Fundição pelo processo de moldagem em co2

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Fundição pelo processo de moldagem em co2
Devido a sua simplicidade, baixo custo e facilidade de manuseio, o Silicato de Sódio é empregado nas fundições de ferrosos, não-ferrosos, metais e ligas na moldagem e macharia, com a função de agente aglomerante no processo SILICATO / CO2. O Silicato é adicionado à areia, quando misturado e moldado reage com o gás carbônico (CO2) e provoca o endurecimento dos moldes e machos, deixando o mesmo pronto para aplicação do fundido.
 
Outra grande vantagem do processo SILICATO/CO2 é o fato de ser ecologicamente correto, não oferecendo risco de contaminação ambiental e eliminação de gases tóxicos na atmosfera durante o processo de macharia e moldagem.
Silicato de sódio
Silicato de Sódio é um produto químicos de amplo espectro de aplicação, além de destacar em ser substitutos em formulações e processos que procuram uma alternativa ecologicamente correto.
Moldação em Silicato de Sódio / CO2
Processo em que o material de moldação consiste na mistura de uma areia de Sílica com um gel viscoso de silicato de Sódio. O silicato de Sódio é usado como aglomerante: este é insuflado com o CO2 (dióxido de Carbono), polimeriza, proporcionando à moldação a sua consistência final. Este tipo de moldação proporciona uma maior resistência da moldação e peças com melhor acabamento do que no caso da moldação em areia verde. Os modelos utilizados são fabricados em madeira ou resina.
Trabalhos feitos
INTRODUÇÃO
Dentre os processos de fabricação, a fundição se destaca por permitir a produção de peças com grande variedade de formas e tamanhos (ex.: sinos, âncoras, tubulações, implantes ortopédicos, bloco de motor, miniaturas); peças de extrema responsabilidade como as que se destinam à industria aeronáutica e aeroespacial e peças banais (bueiros, bancos de jardim). A produção pode ser unitária (jóias, implantes e peças artísticas) ou seriada, voltada principalmente para as indústrias mecânica e automobilística. É lógico que toda essa variedade é obtida não com um único processo e sim escolhendo-se - dentre os processos disponíveis - o que melhor se adapta às exigências do cliente e produz a encomenda com o mínimo custo dentro do prazo estipulado.
Entre os varios processos de fundição em areia, neste trabalho vamos citar em especifico a modelagem pelo processo CO2, na modelagem em questão é realizada com areia contendo silicato de sódio como aglomerante é em seguida submetido a uma gasagem com CO2.
MODELAGEM PELO PROCESSO CO2
Sistema para baixa produção, viavelmente utilizado para peças de qualquer dimensão e que exija um processo de moldagem mais complexo com melhor acabamento sendo superior a moldagem em areia verde. 
Desenvolvido na Europa, esteprocesso tem uma boa aceitação na confecção de moldes e machos em varias aplicaçoes, para tanto é utilizada uma mistura de areia convencional aglomerada com silicato de sódio, a base de silicato de sodio no teor pode variar de 2,5 a 6%. Após compactar o molde ou encher a caixa de macho, estes são submetidos a passagem do gás CO2 por um curto periodo de tempo, entre 0,5 a 1minunto. A reação do silicato de sódio com o CO2 produz sílica-gel, carbonato de sódio e água, como e mostrado na equação.
Na2SiO3 + CO2+H2O ----> Na2CO3 + SiO2 + H20
O endurecimento é em curto tempo, dispensa-se o tratamento em estufa, obtendo-se resistência e durezas elevadas. Após este período, o molde ou o macho fica suficientemente resistente, podendo ser realizada a montagem do molde e em seguida o vazamento.
A resistência final depende de
módulo do silicato, relação SiO2:Na2O; 
tempo de gasagem; 
tempo de estocagem; 
Sendo que para melhorar a colapsibilidade são adicionados aditivos orgânicos, tais como serragem e areia de moldagem .
A alta resistência alcançada do molde neste processo habilita-o a substituir o processo em areia seca ou areia-cimento.
