Processos de Fabricação Aula 3 João Carlos

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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
FABRICAÇÃO DE AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS x FERROS FUNDIDOS
AÇOS: C < 2,0%; FERROS FUNDIDOS > 2,0%
FERROS FUNDIDOS
FERROS FUNDIDOS: LIGAS TERNÁRIAS Fe-C-Si CONTENDO TEORES DO ELEMENTO CARBONO ACIMA DE 2%.
APRESENTAM DUCTILIDADE INSUFICIENTE PARA PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO, PORTANTO SÓ PODEM SER OBTIDOS ATRAVÉS DE FUNDIÇÃO.
PARTE DE SUA MICROESTRUTURA APRESENTA O C EM FORMA DE GRAFITA OU CEMENTITA (Fe3C) 
FERROS FUNDIDOS
FERROS FUNDIDOS
FERROS FUNDIDOS
EFEITO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA
C – DETERMINA A QUANTIDADE DE GRAFITA QUE PODE SER FORMADA
Si – ELEMENTO GRAFITIZANTE. PODE FAZER O FoFo TENDER PARA BRANCO
 (BAIXOS TEORES) OU PARA CINZENTO (MAIORES TEORES)
Mn – ELEMENTO DESSULFURANTE
S e P – IMPUREZAS INDESEJÁVEIS
OUTROS ELEMENTOS DE LIGA (VER QUADROS A SEGUIR)
FERROS FUNDIDOS
EFEITO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA
C – DETERMINA A QUANTIDADE DE GRAFITA QUE PODE SER FORMADA
Si – ELEMENTO GRAFITIZANTE. PODE FAZER O FoFo TENDER PARA BRANCO
 (BAIXOS TEORES) OU PARA CINZENTO (MAIORES TEORES)
Mn – ELEMENTO DESSULFURANTE
S e P – IMPUREZAS INDESEJÁVEIS
OUTROS ELEMENTOS DE LIGA (VER QUADROS A SEGUIR)
FERROS FUNDIDOS
EFEITO DA VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO: A SOLIDIFICAÇÃO DA PEÇA FUNDIDA OCORRE DENTRO DO MOLDE, ASSIM COMO SEU RESFRIAMENTO. 
RESFRIAMENTO RÁPIDO: DEVIDO AO CURTO TEMPO PARA A FORMAÇÃO DAS GRAFITAS, A MICROESTRUTURA TENDE AO FoFo BRANCO. EM CASOS EXTREMOS, CHAMAMOS ESSE FENÔMENO DE COQUILHAMENTO, PODENDO PRODUZIR PROPRIEDADES MECÂNICAS INDESEJADAS, PRINCIPALMENTE NA SUPERFÍCIE DA PEÇA.
REFRIAMENTO LENTO: FAVORECE A FORMAÇÃO DA GRAFITA. DESTA FORMA A MICROESTRUTURA TENDE A ATINGIR SUA MELHOR CONFIGURAÇÃO, MELHORANDO A USINABILIDADE E A RESISTÊNCIA MECÂNICA
FERROS FUNDIDOS
INOCULAÇÃO: TEM POR OBJETIVO MELHORAR O PROCESSO DE GRAFITIZA-
ÇÃO, HOMOGENEIZAR A FORMA DAS GRAFITAS EM PEÇAS DE ESPESSURAS
VARIADAS E MELHORAR AS PROPRIEDADES MECÂNICAS. OS INOCULANTES
MAIS UTILIZADOS SÃO:
GRAFITIZANTES: GRAFITA, FERRO-SILÍCIO E SILICETO DE CÁLCIO
PERLITIZANTES: Cr-Si, Cr-Si-Mn
FUNDIÇÃO: TIPOS DE FORNOS
ARCO ELÉTRICO: É constituído de uma carcaça de aço feita de chapas grossas
soldadas ou rebitadas, de modo a formar um recipiente cilíndrico com fundo abaulado.
Essa carcaça é revestida na parte inferior (chamada soleira) por materiais refratários, de
natureza básica (dolomita ou magnesita) ou ácida (sílica), dependendo da carga que o
forno vai processar. O restante do forno é revestido com tijolos refratários silicosos.
Os eletrodos responsáveis, juntamente com a carga metálica, pela formação do arco
elétrico estão colocados na abóbada (parte superior) do forno.
FUNDIÇÃO: TIPOS DE FORNOS
FORNO DE INDUÇÃO: O conjunto que compõe esse forno é formado de um gerador
com motor de acionamento, uma bateria de condensadores e uma câmara de
aquecimento. Essa câmara é basculante e tem, na parte externa, a bobina de indução.
O cadinho é feito de massa refratária socada dentro dessa câmara, onde a sucata se 
funde por meio de calor produzido dentro da própria carga.
FUNDIÇÃO: TIPOS DE FORNOS
FORNO CUBILÔ: O forno cubilô geralmente é usado na produção de ferro fundido 
comum, ele trabalha com ferro-gusa, sucata de aço e de ferro fundido, calcário (para 
separar as impurezas), ferro-silício, ferro-manganês e coque, como combustível.
