Apostila de Fundiçãoo-FATEC

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Faculdade Tecnologia de Sertãozinho 
 
 
Processos de Fabricação l 
 
 
Fundição 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Omar Maluf 
 
 
 
 
 
2013 
 
 
 
 
 
FUNDIÇÃO 
 
Para uma execução otimizada deste importante processo de fabricação faz-se 
necessário um gerenciamento minucioso, pois o mesmo envolve um grande número de 
variáveis que precisam ser controladas a todo instante. Para tanto se divide a unidade 
produtiva em: 
 
Setor de projetos 
É responsável pelo projeto dos modelos, moldes, canais e caixas de fundição. 
 
Setor de métodos 
É responsável pelos dados técnicos do processo e definição do processo. 
 
Setor de fornos 
É responsável pelos fornos de fusão do metal e pela obtenção do metal líquido. 
 
Setor de modelação 
É responsável pela confecção ou concerto dos modelos. Estes modelos podem ser 
fabricados também por empresas especializadas, isto é, que só fazem modelos para 
fundição. 
 
Setor de areia 
É responsável pela preparação e recuperação da areia, da qual serão constituídos 
os moldes e também pela preparação da areia para os "machos". Machos são peças 
construídas com areia ou resinas e que compõem os moldes, isto é, são peças soltas e 
que colocadas nos moldes servem para se obter as cavidades das peças ou partes 
reentrantes ou furos. 
 
Setor de moldagem 
É responsável pela confecção dos moldes. O setor de moldagem pode ser manual 
ou mecanizado. Os moldes confeccionados em areia são obtidos em caixas metálicas ou 
de madeira onde serão colocados, o modelo e a areia, e a seguir ocorrerá a “socagem” 
 
 
 
 
 
 
Setor de macharia 
É responsável pela fabricação dos machos 
 
Setor de fechamento 
Onde acontece a preparação dos moldes para o vazamento. É nesta etapa que são 
instalados os machos e onde todo o conjunto é pintado. 
 
Setor de vazamento 
O metal é vertido nos moldes. 
 
Setor de desmoldagem 
As peças já solidas são retiradas dos moldes. 
 
Setor de acabamento 
É responsável pela limpeza por jateamento com granalhas, retirada de rebarbas, 
pintura e eventual tratamento térmico da peça. 
 
Setor de qualidade 
Inspeciona e analisa as matérias-primas, peças e areia. No controle de qualidade 
estão os laboratórios: 
 
●Químico: Faz análise da matéria-prima do metal produzido e areia 
●De ensaios mecânicos: Testa as propriedades mecânicas das peças obtendo: 
Dureza, resistência, tração, impacto etc. 
●De areia: Executa testes em corpos de prova de areia antes da liberação da areia 
para a moldagem. São testes: 
 
 Ensaio de resistência e compressão 
 Ensaio de tração 
 Ensaio de tração em machos 
 Resistência transversal de machos 
 
 
 
 
 
 Ensaio de dureza em machos 
 Ensaio de permeabilidade 
 
Outros testes que são realizados a temperatura ambiente, mas que podem ser 
executados em temperaturas elevadas: 
 
 Teste de compressão a quente 
 Expansão 
 Deformação 
 Permeabilidade 
 Volume e pressão de gás gerado 
 Colapsibilidade: para machos 
 
 
Introdução 
 
O processo de fundição é um processo metalúrgico do qual participam os principais 
itens são: 
 Fornos; 
 Metal Líquido; 
 Ferramental; 
 Moldes e Machos. 
 
 Fornos são equipamentos utilizados para reduzir o minério, e fundir e adequar o 
metal. 
 
Metal Líquido é o metal proveniente da carga metálica sólida processada no forno, 
que após ser otimizado, em termos de composição química e temperatura, é vazado em 
coquilhas ou moldes. Vai ocupar os espaços vazios do interior do molde, considerando o 
 
 
 
 
 
espaço dos machos, e solidificar, dando origem às peças metálicas fundidas. 
 
Ferramental são peças (matrizes) fabricadas em madeira, gesso, cera, plástico ou 
mesmo em metal leve. É composto de modelo e caixa de macho. O modelo tem medidas 
próximas da peças que queremos obter e a caixa de macho vai permitir a obtenção de 
detalhes nas peças. 
 
