Fundição em moldes refratários e moldes metálicos

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PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
 
FUNDIÇÃO EM MOLDES REFRATÁRIOS 
DIFERENTES DE AREIA 
 
 Moldes cerâmicos. 
 Moldes de gesso. 
 Moldes de grafite. 
 Moldes de carboneto de silício. 
FUNDIÇÃO EM MOLDES CERÂMICOS 
Pastas cerâmicas de elevada fluidez. 
 Altíssima precisão dimensional. 
 Altíssima qualidade de acabamento. 
 Um vazamento por molde. 
 Considerados processos de fundição de 
precisão. 
- Cera perdida. 
- CLA. 
- CLV. 
- Replicast. 
TECNÓLOGO EM FABRICAÇÃO MECÂNICA 
DISCIPLINA DE PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
 
 
 
- SHAW. 
 
 
PROCESSO EM CERA PERDIDA 
 China, 1.700 A.C. (esculturas, ornamentos e 
jóias). 
 Importância comercial e industrial: década de 
40, fabricação de componentes de precisão para a 
indústria aeronáutica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Moldes metálicos, usinados com grande 
precisão. 
 Aquecimento em forno para remoção da cera. 
 Vazamento por gravidade, pressão ou 
centrifugação. 
 Desmoldagem por quebra dos moldes. 
 Aplicável a qualquer tipo de liga. 
 Geometrias complexas e seções reduzidas são 
possíveis. 
 Restrições ao peso dos produtos: poucos quilos. 
 Elevado custo de equipamentos, ferramental e 
mão de obra. 
 
 
 
 
FUNDIÇÃO EM MOLDES METÁLICOS 
 
 Fabricados em ferro fundido, aços resistentes ao 
calor, ligas Cr/Ni e Be/Cu. 
 Confeccionados por processos de conformação 
sofisticados (p.ex. eletro-erosão). 
 Requerem alta qualidade de acabamento 
superficial e precisão dimensional. 
 Devem ser providos de canais, marcações de 
macho, respiros para saída de ar e vapores e 
alimentadores. 
 Devem ser providos de mecanismos de 
fechamento do molde e de ejeção do fundido. 
 Vida útil é função do tipo e Tf da liga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vantagens sobre moldes colapsáveis: 
 Alta produtividade (facilidade de 
desmoldagem). 
 Eliminação das etapas de desmoldagem e 
limpeza do produto. 
 Tempo total de solidificação reduzido (refino 
de grão por extração de calor). 
 Custo operacional reduzido. 
 
Desvantagens sobre moldes colapsáveis: 
 Custo elevado de moldes e equipamentos. 
 Moldes requerem elevada qualidade de 
confecção. 
 Maiores restrições quanto à geometria. 
 Limitado a materiais de reduzida taxa de 
contração (coquilha não colapsável: trincas no 
fundido). 
 Custo inicial elevado + custo operacional 
baixo: utilização para altas taxas de produção 
(sistemas automatizados). 
 
 
 
 
 
 
 
Processos classificados de acordo com o modo de 
preenchimento do molde: 
 
 Fundição por gravidade. 
 Fundição sob pressão. 
- Injeção em câmara quente. 
- Injeção em câmara fria. 
- Processo Acurad. 
- Injeção em atmosfera controlada. 
- Fundição em baixa pressão. 
 Fundição a vácuo. 
 Fundição por compressão. 
 Processos envolvendo centrifugação: 
- Fundição por centrifugação total. 
- Fundição por centrifugação parcial. 
- Preenchimento por centrifugação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUNDIÇÃO POR GRAVIDADE 
 
Técnica (ciclo de operação): 
 Preparo do molde: limpeza com jatos de ar ou 
escova; aspersão de lubrificantes e/ou 
revestimentos. 
 Controle da temperatura. 
 Montagem dos machos (refratários ou 
metálicos). 
 Vazamento, pela parte superior ou por canais 
que dão entrada ao líquido pela parte inferior. 
 Abertura para extração do produto (o mais 
rápido possível para que as contrações do 
resfriamento não sejam restringidas pelo molde 
não colapsável). 
 Início de um novo ciclo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Confecção da coquilha: 
 Geralmente por fundição e usinagem de ferro 
fundido ou aço forjado. 
- Ligas Cr/Ni: ligas de maior P.F. 
- Ligas Be/Cu: ligas de Cu. 
 Confeccionados em partes desmontáveis e 
facilmente encaixáveis. 
 Na confecção devem ser considerados a expansão 
e contração térmicas do material do molde 
(coquilha). 
 As paredes do molde não devem apresentar 
espessuras muito dissimilares, de modo a 
minimizar os gradientes térmicos. 
 