FUNDIÇÃO: AREIAS DE MOLDAGEM
AREIAS DE MOLDAGEM: SISTEMA HETEROGÊNEO CONSTITUÍDO ESSENCIAL-
MENTE POR AREIA SILICOSA, ELEMENTOS AGLOMERANTES (ARGILA, BETONI-
TA) E UM ELEMENTO PLASTIFICANTE (ÁGUA). DEVEM TER AS SEGUINTES PRO-
PRIEDADES:
ESTABILIDADE TÉRMICA E DIMENSIONAL À ELEVADAS TEMPERATURAS;
NÃO PODE TER REATIVIDADE QUÍMICA COM O METAL FUNDIDO;
BAIXA MOLHABILIDADE COM O METAL FUNDIDO
MÍNIMA GERAÇÃO DE GASES A ALTAS TEMPERATURAS
FUNDIÇÃO: MACHARIA
OS MACHOS EM AREIA TEM COMO FUNÇÃO FORMAR AS CAVIDADES DA PEÇA DURANTE A MOLDAGEM. OS MACHOS DEVEM SER MECANICAMENTE RESISTENTES DURANTE O VAZAMENTO DO METAL E QUEBRADIÇOS NA HORA DA DESMOLDAGEM. OS PROCESSOS MAIS UTILIZADOS PARA FABRICAÇÃO DE MACHOS
SÃO:
SHELL MOULDING
COLD BOX
HOT BOX
FUNDIÇÃO: MACHARIA
FUNDIÇÃO: MACHARIA
FUNDIÇÃO: CERA PERDIDA
A primeira etapa desse processo consiste em injetar cera na matriz para a confecção dos modelos. Esses modelos de cera são conectados a um canal central. 
Sobre os modelos é depositada uma pasta refratária, que pode ser constituída por várias camadas, formando o molde. Quando o molde endurece, ele é aquecido para que a cera derreta e seja retirada do molde. 
Após a retirada da cera, o metal líquido é vazado no molde. Após a solidificação do metal ou liga, o 
molde é quebrado e são retiradas as peças, as quais são separadas do canal central e feito o acabamento final.
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO
Consiste na injeção de metal líquido através de um molde permanente no qual ocorre a solidificação do metal. 
Processo bastante usado para a fabricação de peças de geometria complexa e que requerem melhor acabamento superficial. Largamente usado em fundição de metais não ferrosos (Alumínio, Bronze)
FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO
Nesse processo o molde tem um movimento de rotação. A força centrifuga faz com que o metal líquido vá de encontro às paredes do molde, onde solidifica. O cilindro que atua como molde é rodeado por uma camisa de água.
FUNDIÇÃO: DEFEITOS TÍPICOS
Crescimento dendrítico (junta fria): formação de dendritas que se unem em planos Diagonais. 
Têm potencial de nuclear fissuras ou trincas durante aplicação da peça.
OK
NÃO OK
FUNDIÇÃO: DEFEITOS TÍPICOS
Rechupe: Fenômeno ligado à contração do metal durante a solidificação. Normalmente ocorre na região de maior massa da peça, devido a baixa velocidade de resfriamento. 
No projeto do molde, procura-se deixar o canal de alimentação (massalote) com essa característica para induzir o defeito e proteger a peça. 
FUNDIÇÃO: DEFEITOS TÍPICOS
Inclusões: Presença de partículas estranhas ao metal que ficam aprisionadas no corpo da peça, podendo desencadear uma trinca quando a peça for submetida a esforços cíclicos. Podem ser grãos de areia do molde e/ou macho, tinta do macho, escória ou segregações metalúrgicas típicas do processo de solidificação. No projeto do molde são previstas rotas de fuga e armazenamento fora da figura da peça para esses elementos.
FUNDIÇÃO: DEFEITOS TÍPICOS
Porosidades: Ocasionadas pela presença vazios gerados por gases ou vapores provenientes do processo de fundição. Os vapores d´água podem ocorrer devido a excesso de umidade da areia de moldagem; já os gases podem ser originados da queima de resinas fenólicas usadas nos machos ou de tintas usadas também nos machos. 
DESAFIO
A CADA AULA, 1 ALUNO TRARÁ UM OBJETO E EXPLICARÁ SEU PROCESSO DE
FABRICAÇÃO, TENDO 5 +/- 1 MINUTOS PARA APRESENTAR À TURMA, EXCETO
EM DIAS DE PROVA OU DE LABORATÓRIO.
AO FINAL DO SEMESTRE, SERÁ COMPUTADO BÔNUS NA NOTA N2 PARA TODA A
TURMA, CONFORME SEGUE:
100% DAS AULAS VÁLIDAS COM APRESENTAÇÃO: 2 PONTOS
DE 80% A 99% DAS AULAS VÁLIDAS: 1 PONTO
ABAIXO DE 80% DAS AULAS VÁLIDAS: 0 PONTO
Não poderá haver repetição do objeto;
A organização da escala de apresentação será dos alunos
Se a apresentação for inconsistente ou incorreta, será considerada como não vá-
 lida.
A apresentação será feita ao final da aula e o quórum deverá corresponder a, no
 mínimo 80% da primeira chamada.
OBRIGADO!!
joao.ribeiro@anhembi.br
Escola de Tecnologia e Engenharia