Moldes e Machos são os espaço vazios, que foram obtidos pela utilização do 
modelo e da caixa de macho, isto é, com o modelo confeccionamos o molde e com a 
caixa de macho o macho. O molde pode ter paredes de areia, metal, ou materiais 
cerâmicos. O espaço vazio do molde reproduz o modelo. Macho, confeccionado em areia, 
impede que o metal preencha o que não deve ser preenchido.É obtido a partir da caixa de 
macho. 
 
As peças obtidas pelo processo de fabricação chamado de Fundição pode ter 
formato e medidas definitivas ou não, dependendo às vezes de uma operação de 
usinagem posterior para acertos das medidas e do formato das peças. 
Pelo processo de fundição podemos obter também "lingotes", que são peças obtidas 
pela solidificação do metal líquido em moldes metálicos chamados lingoteiras. Esses 
lingotes são peças maciças, e após a solidificação, eles são retirados da lingoteira, 
reaquecidos e deformados mecanicamente pelos processos de laminação ou forjamento, 
obtendo-se assim barras, chapas e perfis. 
 
 
FORNOS 
 
 
Os fornos utilizados para redução do minério de ferro, e adequação e do metal são, 
normalmente os seguintes: 
 
Alto forno: utilizado em Siderúrgicas para obtenção de gusa. 
Cubilot: utilizado normalmente para fundição de ferro fundido. Carvão mineral nacional 
 
 
 
 
 
de baixa qualidade: baixo poder calorífico, alto teor de enxofre e muita cinza. 
Fornos conversores: utilizado em Siderúrgicas para redução do carbono, do silício e do 
magnésio existentes no gusa líquido e produção de aço. 
Fornos elétricos a arco: utilizados na fundição de grandes quantidades em peso de 
ferro fundido (fofo) e aço. 
Fornos elétricos com resistência elétrica: utilizados na fundição de ligas leves de baixo 
ponto de fusão, como por exemplo o alumínio. 
Fornos elétricos de indução: utilizados para todos os metais. Possui grande agilidade 
de operação. 
Fornos tipo cadinho: elétrico; a gás; a óleo: utilizado para fundir bronze, níquel, 
alumínio e outras ligas metálicas, inclusive o ferro fundido. 
 
1. Alto Forno 
 
Os aços, em Siderúrgicas, são obtidos reduzindo o teor de elementos, como o 
carbono e o silício, do gusa líquido que é produzido em Alto Forno (Figura 1) a partir de 
minério de ferro e de outros componentes da carga como o carvão coque e o calcário. 
A redução do teor de carbono do gusa líquido para a produção do aço carbono 
comum, é realizada em forno conversor. Aços especiais são produzidos em outros tipos 
de fornos, a partir de sucatas de aço e elementos de liga. 
 
Figura 1 – Representação esquemática de uma instalação de alto forno 
 
 
 
 
 
2. Fornos Conversores 
O processo de Bessemer (Figura 2) consiste em insuflar ar (oxigênio) no metal 
líquido contido em um forno basculante para reduzir por oxidação o carbono, o silício e o 
magnésio. Os aços assim obtidos são identificados como ácidos ou básicos, dependendo 
do revestimento refratário do conversor ser à base de compostos de silício ou de 
magnésio. Estes conversoresrefinam entre 25 e 30 toneladas de gusa. 
 
Figura 2 – Representação esquemática de um conversor Bessemer 
 
3. Forno Cubilot 
O forno Cubilot (Figura 3) é geralmente usado para produzir ferro fundido comum. É 
um forno vertical cilíndrico, revestido de tijolos refratários e equipado com ventaneiras na 
parte inferior. A carga é feita por uma abertura lateral na parte superior e consiste de gusa 
sólido, sucata de ferro fundido e de aço, coque e calcário, depositados em camadas 
alternadas. 
O metal líquido escorre através dos componentes da carga e se concentra no fundo 
do forno, de onde é escoado pela bica de vazamento. A escória é eliminada por um 
 
 
 
 
 
orifício em nível mais alto que a bica de vazamento, pois é mais leve que o metal. O fundo 
do forno está a uma certa altura do solo para facilitar o vazamento e a descarga do forno 
no fim da jornada de trabalho. 
Como o metal derretido escorre em contato com os componentes da carga, 
apresenta composição química alterada a cada instante. Para minimizar este problema 
utiliza-se armazenar , por pequenos períodos de tempo, o metal fundido em grandes 
depósitos chamados de panelas de espera. 
 
