Bloco de Motor em Alumínio

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
 
TRABALHO DE FUNDIÇÃO:
Bloco de Alumínio
Belo Horizonte
2015
TRABALHO DE FUNDIÇÃO:
Bloco de Alumínio
Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Fundição, no Curso de Engenharia Mecânica, no Centro Universitário Newton Paiva.
Professor: Eduardo Hiroshi Takahashi
Belo Horizonte, 27 de Abril de 2015
1 BLOCOS DE MOTOR
Os fornecedores de blocos de motor estão constantemente se esforçando para fabricar blocos melhores e mais leves, a fim de melhorar e aumentar a eficiência dos automóveis. O bloco de motor (ou bloco de cilindros) é a parte maior e mais complexa peça de metal usada num motor de combustão interna em que as outras partes importantes do motor são montadas. Geralmente, é produzida por meio da fundição.
O bloco do motor por si só representa entre 3 a 4% do peso total do veículo médio. Assim, desempenhou um papel fundamental em todas as considerações de redução de peso. Ligas de fundição de alumínio, como um substituto para o ferro fundido tradicional pode significar uma redução no peso do bloco do motor, entre 40 e 55%, mesmo que a dosagem mais baixa de alumínio em relação ao ferro fundido cinzento é considerada.
A aplicação de blocos de motor em alumínio começou em motores a gasolina no final de 1970. Devido aos requisitos mais exigentes, no entanto, a substituição de ferro fundido era muito limitada em motores a diesel até meados de 1990. Somente com os números crescentes de motores a diesel, a necessidade de utilizar critérios de projetos mais leves foi ficando mais e mais importante para os motores a diesel reduzir o peso do bloco para aumentar a eficiência. Por volta de 2005, a cota de mercado de blocos de motor em alumínio chegou a 50% e sua penetração no mercado está aumentando ainda mais. Hoje, blocos para motores à gasolina são geralmente feitos de alumínio e com os desenvolvimentos em curso de liga de alumínio, a sua aplicação também está em forte crescimento em blocos de motor a diesel.
Números de produção de blocos de motor na Europa Ocidental (ferro cinzento - cinza e Ligas de alumínio - rosa)
Para além da potencial leveza, usando as ligas de alumínio para a produção de blocos de cilindros temos mais benefícios, tais como a condutividade térmica melhor em comparação com ferro fundido cinzento. Tendo em conta que praticamente todos os pistões e a maioria das cabeças dos cilindros também são feitos de alumínio, a utilização de um material similar também elimina os problemas de compatibilidade entre ferro fundido cinzento e alumínio. Como um exemplo, a acumulação de elevadas tensões térmicas durante o arranque e após a paragem do motor, devido à expansão térmica diferente pode ser evitado.
Ferro fundido cinzento e blocos de motor em alumínio HPDC
HPDC é uma injetora de alta pressão para a fabricação de blocos de motor
A utilização de alumínio para aplicações em motores requer uma abordagem eficaz do sistema que abrange todos os componentes principais: o bloco do motor, a cabeça do cilindro, o pistão e, se for o caso, também as camisas dos cilindros. No que diz respeito ao bloco do motor, que é essencial para se adaptar a sua concepção, o processo de moldagem aplicada, a composição da liga selecionada e tratamento térmico, bem como o método utilizado para garantir uma qualidade de superfície apropriado cilindro furo.
1.1 - Requisitos para blocos de motor em alumínio
A aplicação de alumínio para blocos de motor apresenta um certo desafio, em especial no que diz respeito a motores a diesel. A rigidez necessária e a força, a concretização de um conceito de confiança para parafusos da cabeça do cilindro e os rolamentos principais, bem como o aumento resultante das folgas da cambota e das acústicas inferiores requerem soluções específicas. Por outro lado, um bloco de motor de alumínio benefícios não só a partir da densidade mais baixa em comparação com ferro fundido cinzento, mas também a partir dos elevados módulo específicos de elasticidade e a condutividade térmica muito boa.
A condutividade térmica - Blocos de motores modernos de alumínio "ver" a temperaturas de 150 ° C na manivela de eixo e rolamentos de até 200 ° C em regiões inter-furo. A elevada condutividade térmica de ligas de alumínio garante uma dissipação de calor eficiente para o líquido de arrefecimento.