 
 
 
 
Utilização: 
 Adequado a médios e altos volumes de 
produção, principalmente ligas não-ferrosas 
 Fundidos com espessuras de parede não muito 
dissimilares. 
 Não indicado para produtos com espessuras de 
parede inferiores a 7 mm (elevada extração de 
calor). 
 Geometrias simples. 
 Limites de pesos típicos: 
- Ligas de Al: 70 Kg 
- Ligas de Mg: 25 Kg 
- Ferros fundidos: 15 Kg 
- Ligas de Cu: 10 Kg 
 
 
Qualidade do produto 
 Superior a moldagem em areia. 
 Estrutura mais refinada e com menos 
porosidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO 
 
 Vazamento sob pressão: garante o total 
preenchimento do molde. 
 Pressões da ordem de até 70 Kgf/cm2, 
mantidas até o final da solidificação. 
 Moldes confeccionados com ligas especiais: 
- Resistência à temperatura e abrasão. 
- Aços Cr, aços ferramenta. 
 Pode-se produzir mais de uma peça a cada 
ciclo. 
 Machos metálicos ou refratários. 
 Molde e câmara de injeção pré-aquecidos e 
revestidos com lubrificantes. 
 
Produtos 
- Alta qualidade superficial e precisão 
dimensional. 
- Paredes finas e geometrias complexas. 
- Estrutura refinada, boas propriedades 
mecânicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Limitações: 
- Alto custo de equipamentos e ferramental. 
- Não permite a fabricação de fundidos 
com cavidades complexas. 
- Limites quanto às dimensões. 
- Forte turbulência no preenchimento do 
molde pode levar à porosidades e 
inclusões. 
 
Aplicações: 
- Ampla aplicação comercial para médias e 
altas taxas de produção, com fundidos de 
pequenas e médias dimensões. 
- Ligas de Al, Cu e Zn. 
- Facilidade de automação: altas taxas de 
produção. 
- Alta produtividade, reduzido custo 
operacional e alta qualidade. 
Variações do processo: 
 Injeção em câmara quente. 
 Injeção em câmara fria. 
Processo Acurad 
 Injeção em atmosfera controlada. 
 Fundição a baixa pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSO DE INJEÇÃO EM CÂMARA 
QUENTE 
 
 Antigo: Uso comercial significativo nos anos 
50, pouco utilizado atualmente. 
 Câmara de injeção imersa no líquido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Operação: 
 Câmara preenchida com metal líquido. 
 Pistão desce impulsionando o metal para o 
molde. 
 Metal preenche a cavidade do molde. 
 Pistão retrocede para a posição 
inicial. 
 
 
 
- Pressões reduzidas: 0,2 a 3 Kg/cm2. 
- Equipamento com reduzida vida útil. 
- Restrito a metais de baixas Tf (Zn, Pb, Sn). 
- Adequado a ligas reativas, tais como Mg, pois 
previne o contato com a atmosfera.PROCESSO DE INJEÇÃO EM CÂMARA FRIA 
Unidades de injeção e de manutenção do líquido 
são independentes. 
 
Operação 
 Metal é transferido da panela para a câmara de 
pressão próximo ao molde. 
 A alimentação do líquido na câmara de injeção 
pode ser manual ou com braços mecânicos. 
 O pistão impulsiona o metal para a cavidade 
do molde. 
 
Pistão: vertical ou horizontal 
 Pistão vertical: menor turbulência, menor 
contaminação do fundido com óxidos 
provenientes da superfície do metal em contato 
com o pistão. 
 Pistão horizontal: mais popular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pressões maiores do que no processo de injeção em 
câmara quente. 
Pressão de trabalho é função do tipo de metal, 
espessura de parede, etc. (varia entre 3 a 20 
Kgf/cm2). 
Turbulência maior do que no processo câmara 
quente. 
 
Aplicação: 
 Taxas elevadas de produção: 150 - 250 
ciclos/hora (pode chegar a 500 ciclos/hora). 
 Permite maiores temperaturas de trabalho: 
pode-se fundir ligas de Al, Mg, Cu e aços. 
 - Vida útil dos moldes: 
 Elevada. 
 Construídos em aços especiais (severas 
condições de trabalho). 
 
MATERIAL (ligas) VIDA ÚTIL (ciclos) 
Alumínio 20.000 
Cobre 100.000 
Magnésio 300.000 
Zinco 1.000.000