 
 Figura 3 – Figura esquemática de um forno Cubilot 
 
4. Forno elétrico a arco trifásico 
 
O forno elétrico a arco trifásico (Figura 4) foi desenvolvido a partir de 1853 na 
França, porém, só foi realmente utilizado em 1890. 
 
Os eletrodos são suportados por garras e podem ser movidos para cima e para 
baixo. A sucata é devidamente selecionada antes de colocá-la no forno. O carregamento 
da sucata é feito com eletroimã , pela boca do forno, afastando-se a tampa e os eletrodos. 
O revestimento é composto de tijolos refratários e isolantes. 
 
 
 
 
 
 
A corrente trifásica de alta amperagem (10.000 A por fase) é levada ao forno por 3 
eletrodos distintos e alinhados na vertical. Fechando-se o arco elétrico a carga sólida se 
transforma em líquida. 
A composição química desejada é conseguida pela adição de diversos ferro ligas. 
Com o metal líquido já na composição e temperatura especificadas, o forno é basculado, 
vertendo o metal líquido em uma, ou mais, panela que a seguir é transportada até os 
moldes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 - Representação esquemática de um forno a arco trifásico. 
 
No forno a arco trifásico tipo Heroult, o calor gerado pelo arco, que ocorre entre os 
eletrodos, que não tocam a carga, e a carga, pode ser capaz de fundir até 200 toneladas. 
A estrutura (carcaça) metálica é constituída de chapas soldadas com fundo abaulado e 
possui porta de carregamento localizada do lado oposto da bica de vazamento. A 
abóbada tem movimentohorizontal para permitir o carregamento do forno. 
 
Eletrodos: são de grafite e possuem várias medidas padrões dependendo do 
tamanho do forno. Por exemplo: 
 
8" x 60" – 5200-9000 Amp 
10"x 60" – 7600-12600 Amp 
 
 
 
 
 
12"x 72" – 10500-17000 Amp 
 20"x 72"- 28500-34500 Amp 
Os portas eletrodos abrangem: 
 garras de fixação 
 barramento de condução de corrente 
 suporte do conjunto com deslocamento vertical 
 
Refratários: o revestimento pode ser de ácido ou básico. 
 
Refratários básicos = silicosos, sílico-aluminosos (SiO2 - Al2O3). 
Refratários ácidos = magnesíticos (MgCO3), dolomíticos (CaCO3), e cromíticos. 
Abóbadas: são revestidas de tijolos de sílica, devido a sua resistência a choques 
térmicos (tijolos sílicos - aluminosos). Todo o anel de suporte da abobada é refrigerado a 
água, assim como os anéis de suporte dos eletrodos. 
A tensão de alimentação da subestação é 3800/13200/40000 volts (alta), porém as 
tensões de arco são baixas, na ordem de 90 a 500 volts. Durante a operação de fusão e 
refino utiliza-se no arco, potências e voltagens diversas. 
Os fornos elétricos a arco direto trifásico (Figura 5) são utilizados para: 
 fusão do aço carbono para lingotes ou peças; 
 fusão do aço liga para lingotes ou peças; 
 fusão do aço inoxidáveis para lingotes ou peças; 
 fusão de ferros fundidos; 
 fusão e refino de cobre. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Esquema de lingotamento a partir do forno a arco 
 
 
 
 
 
 Operações essenciais: 
 
1. carregamento do forno; 
2. fusão de carga; 
3. refino – 1ª escória; 
4. remoção da 1ª escória ( atua o O2 ); 
5. refino - 2ª escória ( adição cal+fluorita); 
6. super – aquecimento – vazamento 
 
5. Fornos elétricos com resistência 
 
No forno elétrico a resistência (Figura 6) o calor é gerado por efeito Joule, em 
resistências fixadas nas paredes laterais. A carga sólida é colocada no cadinho, que não 
toca a resistência. O calor atravessa as paredes do cadinho e atinge a carga 
transformando-a em metal líquido. O metal líquido obtido é transferido para panelas de 
transporte e conduzido diretamente até os moldes. Este forno é usado para fundir metais 
de baixo ponto de fusão. 
 