Resistência a temperaturas elevadas, um nível de resistência adequada estático até temperaturas de 150 ° C (temperatura do óleo) é necessária principalmente na face conjunta com a cabeça do motor, devido à carga dos parafusos de cabeça e nas selas tendo de suportar as forças provenientes a rotação da cambota e da expansão térmica do bloco do motor.
Força / dureza à temperatura ambiente A temperatura mínima de força quarto / dureza da liga de alumínio é necessária para assegurar a boa maquinabilidade (dependendo dos parâmetros de maquinagem) e para a montagem.
A resistência à fadiga durante o funcionamento do motor, o bloco do motor é submetido a esforços de tração cíclico em uma região de temperatura de largura variando de temperaturas abaixo de zero (quando o motor é ligado, no inverno) a temperaturas elevadas que correspondem à temperatura de óleo de cerca de 150 °C. A característica mais importante de material para o desenho do bloco do motor é, portanto, a resistência à fadiga.
Deve notar-se que, em particular, no caso de componentes de fundição, as propriedades do material não são apenas, dependendo da composição da liga e do tratamento térmico, mas também no processo de fundição aplicado, bem como o local no qual a amostra de ensaio foi:
Testes de fadiga
Amostras de chumaceira principal, R = 0,05; T = 150 ° C, 50 Hz
Fonte: Hydro Aluminium
1.2 - Conceito de motor básico
 Ao olhar para as soluções existentes de blocos de motor, uma ampla variedade de modelos pode ser encontrada. Os principais conceitos podem ser descritos por meio da construção de base do bloco do motor, tais como saia de profundidade, saia curta, com e sem a placa de cama ou escada-frame. Outra característica é o número e a disposição dos cilindros.
Para os motores mais pequenos até seis cilindros que são produzidos em grandes volumes, a disposição em linha é o conceito mais comum. Para os motores maiores, com oito cilindros, o conceito V é geralmente utilizado. Restrições de espaço pode levar à seleção do conceito V também para a concepção de motores compactos com quatro ou mais cilindros. Além disso, para os motores de grandes dimensões, por exemplo, 12 cilindros, o conceito W é aplicada. No arranjo W12, o bloco de motor de alumínio é de um desenho de duas partes com a interface entre a parte superior do bloco de cilindros e a parte inferior ("chapa bed") ao nível da linha central da cambota.
Em linha e V disposição dos cilindros
Fonte:. Metzner et al, VW / MTZ
 Olhando para a extremidade inferior, o design mais simples consiste de um bloco saia curta com mancais do virabrequim de solteiro e uma de aço pan óleo folha. Mas esta variante resulta em uma baixa rigidez do bloco do motor e as características acústicas insatisfatórios. As melhorias podem ser alcançadas com um cárter de óleo concebido adequadamente, muitas vezes designado como uma fundição de alumínio.
Se a rigidez é a característica mais importante do bloco do motor, de dois elementos desenhos são os preferidos. A rigidez do bloco do motor pode ser aumentada, por exemplo, por meio de um curto-saia de design com uma placa de cama ou um projeto saia de profundidade usando um quadro de escada. O bloco do motor é dividido horizontalmente ao nível do eixo de rolamento da cambota. Placas de cama e armações de escada são geralmente feitos por moldagem de alta pressão usando die hypoeutectic Al-Si ligas. Esta solução oferece a possibilidade de quemancais em ferro fundido nodular pode ser integralmente lançar-in. Os insertos de ferro fundido controlar as folgas dos mancais principais no intervalo de temperatura de operação (isto é, melhorar a acústica) e endurecer o sistema de antepara.
Projeto extremidade inferior variantes
Fonte: Menne, Rechs
Armação de escada produzida por moldagem a alta pressão
Fonte: Tielkes u.a. Ford / MTZ
Bloco Volvo diesel em linha 5 cilindros com forros de ferro fundido (Fonte: KS ATAG)
 A conexão entre o bloco e da cabeça pode ser feita de forma convencional ou por meio da técnica através de parafusos. No caso de parafusos convencional, a cabeça de cilindro de ferro fundido cinzento e rolamentos são aparafusadas diretamente para o bloco que resulta em altas tensões na periferia da rosca e a cabeça do parafuso. Este conceito trancando atinge os seus limites em caso de elevado carregados motores diesel de injeção direta.
