: ferro, 
carbono, silício, manganês, fósforo e enxofre. Quando são incluídos, 
voluntariamente, outros elementos ou algum desses em teores mais elevados, a 
fim de melhorar características físico-químicas ou mecânicas, têm-se aços e 
ferros fundidos ligados. 
6.1.1 Aços fundidos ao Carbono 
Estes são aços comuns, isto é, aços que não apresentam elementos de liga . 
Como referência de composição química podem ser citados: 
Carbono 0,10 - 0,60 % 
Silício 
Manganês 
Fósforo 
Enxofre 
0,10 - 0,50 % 
0,30 - 0,80 % 
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Ferro em teor necessário para completar 100% de liga. 
A temperatura de fusão dos aços carbono é da ordem de 1.500'C. 
O seu coeficiente de dilatação linear é da ordem de 1,8 - 2%, enquanto que o 
peso específico no estado sólido é de 7 ,9 kgf/dm3. 
As fa ixas de limite de resistência à tração e alongamento após ruptura 
são,respectivamente, da ordem de 400 - 500 MPa e 18 - 25 %. 
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6.1.2 Ferros Fundidos Não Ligados 
Os ferros fundidos não ligados são constituídos pelos mesmos elementos que os 
aços carbono, mas com teores em faixas diferentes. Como referência de 
composição química citam-se: 
Carbono 2,40 - 3,80 % 
Silício 
Manganês 
Fósforo 
Enxofre 
0 ,80 - 2 ,20 % 
0,20 - 0,80 % 
< 0 ,30 % 
< 0,15 % 
Ferro em teor necessário para completar 100% de liga. 
Os ferros fund idos não ligados podem, ou não, apresentar carbono livre em sua 
microestrutura. Esse carbono livre, de coloração escura, chama-se grafita. Os 
ferros fundidos que não apresentam grafita são chamados ferros fundidos 
brancos e os que a apresentam são classificados segundo a forma dessa grafita, 
que pode ser: 
• lamelar (Figura 85); 
• esferoidal (Figura 86); 
• vermicular (Figura 87); 
• nodular (Figura 88) . 
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Figura 85 Figura 86 
65 
INICIAÇÃO à Fumfição 
Figura 87 Figura 88 
A forma natural da grafita é a lamelar. O ferro fundido não ligado com grafita sob a 
forma de lamelas é denominado ferro fundido cinzento e representado por FC. 
A realização de determinadas operações no metal líquido, pouco antes do 
vazamento, promove a precipitação do carbono sob a forma de grafita esferoidal 
ou vermicular. Os ferros fundidos assim obtidos são chamados, respectivamente, 
ferro fundido com grafita esferoidal e ferro fundido com grafita vermicular. 
O ferro fundido com grafita em nódulos é denominado ferro fundido maleável. A 
fabricação de uma peça em ferro fundido maleável compreende, 
obrigatoriamente, duas etapas: 
• obtenção de peças brutas de fundição em ferro fundido branco; 
• realização de um tratamento térmico para tornar maleável o ferro fundido; 
como conseqüência ocorre a formação de grafita em forma de nódulos . 
Existem dois tipos de ferro fundido maleável: 
• de núcleo branco; 
• de núcleo preto. 
Tratamento térmico é um ciclo térmico a que são submetidas as peças no estado 
sólido. Um ciclo de tratamento térmico (Figura 89) consiste em: 
• aquecimento a determinada temperatura; 
• manutenção a essa temperatura durante certo tempo; 
• resfriamento. 
66 
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Figura 89 
Os ferros fundidos maleáveis e os ferros fundidos com grafita esferoidal 
constituem os ferrosa fundidos "dúteis", pois apresentam alta dutilidade quando 
comparados ao ferro fundido cinzento e ao ferro fundido branco. 
A realização de tratamentos térmicos em peças brutas de fundição conduz à 
alteração de suas características. Nota-se, assim, que a composição química não 
é o único fator que determina as características de utilização de uma peça 
fundida, pois estas dependem de: 
• composição química; 
• condições de solidificaçãoe resfriamento; 
• condições de elaboração do metal líquido; 
• tratamentos térmicos. 
O quadro seguinte relaciona, a título indicativo, algumas características de ferros 
fundidos: 
Quadro 2 
Ferro Temp. de Coef. De Peso LR %A Fundido fusão (Cº) contração específico (MP a) 
linear (%) (kgf/dm3) 
Cinzento 11 50 1 7,3 100-400 o 
Esferoidal 1200 1,2 7,2 380 - 900 2 - 15 
Maleável 1300 2 7,7 350 - 700 2 - 18 
INR:IAÇÃD à Fundição 
6.2 Ligas Não-Ferrosas 
Ligas não-ferrosas mais utilizadas em fundição: 
• ligas de cobre; 
• ligas de alumínio; 
• ligas de zinco; 
• ligas de magnésio. 
6.2.1 Ligas de Cobre 
As ligas de cobre são principalmente: 
• liga de cobre e estanho chamada bronze, contendo de 5 a 20% de 
estanho; 
• liga de cobre e zinco chamada latão, contendo de 1 O a 40% de zinco; 
• liga de cobre e alumínio chamada cupro-alumínio, contendo de 5 a 12% de 
alumínio. 