 
 Figura 6 – Representação de forno elétrico à resistência 
 
 
 
 
 
 
6. Fornos elétricos de indução 
 
O calor no forno elétrico à indução (Figura 7) é gerado na carga por correntes 
induzidas. O cadinho do forno pode ser fixo ou móvel; ele é envolvido por tubos de cobre. 
Estes tubos (serpentinas) são condutores de corrente elétrica e transportam a água de 
refrigeração por toda a bobina. A água aquecida passa por um resfriador e retorna ao 
sistrma já na temperatura adequada. A corrente circulando no tubo de cobre vai gerar um 
campo magnético que atravessa o cadinho e provoca o surgimento de uma corrente 
induzida na carga do forno, provocando o aquecimento até a fusão por efeito Joule. É o 
forno mais utilizado pelas fundições de mercado, de pequeno e médio porte, pela 
agilidade/qualidade que permite. 
 
 Figura 7 – Representação esquemática de forno a indução 
 
 
7. Forno a óleo ou gás 
O calor nestes tipos de fornos (Figura 8) é gerado pela combustão de óleo ou gás 
em maçaricos posicionados nas paredes do forno. O calor gerado atravessa as paredes 
do cadinho e atinge a carga, sendo que para a eliminação dos gases de combustão deve 
ser prevista uma chaminé. 
São utilizados para ligas não ferrosas em geral e os cadinhos a base de Carbeto de 
 
 
 
 
 
Silício ou Grafite são dispostos abaixo do nível do solo. Este tipo de forno poço pode 
fundir até 200kg de metal. Existe um forno a óleo, basculante, o EASA, que é revestido 
com tijolos refratários e pode fundir até 1.000kg de ferro fundido. Foi muito utilizado nas 
décadas de 70 e 80. 
 
 Figura 8 – Representação esquemática de forno a óleo e a gás 
 
 
METAL LÍQUIDO 
 
 
De acordo com o processo de produção escolhido o vazamento ou enchimento do 
molde ocorre por um dos sistemas abaixo. Antes do vazamento dos moldes e 
após a verificação de que a composição química e a temperatura do banho estão 
conformes, processa-se a transferência do metal líquido do forno para as panelas devazamento. Neste momento é que realiza-se a chamada “inoculação” que nada 
mais é do que a adição de elementos de liga moidos no jato de metal do forno para 
a panela, que visa aumentar o número de substratos de nucleação e com isto refinar 
a granulometria microestrutural que, por consequência, melhora as propriedades 
mecânicas do material fundido. 
 
 
 
 
 
 
 Por gravidade 
 Sob-pressão 
 Por centrifugação 
 
O enchimento por gravidade consiste em vazar o metal líquido em um molde, até 
preenchê-lo totalmente. O metal líquido neste caso ocupa todo o molde movido por uma 
pressão hidrostática conseqüente da altura de onde ele é vazado no molde. A força 
exercida sobre o metal é a força da gravidade. 
 
O enchimento sob-pressão consiste em injetar um metal líquido no interior de um 
molde por meio de uma pressão exercida na superfície livre do recipiente que contém o 
metal (Figura 9). 
 
 
Figura 9 – Representação esquemática do enchimento sob pressão 
 
 O enchimento por centrifugação (Figura 10)consiste em vazar um metal líquido 
em um molde em rotação. É a força centrífuga decorrente, que força o metal a tomar a 
forma do molde. Este processo permite obter peças com maior densidade e melhores 
propriedades mecânicas, que as peças fundidas pelo processo de fundição por 
gravidade. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 - Representação esquemática do enchimento por centrifugação 
 