Bloco do motor a gasolina V6 com mancais em ferro cinzento
 A fim de evitar tensões de tração elevadas no bloco do motor, os rolamentos principais e da cabeça do cilindro pode ser ligado diretamente por meio de parafusos longos que penetram todo o bloco e da cabeça, portanto, colocando-os sob tensão de compressão única (através do parafuso-conceito). A desvantagem desta solução é uma montagem mais complicada porque as tampas de chumaceira e a cabeça de cilindro não são mais independentes um do outro, isto é, a montagem final dos rolamentos e cabeças tem de ser efetuada ao mesmo tempo. Este problema pode ser resolvido por meio de aparafusamento de parafusos os parafusos em tampas, de modo que a cabeça e o rolamento pode ser montado separadamente, mantendo o benefício de suporte de carga através da cavilha.
Como exemplo, o bloco de cilindros para a VW "3 litros Lupo" foi concebido como bloco fechado, saia de profundidade com um conceito através de parafusos, ou seja, não existem tópicos no bloco ou na cabeça, mas as duas partes são mantidas em conjunto com parafusos de aço atravessando ambas as partes. Este conceito reduz as deformações do cilindro e dá uma linha de força ideal através da junta da cabeça do motor no cabeçote.
Volkswagen Lupo para o bloco de 1,2 l motor diesel, produzido por fundição por gravidade, com um conceito através de parafusos
1.3 - Conceitos de plataforma abertas e fechadas 
 A interface entre o bloco e da cabeça, a face conjunta, deve vedar a câmara de combustão. Mas também tem de proporcionar espaço para os canais de óleo e de água, mantendo ao mesmo tempo a rigidez suficiente para evitar que a pressão de combustão e às forças provenientes do conjunto de cabeça de bloco. Há duas soluções de projeto básico, o convés aberto e o conceito convés fechado. A diferenciação entre esses conceitos de blocos de cilindros é mais importante, pois determina o processo de fundição aplicável. Abra deck: No conceito plataforma aberta, a camisa de água é totalmente aberta para a face articular. Este desenho tem a desvantagem de rigidez relativamente baixa, mas, por outro lado, é a única forma de realizar a camisa de água de alta pressão, o-processo de fundição com um permanente e retrátil núcleo de aço. O mais fraco estrutura pode levar a maiores distorções furo e deve ser compensado pelo aumento da espessura da parede ou um conceito apropriado forro do cilindro. Para os motores com uma densidade de potência específica elevada, o conceito convés pode ser aplicado apenas com dificuldades ou a sua aplicação é impossível.
Convés fechado: Nesta concepção, as camisas de água do bloco e da cabeça estão apenas ligados por aberturas suficientemente grandes na face articular que conduz a uma rigidez muito mais elevada da estrutura. Neste caso, no entanto, a moldagem deve ser produzida utilizando núcleos removíveis para a camisa de água, isto é, a escolha dos processos de fundição aplicáveis ​​se restringe à areia de fundição, a gravidade de fundição ou o processo de espuma perdida.
Bloco do motor do motor a gasolina 1.6l Audi: conceito convés aberto produzidos por fundição de alta pressão
Fonte: VAW
1.4 – Características dos Pré-moldados
Dependendo do processo de moldagem aplicada, os componentes adicionais e/ou funções, tais como caixas de bombas de água e de flanges pode ser incorporado na carcaça principal. Além disso, de furos para parafusos e canais de óleo podem ser diretamente expressos.
Núcleo de óleo para Ford Zetec 1.6L
Fonte: VAW
Bloco Óleo Ford Zetec 1.6L
Fonte: VAW
 Enquanto fundição de pré-furos do parafuso é uma técnica padrão de hoje, o elenco de características muito pequenos, como os canais de petróleo é agora possível com avançados processos de fundição, por exemplo, o pacote de base de fundição (processo de CPS) ou o processo de espuma perdida.
Detalhe do Ford Zetec Bloco
Fonte: VAW
Vista lateral de um bloco Zetec Ford com pré-moldado carcaça da bomba de água e flange filtro de óleo
Fonte: VAW
Usando núcleos de alta precisão de areia, uma variedade de peças e flanges podem ser incorporados em uma só fundição. Questões como a estabilidade dimensional e precisão de posicionamento precisam ser abordadas. Mas os custos mais elevados para a utilização de um processo de fundição avançado são facilmente compensados ​​pela economia na área de maquinagem e montagem.