O quadro seguinte relaciona, a título indicativo, algumas características de ligas 
de cobre: 
Quadro 3 
Liga Temp. de Coef. De Peso LR %A fusão (Cº) contração específico (MPa) 
linear (%) (kgf/dm3) 
Cu-Sn 950- 1050 1,2 - 1,5 8,8- 9,3 150- 300 5 - 30 
Cu-Zn 900 - 1000 1,5 - 1,8 8,5 150- 700 10-20 
Cu-AI 1050 1,4- 1,5 7,5 500 - 600 5 - 16 
6.2.2 Ligas de Alumínio 
As principais ligas de alumínio são: 
• liga de alumínio e silício, contendo de 3,5 a 22% de silício; 
• liga de alumínio e cobre, contendo de 5 a 10% de cobre; 
• liga de alumínio e magnésio, contendo de 3 a 10% de magnésio: 
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• hga de alumínio e zinco, contendo 5% de zinco . 
O quadro seguinte relaciona, a título indicativo, algumas características de ligas 
de alumínio: 
Quadro 4 
Temp. de Coef. De Peso LR Liga fusão (Cº) contração específico (MP a) %A linear(%} (kgf/dm3} 
AI-Si 650- 700 1, 1 - 1,3 2,6 - 2,7 100- 200 0,5 - 4 
AI-Cu 600- 650 1,2 - 1,4 2,8 - 2,9 150- 300 0,2 - 5 
Al-Mg 600 - 650 1,1-1,4 2,6 - 2,7 150- 200 4 - 7 
Al-Zn 660 1,5 2,8 200 4 
6.2.3 Ligas de Zinco 
As principais ligas de zinco são: 
• liga de zinco e alumínio, contendo 4% de alumínio, conhecida como liga 
ZAMAK; 
• liga de zinco e alumínio, contendo de 11 a 13% de alumínio, conhecida 
como liga ILZRO- 12; 
• liga de zinco, alumínio e cobre, contendo aproximadamente 4% de 
alumínio e 3% de cobre, conhecida como liga KAYEM . 
O quadro seguinte relaciona , a título indicativo, algumas características de ligas 
de zinco: 
Quadro 5 
Liga Temp. de Coef. De Peso LR %A fusão (Cº) contração específico (MPa) linear (%) (kgf/dm3) 
ZAMAK 386 0,4 - 0,5 6,65 300 3-8 
ILZR0-12 43,0 0,9 - 1,2 6,0 300 4 
KAYEM 360 - 390 0,6 - 1 6,65 200 1 - 2 
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6.2.4 Ligas de Magnésio 
As principais ligas de magnésio são: 
• liga de magnésio, alumínio e zinco, contendo de 5 a 10% de alumínio e de 
0,2 a 3% de zinco; 
• liga de magnésio, zircônio e zinco, contendo de 0,4 a 1 % de zircônio e de 1 
a 6% de zinco. 
Apresentam-se, a seguir, algumas de suas características, a título indicativo: 
• temperatura de fusão: 600 - 650'C 
• coeficiente de contração linear: 1,2 - 1,5% 
• peso específico: 1,8 :- 1,9 kgf/dm3 
• limite de resistência à tração: 15 - 30 kgf/mm2 
• alongamento após ruptura: 3 - 10% 
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7. FORNOS DE FUSÃO 
Os fomos de fusão utilizados em fundição possuem diferentes formas e fontes de 
aquecimento . 
7.1 Classificação Segundo o Tipo de Aquecimento 
Segundo o tipo de aquecimento, os fornos de fusão podem ser classificados em: 
• fornos a óleo; 
• fornos a gás ; 
• fornos elétricos; 
• fornos a coque . 
A Figura 90 apresenta um forno de cadinho tipo poço, aquecido pela queima de 
óleo combustível e a Figura 91 mostra um forno de cadinho, tipo poço, aquecido 
pela queima de coque . 
Figura 90 
Figura 91 
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7 .2 Fornos Elétricos 
Os fornos elétricos dividem-se em: 
• fornos de resistência; 
• fornos a arco; 
• fornos de indução. 
Nos fornos de resistência, a passagem de corrente elétrica pela resistência 
aquece-a e esta irradia calor que pre-aquece, funde e sobreaquece o metal. A 
resistência pode encontrar-se no exterior (Figura 92) ou no interior (Figura 93) do 
forno. 
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Figura 92 Figura 93 
Nos fornos a arco, cria-se uma diferença de potencial entre eletrodos de tal forma 
que haja a emissão de faísca elétrica ou arco que, pelas elevadas temperaturas 
atingidas, preaquece, funde e sobreaquece o metal direta ou indiretamente. A 
Figura 94 esquematiza um forno a arco direto e a Figura 95 um forno a arco 
indireto. 
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Figura 94 
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Figura 95 
Nos fornos elétricos de indução, a corrente elétrica alternada que passa por uma 
bobina gera corrente elétrica induzida na carga metálica que, por sua resistência 
elétrica, é aquecida, fundida e sobreaquecida. 
Os fornos elétricos de indução dividem-se em dois tipos: 
• forno de cadinho (Figura 96); 
• forno com canal (Figura 97) . 
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Figura 96 
73 
INlCIAÇÃO á Fumfição ~------~----~------------------------
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Figura 97 
7.3 Cubilô 
Cubilô é o forno de fusão típico das fundições de peças em ferro fundido cinzento. 
Enquanto que os outros tipos de fornos de fusão podem ser utilizados para fund ir 
diferentes ligas, no cubilô funde-se apenas ferro fundido. 
O cubilô é um forno tipo coluna, ao longo da qual distinguem-se as partes: 
• pés-suporte do forno; 
• cadinho; 
• coluna propriamente dita; 
• chaminé. 
A Figura 98 esquematiza um cubilô comum. 
74 
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