 
FERRAMENTAL 
 
Ferramental são as matrizes utilizadas para fazer os moldes e os machos, ou seja, o 
modelo e a caixa de macho (Figura 11). 
Os modelos, utilizados para fazer os moldes, são posicionados dentro de caixas 
metálicas ou de madeira, sem tampa nem fundo, e depois recobertos com areia 
previamente preparada. São pelo menos duas caixas, de formato quadrado ou retangular, 
que darão origem ás partes inferior e superior do molde e chama-se plano de apartação, o 
plano ou superfície que separa uma caixa da outra. Os moldes podem ser confeccionados 
de maneira manual ou mecanizada. Para esta última praticamente só se utiliza a areia 
sintética. 
As caixas de macho são usadas para fazer os machos, que são peças de areia que 
impedem que o metal preencha espaços que não devem ser preenchidos no interior dos 
moldes. Para serem qualificadas como boas para macharia, as areias devem, depois de 
curadas, apresentar alta rigidez. Por isto é que a areia sintética não se presta para 
macharia.A Figura 12a apresenta o molde sem o macho e a Figura 12b o mesmo molde já 
com o macho colocado. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Foto que apresenta modelo a esquerda e caixa de macho a direita 
 
 
 
 (a) (b) 
Figura 12 – Parte superior e inferior de molde: (a) sem macho, e (b) com macho 
 
 
1. Material de confecção do Ferramental: 
 
 
 
 
 
 
 
Os modelos, como já vimos, podem ser de madeira, metal, polímero, cêra, isopor ou 
a própria peça (menos a contração). As caixas de macho podem ser confeccionadas em 
madeira, metal e polímero. 
 
Vantagens de se utilizar madeira: 
A madeira é fácil de ser trabalhada e é leve. 
 
Desvantagens de usar a madeira: 
Deformam com o tempo, absorvem umidade e se desgastam com o uso. 
 
A madeira em geral utilizada é o pinho ou madeira compensada. O modelo e a caixa 
de macho de madeira devem ser lixados, envernizados e/ou pintados. O ferramental 
(modelo+caixa de macho) devem ser corretamente armazenados em local isento de 
umidade e identificados ou codificados. 
 
 
2. Na confecção dos modelos e caixas de macho, devemos considerar para 
valores das suas medidas: 
 
 Ângulo de saída 
 Sobremetal 
 Contração 
 
 
 
 
2.1 Ângulo de saída: 
As paredes verticais dos ferramentais devem possuir uma inclinação, para facilitar a 
extração, da areia, do modelo e da caixa de macho, evitando arraste de areia ou ruptura 
da parede do molde. Esta inclinação varia de 1/2º a 1º, pois se for exagerada, por 
exemplo em uma peça comprida, haverá muito material a ser usinado. 
 
 
 
 
 
2.2 
2.3 Sobremetal 
 
Nas partes que devem ser usinadas, é deixado o que se denomina sobremetal: É 
uma quantidade de metal que aumenta as dimensões da peça bruta, permitindo que as 
medidas finais da peça acabada e um bom acabamento sejam obtidos por usinagem. 
 
2.3 Contração 
 
Os metais dilatam-se com o aquecimento e voltam a contrair no resfriamento. Temos 
três tipos de contração: 
 Contração do estado líquido, que é a redução do volume quando o 
metal esfria até a sua temperatura de solidificação. 
 Contração durante a solidificação 
 Contração no estado sólido 
A contração de solidificação é compensada pelo uso de massalote (luvas 
exotérmicas). Massalote (Figura 13) é um reservatório de paredes refratárias e isolantes 
contendo metal líquido que é instalado, durante a moldagem, no interior do molde, com 
(aberto) ou sem (fechado) contato com a atmosfera na superfície do bolo que, como já foi 
dito, compensa a contração de solidificação. 
 