1.5 - Fundição em inserções
Blocos de motor, que estão sujeitas a cargas muito elevadas, por exemplo, no caso dos motores a diesel de injeção direta, pode ser reforçada em áreas críticas por elenco em inserções de materiais de maior resistência. Mas fundido em inserções são muitas vezes utilizados também para fornecer funções específicas:
 Lançar inserções de ferro para ligas de fundição de alumínio rolamentos geralmente não são adequados para aplicações de rolamentos por duas razões:
A sua resistência ao desgaste não é suficiente para suportar o desgaste por deslizamento do eixo de manivelas.
Quanto maior for a expansão térmica (comparado com ferro cinzento e aço), pode levar a um aumento inaceitável da diferença entre a cambota e o rolamento (que está a pressionar fortemente a pressão de óleo necessária e aumenta o nível de ruído).
 Por estas razões, as inserções de ferro fundido são muitas vezes pressionadas no componente após a maquinagem, mas também podem ser diretamente moldado no resultando em custos reduzidos para a maquinagem e o manuseamento.
Quadro de escada com rolamentos de fundição de ferro cinzento (fundição de alta pressão)
Fonte: Porsche
 Fundido em camisas de cilindro Tipos específicos de camisas de cilindro (por exemplo, ferro fundido cinzento, forros do cilindro) pode também ser considerado como fundido em pastilhas. Mais uma vez, uma resistência ao desgaste insuficiente, mas também não são adequadas características tribológicas as principais forças motrizes para introduzir camisas de cilindro com os orifícios do bloco de motor de alumínio. Para mais detalhes, consulte o capítulo "camisas de cilindro".
Bloco do Ford Zetec com forros em ferro fundido cinzento 
Fonte: VAW
1.6 - Ligas: composição e tratamento térmico
 Ligas frequentemente utilizados para motores incluem as ligas PT AC-46200 (AlSi8Cu3) e PT AC-45000 (AlSi6Cu4), que são semelhantes aos das ligas americanas padrão A380.2 e A319, respectivamente. Estes hipoeutético Al-Si ligas são geralmente produzidos a partir de alumínio reciclado e são aplicados principalmente por blocos de motor produzidos com processos de moldagem por gravidade. O teor relativamente elevado de Cu lhes permite manter a sua resistência a temperaturas elevadas, e facilmente maquinável. O como molde (F) condição e os tratamentos térmicos de T4 e T5 são normalmente usados​​. As peças podem ser T6 temperado, mas para muitas um temperamento estabilizador T5 é frequentemente suficiente.
Quase todas as matrizes de alta pressão de blocos de motor fundido são produzidas com a liga muito comum secundário PT AC-46000 (AlSi9Cu3 (Fe)). Exceto para um moderadorecozimento para a redução das tensões residuais, nenhum tratamento térmico pode ser aplicado de um modo geral.
Blocos de motor em ligas fundidas a partir do PT AC-42100 (AlSi7Mg0.3) e PT AC-42000 (AlSi7Mg) alcançar rigidez muito elevada e valores de alongamento à temperatura ambiente durante um tratamento térmico T6 é aplicada. Atenção tem de ser pago a tensões residuais resultantes de têmpera T6, durante o tratamento. Quanto maior for a resistência à fissuração no regime plástico oferecida por estas ligas lhes permite sobreviver às condições de fadiga muito mais duras térmicas carregamento encontradas nesta aplicação. Existe algum sacrifício em maquinabilidade e adicionado o custo do tratamento de calor a partir de uma têmpera T6 ou T7 é geralmente necessária. Devido ao conteúdo limitado de elementos de impurezas tais como Fe, Mn, Cu, Ni e, também existe um custo adicional, em comparação com as ligas secundárias acima mencionadas.
 Blocos de hipereutética AlSi ligas (AlSi17Cu4Mg) são normalmente produzidas com fundição de baixa pressão morrem e são posteriormente T6 tratado. Também, esta liga é geralmente mais cara em comparação com o padrão secundário ligas de fundição.
1.7 - Processos de fundição aplicáveis ​​
Para a produção de blocos de motor, uma grande variedade de tecnologias de fundição são aplicadas. A partir de um aspecto económico, para os motores produzidos em massa, métodos de fundição altamente automatizados utilizando moldes de areia ("processos de pacote do núcleo"), onde o tempo do ciclo não é limitada pelas condições de solidificação, estão a competir com fundição métodos em que o tempo de ciclo é limitada.