Entre as vantagens e desvantagens do processo, podemos destacar.
VANTAGENS
Moldes e núcleos resistentes
Reduz o custo decombustível
Reduz o número de caixas de molde e secadores de núcleo
Grande tolerância dimensional e precisão
Pode ser totalmente automatizado 
DESVANTAGENS
Vida útil baixa (24 horas, com tempo de confiabilidade de 18 horas)
A areia não é reaproveitada
Custo mais elevado que areia verde
GASAGEM
Os consumos de CO2 variam amplamente (0,2 a 5 m3/kg de silicato), dependendo de:
vazão de gás
configuração de macho / molde
método de gasagem
Para economia e desempenho ótimos, deve-se buscar condições que garantam que a maior parte do CO2 seja consumida na reação química de formação do gel de sílica.
SOBREGASAGEM
A gasagem por tempos excessivos, isto é, a “sobregasagem”, pode dar altas resistências imediatas, mas baixas resistências e friabilidade após armazenamento. Esse fenômeno é interpretado como decorrente dedesidratação excessiva do silicato durante a gasagem.
Silicatos de maior relação SiO2/Na2O são mais propensos à “sobregasagem”.
MÉTODOS DE GASAGEM
Vários métodos proporcionam diferentes graus de homogeneidade de distribuição do CO2, quanto maior essa homogeneidade, maior é a economia de CO2 e melhores propriedades finais.
Os métodos mais usados em ordem crescente de homogeneidade de gasagem são:
I- Com pequenas campânulas de borracha
O procedimento é inteiramente manual e fortemente dependente do operador
II- Com agulhas dotadas de perfurações laterais
Como a gasagem com campânula, é também um procedimento manual fortemente dependente do operador.
As agulhas são, na verdade, tubos com perfurações laterais para melhor distribuição do gás, é necessário efetuar os furos com uma agulha maciça antes de iniciar a gasagem com agulhas. 
III-Através de tampa superior
Este método permite manter pressão elevada de CO2 na areia. A distribuição de gás pode ser melhorada com alguns respiros na placa, no entanto, respiros executados sem critério podem agir com vias preferenciais de escape dos gases, deixando outras áreas sem gasagem.
IV- Através da placa-modelo ou da caixa de macho
A distribuição de gás pelo molde é potencialmente melhor do que nas situações anteriores. Requer a incorporação de uma câmara de distribuição de gás e de respiros na placa e nos modelos. Aqui também, respiros mal distribuídos podem diminuir a eficiência do processo. Pode-se manter uma elevada pressão de CO2 na areia através do uso de uma tampa superior.
CONCLUSÃO
Apesar de considerado antiquado e antigo para operações de fundição comerciais mais modernos, o sistema do silicato de sódio é um processo muito acessível e flexível, permitindo, assim, que o fundidor faça um trabalho de boa qualidade e com um custo de materiais relativamente baixo. Ambos os materiais utilizados e o próprio processo são considerados como sendo versáteis e tolerantes com os erros do operador (por exemplo, um erro de cálculo da proporção aglomerante/areia, ou superdosagem de catalisador). Uma vez endurecida a areia não pode ser reutilizada sem um caro equipamento de reciclagem, por isso muitas vezes areia já eliminada após a fundição.
Se o projeto necessita de uma rápida execução ou um molde de emergência recomenda-se a utilização da Moldagem pelo Processo CO2, pela sua facilidade de desenvolvimento, a grande tolerância dimensional e precisão. Porém se a demanda for muito grande esse processo não deve ser usado pois o molde ou macho não deve ser estocado e o tempo de utilização é muito baixo.
REFERÊNCIAS
[1]	http://www.industrialmetalcastings.com/casting_co2_molding.html
[2]	http://www.bronzecasting.co.uk/8_sandcasting/sodsil_11.html
[3]	http://railwaybobrestorations.blogspot.com.br/2010/05/sand-cores-using-sodium-silicate.html
[4]	MARIOTTO, C.L, Areias ligadas quimicamente, São Paulo,1993.