 
 
 
 
Grande cavidade de contração (rechupe) no interior de uma
peça de bronze alumínio fundida em areia.
Defeito - Rechupe
 
Figura 13 – Operação de moldagem e instalação de luvas exotérmicas (massalotes) 
 
 Esta contração que ocorre no estado líquido em decorrência da queda de 
temperatura, não é levada em conta no cálculo do dimensionamento dos modelos. O 
volume ocupado pelo metal líquido diminui quando se solidifica, devido a maior 
aproximação dos seus átomos (os átomos se agrupam formando um reticulado cristalino). 
Na confecção dos modelos é necessário levar em conta a contração que acontece no 
metal já sólido. Desta maneira, os modelos são confeccionados com medidas a maior do 
que aquelas indicadas no desenho da peça. 
Como os metais apresentam contrações diferentes, se o ferramental construído para 
moldar peça de determinada liga metálica for utilizado para moldar outra liga as medidas 
finais das peças serão diferentes 
Além da composição química outro fator que influi na contração é a velocidade de 
resfriamento. Exemplo: Se um ferro fundido é resfriado rapidamente, resulta em ferro 
fundido branco de alta contração (2%) e se resfriado lentamente, processa-se uma 
grafitização e a contração é bem menor (1%). 
 
 
 
 
 
 
 3. Marcação de macho: 
Estas marcações de macho são saliências construídas nos modelos e que vão 
imprimir na parede do molde o local onde será apoiado o macho. 
 
 4. Cores do modelos: 
Para facilitar o fluxo de informações sobre o produto, algumas regiões dos modelos 
são pintadas com cores que estabelecem algumas convenções: 
 
 Marcação de machos: Preto 
 Locais a serem usinados: Amarelo 
 Peças de ferro fundido e aços sem usinagem: Vermelho 
 Peças de metais não ferrosos sem usinagem: Verde 
 
 
 5.Tipos de modelos: 
 
a) Modelo soltosem macho: 
 
São os mais simples e geometricamente semelhantes às peças a fundir. No caso de 
haver partes salientes, é utilizado o artifício de se fazer "peças soltas", que são fixadas ao 
modelo durante a moldagem (Figura 14). Neste caso não há necessidade de macho. 
 
 
 Figura 14 – Moldagem com modelo solto sem macho, mas com “peças 
soltas”. 
 
 
 
 
 
 
b) Modelo solto com macho: 
 
Algumas superfícies dos moldes são formadas pelo próprio modelo, outras partes da 
superfície como cavidades, saliências e outras são formadas por meio de machos (Figura 
15). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 15 – Moldagem com modelo solto e com macho 
 
c) Modelos emplacados 
 
Para alta produção de peças, trabalha-se com modelos emplacados, que são 
emplacados, bipartidos e fixos em placas metálicas ou de madeira. Cada metade fica de 
um lado da placa ou cada metade é fixada em uma placa diferente (Figura 16). 
 
Figura 16 – Moldagem com modelos emplacados 
 
 
 
 
 
 
As placas possuem orifícios, por onde passarão os pinos guias das caixas de 
moldagem. Qualquer jogo ou folga existente entre pinos de guia e orifícios das caixas de 
moldagem e placa, pode provocar defeitos, tais como peças desencontradas. Resumindo: 
a falta das guias ou seu desgaste pode provocar desencontros nas peças 
produzidas. 
 
Marcação de machos:O macho é fixado nas paredes dos moldes, pela "marcação 
de macho", que é um local moldado na parede do molde com detalhes já previstos e 
existentes no modelo. “A marcação do macho” é gerada por um detalhe existente no 
modelo. 
 
 6 .Artifícios Técnicos utilizados: 
 
6.1 Chapelins: 
 
Chapelins (Figura 17) são peças metálicas de pequenas espessuras que são 
posicionadas no interior do molde para o apoio do macho, evitando que ele ceda e 
encoste-se à parede do molde. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17 – Alguns tipos de chapelins 
Os machos quanto mais maciços e/ou compridos devem ser permeáveis e possuir canal 
interno (pavios) para levar os gases gerados até o interior das paredes do molde, por 
onde serão eliminados pela permeabilidade da areia ou por respiros (Figura 18). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 18 – Artifícios para eliminação de gases durante o vazamento do molde 
 
6.2 Resfriadores: 
 
São peças metálicas posicionadas no interior ou exterior do molde para acelerar o 
resfriamento naquele local, evitando vazios e porosidades. Elimina os efeitos do chamado 
ponto-quente. 
 
MOLDES E MACHOS 
 
Os moldes podem ser descartáveis, quando confeccionados com areia ou material 
cerâmico ou permanentes, quando são produzidos a partir de alguma liga metálica, 
normalmente de ferro fundido cinzento. A Figura 19 apresenta os diversos tipos de 
moldagem. 
 