1.7.1 – Fundição de alta pressão (CDPH)
 A maioria dos blocos de alumínio produzidos atualmente motor, em especial três a seis cilindros em linha de motores são produzidos utilizando o processo de CDPH para eficácia de custos. Este processo é caracterizado por uma alta produtividade, no entanto, o volume de produção deve ser suficientemente grande para assegurar a pagar do investimento ferramental bastante elevado.
 A aplicação de um molde de aço limita a gama das ligas de fundição aplicáveis. Em princípio, a tecnologia de fabricação CDPH permite apenas o convés de abertas desenhos de blocos de motor. Mas com uma profundidade nitidamente reduzida da água da camisa e co-moldados furos de cilindro, a realização de uma variante de convés com uma área suficientemente rígida cilindro para satisfazer os requisitos da maioria dos motores em linha é possível. Também núcleos construídos de propósito de areia que suportar as altas pressões e tensões térmicas do método de fundição CDPH poderiam ser introduzidas para aplicações de nicho (motores de desempenho superior em design de convés fechado), mas esta opção não é normalmente considerada.
Castings morrem de alta pressão estão perto de rede em forma de peças que oferecem contornos mais precisos e tolerâncias muito estreitas em termos de dimensões, forma e posição. Devido ao enchimento do molde muito turbulento, uma certa quantidade de defeitos de fundição (em inclusões de gás particulares) é inevitável. Este efeito pode ser compensado através da aplicação de tecnologias avançadas de vácuo. Realimentação possibilidades são limitadas, como resultado da solidificação inicial do sistema de porta, no entanto, em alguns casos, a formação local de cavidades de contração pode ser anulada por espremedores locais. Em áreas de parede fina, a velocidade de solidificação de fundidos de alta matrizes de alta pressão conduz a níveis de resistência significativas. Blocos de motor produzidos pelo processo convencional CDPH são geralmente usados ​​no estado fundido como. Tratamentos de calor (por exemplo, o tratamento térmico da solução e artificial endurecimento com a idade), ou as operações de soldagem são geralmente evitadas uma vez que isto iria requerer a aplicação de tecnologias sofisticadas de alto vácuo.
Bloco Daimler em linha de quatro cilindros com forro em ferro fundido cinzento
Fonte: KS ATAG
 O enchimento muito rápido do molde no processo de CDPH permite a realização de paredes finas extremamente concha, estruturas semelhantes. Portanto alta pressão morrem blocos de motor fundido são um pouco mais leve do que blocos de motores produzidos por outras técnicas de fundição. Os déficits rigidez de alumínio são compensados ​​por costelas visíveis, arqueamento e de preferência fechado perfil elementos.
1.7.2 - Gravidade de fundição (GDC)
 O processo de fundição de moldes permanentes faz uso de uma matriz de aço permanente em que o fundido de alumínio é vertida, sob a influência da gravidade. Em comparação com o processo de CDPH, a complexidade do componente fundido pode ser aumentada pelo uso de machos de areia de modo a formar reentrâncias complexas e formas interiores, na fundição. A utilização de água de arrefecimento e alimentadores leva a uma solidificação direcional e fundidos portanto de som com uma baixa quantidade de defeitos pode ser alcançado. O enchimento pode ainda ser melhorada utilizando o enchimento de baixa pressão ou o processo Rotacast.
Devido ao processo de solidificação rápida, fundição em coquilha tem uma camada densa, estrutura de grão fino, com boas características de resistência. Juntamente com a possibilidade de um tratamento térmico ou T5 T6, as propriedades mecânicas resultantes são significativamente mais elevados do que aqueles que podem ser conseguidos com o processo de CDPH.
Existem duas variantes do processo permanente molde de moldagem, o processo de molde de inclinação permanente e do processo de baixa pressão. No processo de inclinação, o molde está inclinado para o lado da abertura de vazamento, e, em seguida, lentamente movida para trás para a posição vertical como despejar progride. No processo de baixa pressão, a massa fundida é submetida a pressão pneumática na fornalha de fundição e entra na matriz, contra a força da gravidade por meio de um tubo de subida.
Bloco do motor produzido por fundição de gravidade 
Fonte: Honsel
1.7.3 – Fundição de baixa pressão (LPDC)
Fundição de baixa pressão é caracterizada por o enchimento do molde e solidificação lenta sob pressão, com a frente de solidificação em movimento a partir do ponto mais distante da fundição para o portão aquecida. Assim, a qualidade resultante dos componentes fundidos que sobressai de peças produzidas por outros processos de fundição.