 
 
 
 
 
Figura 19 – Diversos tipos de moldes 
 
Moldes Descartáveis de Areia: 
 
Os moldes e machos descartáveis de areia são preparados em caixas de moldagem 
ou em caixas de macho. Estas caixas são metálicas ou de madeira e têm a forma 
quadrada ou retangular. Lateralmente, na parte externa, as caixas de moldagem possuem 
alças e orelhas (Figura 20). 
 
 
 
 
 
Figura 20 – Esquema de caixas de moldagem 
 
As alças são utilizadas para facilitar a movimentação a as orelhas serão utilizadas 
para passagem de pino de guia e fixação. Estas caixas podem ser expansivas ou não 
permitir aberturas. As caixas expansivas permitem fazer vários moldes, pois podem ser 
abertas e usadas em nova moldagem. As inteiriças não permitem a desmoldagem antes 
 
 
 
 
 
da solidificação da peça. São os diversos tipos de caixas, de moldagem ou de machos, 
que acondicionam os diversos tipos de areias de moldagem e macharia e possibilitam a 
confecção do conjunto de moldagem (molde+macho) descartável. 
As areias mais utilizadas na confecção de moldes e machos são: areia de 
silicato/CO2; areia de cura a frio e areia shell moulding. A areia conhecida como verde ou 
sintética é usada exclusivamente para a moldagem, pois não possui rigidez suficiente 
para ser usada na confecção de machos. 
 
AREIAS DE FUNDIÇÃO 
 
 
Existe uma série de características que permitem qualificar uma areia após ser 
preparada com a mistura dos seguintes ingredientes: a) substância granular refratária, 
normalmente areia de sílica (SiO2); b) elementos aglomerantes; c) aditivos e d) umidade. 
São elas: 
 
1. Classificação da areia quanto á origem: natural ou sintética. 
 
Areia natural: é toda areia que é utilizada no estado em que encontramos na 
natureza apenas corrigindo o teor de umidade; 
Areia sintética: é aquela obtida artificialmente a partir de seus componentes 
básicos; 
 
2. Classificação quanto ao uso: areia nova ou areia usada. 
 
Areia nova: é toda areia que esta sendo usada pela primeira vez na fundição. 
Areia usada: é toda areia que já foi recuperada de fundições anteriores 
 
3. Classificação quanto a aplicação: areia de moldagem e areia de macho 
 
Areia de moldagem (faceamento e enchimento) 
faceamento: as vezes peneirada, é aquela que tem contato com o modelo e com o 
 
 
 
 
 
metal líquido quando o molde é vazado. É a areia que permite melhor acabamento e deve 
ter uma espessura ao redor do molde de 6 mm. 
enchimento: é aquela utilizada para completar o enchimento da caixa de moldagem. 
É menos solicitada que a de faceamento. 
 
Areia de macho 
Utilizada para confeccionar peças de areia chamadas "machos" que são colocadas 
no interior dos moldes para permitir cavidades internas projeta nas peças. 
 
4. Classificação quanto à rigidez: areia verde e areia curada. 
 
Areia verde: é quando não se usa nenhum processo de secagem após a 
preparação do molde. 
Areia curada: é quando a areia tem sua rigidez aumentada após a confecção do 
molde. 
 
5. Classificação quanto ao metal a ser fundido: Areia para ferro fundido, aço, 
alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas, etc. 
 
6. Classificação quanto à forma dos grãos: Esferoidal e Angular 
 
Características das Areias 
 
Para que se possa determinar onde podem ser utilizadas, as areias aditivadas são 
classificadas segundo algumas características: 
 
1. Plasticidade e Consistência: propriedades da areias que permite alterar suas 
formas por meio de forças externas e mantê-las deformadas após a retirada das forças. 
 
2. Moldabilidade: é a característica que a areia deve ter de ser facilmente adensada 
(socável), tomando a forma do molde. 
 
 
 
 
 
 
3. Dureza e Resistência: é a propriedade da areia que revela se a mesma vai 
resistir ao jato de metal líquido no momento do vazamento. 
 