Vantagens específicas do processo LPDC para a produção de blocos de alumínio para motores de alto desempenho são as seguintes:
O uso de machos de areia, por exemplo, por camisas de água, permite a produção de blocos de cilindros rígidos estruturalmente fechadas.
Baixa turbulência de enchimento e arrefecimento controlado da matriz assegura a componente específica de solidificação, direcional e, assim, uma microestrutura uniforme, de baixa porosidade e defeitos de fundição mínimos.
A possibilidade de um arrefecimento controlado, ou locais de refrigeração do bloco do motor a partir da temperatura de fundição e de livres tratamentos térmicos ulteriores do vazamento permitem um aumento da dureza e resistência, mas também uma estabilização do volume do bloco do motor (isto é, evitar uma distorção irreversível quando a fundição está exposta à temperatura de funcionamento do motor).
 O processo LPDC está intimamente relacionado com o conceito ALUSIL, que foi desenvolvido por KS Aluminium-Technologie AG. A tecnologia ALUSIL é único uma vez que produz os blocos monolíticos de alumínio, sem a necessidade de um reforço adicional dos furos de cilindro. Um benefício adicional da ALUSIL ® liga AlSi17Cu4Mg em comparação com o padrão de ligas AlSi hipoeutético bloco do motor é uma melhor rigidez estrutural devido a 12% mais elevado módulo de Young. ALUSIL blocos de cilindros em disposição V aplicar o princípio da solidificação controlada dirigido verticalmente para baixo em direção a sede do rolamento ou saia / lateral áreas da parede. Isto significa que todasas formas devem ser preferencialmente produzidas em moldes de aço com um mínimo de machos de areia.
Fonte: KS ATAG
1.7.4 - Processos de fundição de areia
Em processos de fundição em areia, os moldes e machos podem ser utilizados apenas uma vez. O metal entra na cavidade, quer por meio da gravidade, ou a baixa pressão. Para as séries de maior produção, os moldes e machos são fabricados usando moldagem e do núcleo de formação de máquinas. O material de moldagem é compactado por vibração e / ou pressionar ou por tiro ou por pressão de ondas de impulso.
Bloco de motor para o Mustang Shelby GT500 carro produzido pela Honsel em sua fundição em areia patenteada de baixa pressão e um novo processo de revestimento cilindro furo
Fonte: Honsel
O maior grau de complexidade pode ser alcançado com os processos de areia de fundição avançadas (por exemplo, o Sistema de Pacotes Core ou CPS). Por este meio, caixa da bomba de água, filtro de óleo flanges e galerias de óleo podem ser integrados. Solidificação direcional e as propriedades mecânicas podem ser melhoradas por meio de arrefecimento frios. No processo de CPS, a primeira secção principal refere-se à produção dos chamados areia núcleos. A areia é realizada em conjunto com a utilização de um ligante orgânico. Estes ligantes agir como cola entre os grãos de areia individuais. Em geral, as ferramentas para formar os moldes são ou aquecido (chamado procedimento de "caixa quente") ou frio ("caixa fria" procedimento). A maioria dos produtores atualmente usam o método da caixa frio por causa do consumo de energia muito menor. Quando pressionado em forma, o molde de areia em si espelha todas as partes e as aberturas do bloco de motor final. Uma vez que o molde é tratado e arrefecido, que se move para a segunda secção em que os fluxos de alumínio líquido dentro do molde. O bloco é depois arrefecido antes de entrar na terceira secção onde o molde e um componente fundido são tratados termicamente. Isto é importante para a fundição de têmpera, bem como para queimar o ligante orgânico que mantido unido o núcleo de areia. Uma vez que a pasta é queimada, os grãos de areia deixar de ir ao casting e cair sobre uma correia transportadora. Cerca de 98% da areia pode em seguida utilizado novamente para a produção do molde seguinte.
O Ford Zetec bloco mostrado abaixo, concebido como bloco fechado de convés e saia de profundidade, é o primeiro alto volume de produção do bloco do motor utilizando o CPS ® (núcleo do sistema de pacote), onde todo o molde consiste de frio caixa de núcleos. A moldagem é enchida de cabeça para baixo, usando o processo de vazamento de contato e, mais tarde, após a capotagem, alimentado através da face conjunta sem arrefecimento adicional aplicado. Os forros de ferro fundido cinzento são montados no interior do molde, em seguida, pré-aquecido e fundido-in, o faixa de posicionamento sendo ± 0,3 mm.
Ford Zetec SE bloco do motor 1,25 L produzida pelo Processo de pacote do núcleo
Fonte: VAW
1.7.5 - Processo de espuma perdida (LFC)
O processo de espuma perdida permite também a realização de geometrias muito complexas, enquanto fundido em forros, refrigeração adicional e problemas de porosidade ainda não foram resolvidas questões. Problemas de porosidade pode ser, no entanto, em grande parte resolvido pela LFC pressurizado. O processo de fundição de espuma perdida utiliza uma réplica de poliestireno expandido, sendo a parte de molde e inclui os seguintes passos:
O padrão revestido réplica / é colocada num balão de areia solta e é colocado em torno do modelo e agitado em seus espaços vazios.
De alumínio fundida é então vertida através de um funil de espuma, na areia, onde o metal quente derrete e desloca a espuma do padrão.
O metal arrefece no formato da peça.
Produção do bloco do motor utilizando o processo de fundição por Espuma Perdida
Fonte: Teksid Aluminium)
1.8 CONCLUSÃO
 O potencial de força de alumínio tem sido mal explorado nos motores a gasolina de hoje. Uma otimização do AlSiCu comum e ligas de fundição AlSiMg, os processos de fundição disponíveis e dos tratamentos térmicos ulteriores ainda oferece um potencial de crescimento significativo para a dureza e resistência. Também para blocos de motores diesel, o potencial máximo de leveza do alumínio não foi ainda alcançado. O potencial remanescente nas áreas de design de componentes, desenvolvimento de liga e melhorias de processo, mas em particular também tecnologias de superfície dos cilindros de tratamento, como revestimentos de plasma pulverizadas sugerem que o alumínio vai continuar o seu avanço em motores diesel.
Por outro lado, tendo em conta as cargas crescentes de componentes devido às pressões de queima significativamente maiores em motores diesel futuros, ferro fundido sob a forma de ferro fundido de grafite compactado (CGI) é mais uma vez competitivo com o alumínio. Em comparação com o ferro fundido de grafite lamelar convencional, o CGI permite a realização de pequenas seções transversais. A nodularidade e resistência à tração do material também aumenta à medida que diminui de seção da parede. As características térmicas e de amortecimento de CGI estão a meio caminho entre o ferro fundido dúctil e cinzento. É cinco vezes mais resistente à fadiga do que o alumínio, a temperaturas elevadas, e duas vezes mais resistente à fadiga do metal como ferro fundido cinzento. Teoricamente, um bloco de motor CGI pode ser fabricado mais leve do que um bloco de alumínio para densidades de potência igual. Blocos de motor CGI estão ganhando terreno em motores diesel de elevado desempenho, em particular em motores em V, como existe uma grande quantidade de flexão na zona V entre os cilindros quando está sob tensão. CGI reforça esta área física consideravelmente.
Comparado com todos os blocos de motor de alumínio, leveza adicional pode ser realizada com um composto de bloco de motor de magnésio-alumínio tal como produzido na fábrica Landshut BMW. O cárter nova liga de magnésio-alumínio para motores de seis cilindros em linha a gasolina é de 24% mais leve do que um bloco de alumínio convencional. Um sistema específico de liga de magnésio e uma alta pressão de fundição processo (HPDC) foram desenvolvidos em conjunto com a estrutura do motor. Inserções de alumínio que incorpora camisas de cilindro e de condutas de arrefecimento são utilizados no bloco do motor. Como o magnésio diminui habitacionais em todo a inserção de alumínio, o processo de fundição termicamente complexo garante que os dois componentes aquecer e arrefecer precisamente no momento certo durante a produção. O magnésio shell motor de liga nunca entra em contato direto com a água de refrigeração, desde que a água circula apenas no interior das inserções de alumínio do cilindro.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.
Disponível em http://www.buhlergroup.com/southamerica/pt/tecnologias-de-processo/fundicao-sob-pressao.htm. Acesso em 22/04/2015.
Disponível em http://www.audi.com. Acesso em 22/04/2015
Disponível em http://www.teksid.com. Acesso em 22/04/2015