4. Permeabilidade: propriedade de se deixar atravessar pelos gases do metal ou 
gases gerados no molde durante o vazamento (ventilação do molde). Esta propriedade 
esta ligada a granulometria: quanto menor o grão, menores os canais de saída, maiores 
asvariações de direções o que dificulta a passagem dos gases e do ar . O volume de 
vazios existentes na areia é menor quando for maior a variação da granulometria. 
 
A permeabilidade é influenciada pelo teor de aglomerante, quanto maior o teor de 
aglomerante menor é a permeabilidade. Para a moldagem com a chamada areia verde 
(areia, carvão, bentonita e água), se o teor de umidade não for suficiente as partículas 
finas se soltam, preenchendo os vazios entre os grãos e aumentando a erosão na 
passagem do metal líquido; já se o teor de umidade for alto temos a formação de lama 
que veda a passagem dos gases e provoca a maior evolução de gases durante o 
enchimento do molde. 
 
5. Refratariedade: propriedade de resistir à fusão ou ao amolecimento devido ao 
calor desenvolvido no interior do molde no ato do vazamento. 
●maior os grãos – maior a refratariedade 
●maior teor de aglomerante: menor a refratariedade 
 
6. Variação dimensional: A avaliação da variação dimensional deve ser executada 
depois de assegurar-se que a concentração granulométrica deixa 50% a 70% dos grãos 
em três peneiras consecutivas. Existem ensaios a serem realizados apenas com areia 
verde. E são eles: 
 
 Permeabilidade: é medida pelo volume de ar em m3 sob pressão de 
ig/cm3, que passa em minutos através 1 minuto através da secção de um corpo 
de prova em areia (já preparada) de diâmetro 2". 2" de altura; 
 
 Moldabilidade: é medida pelo ensaio de empacotamento que é feito em 
 
 
 
 
 
corpo de prova padrão. Esse corpo de prova sofre varias batidas (socagem) 
enquanto um relógio indica o valor do achatamento (empacotamento). Este 
valor medido nos dirá a possibilidade de haver ou não vazios na superfície do 
molde, de acordo com os valores padrões; 
 Dureza: é medida pelo aparelho medidor de dureza que em síntese é um 
relógio, com um penetrador na parte inferior; 
 Resistência: Um corpo de prova padrão (em areia preparada) é 
comprimido entre placas de uma máquina universal de ensaio de resistência. 
Lê-se na escala correspondente (corpo de prova a seco ou a verde), o valor da 
resistência a compressão. 
 
Principais areias de moldagem e/ou macharia 
 
Dentre os inúmeros tipos de areias de moldagem e/ou macharia, existentes hoje em 
dia, para confeccionarem-se os moldes descartáveis, buscou-se selecionar os quatro que 
pudessem dar uma visão geral, mesmo que aproximada, deste universo. 
 
1) Areia verde ou sintética 
A moldagem com areia verde ou sintética é a de mais baixa rigidez dentre as quatro mais 
utilizadas. É composta de areia qurtzítica (81%), bentonita (10%), carvão cardiff (5%) e 
água (4%) e não pode ser utilizada na confecção de machos. Dependendo das condições 
de moldagem, armazenamento e vazamento este tipo de moldagem é mais propenso a 
apresentar defeitos tais como: bolhas de gás, inclusão de areia e incrustação de areia. É o 
tipo de areia mais recomendado para moldagem automática. 
•Ótima para moldagem mecânica; 
•Molde não rígido; 
•Não serve para confeccionar para machos; 
•Só não serve para a produção de aço; 
•Devido a baixa resistência da areia apresenta altos índices de defeitos; 
•A composição é areia, carvão, argila (bentonita) e água. 
 
 
 
 
 
 
Cuidados especiais que devem ser tomados: 
 
•Compactar com força; 
•Controlar a argila ativa e a umidade para evitar bolhas e erosão; 
•Vazamento cuidadoso para evitar muita turbulência e arraste de areia; 
•Limpar molde para evitar areia solta após colocação de machos; 
•Checagem dimensional preventiva de guias e pinos para evitar desencontros; 
•Pintura do molde com tinta a base de grafite para melhorar resistência. 
 
2) Areia Silicato/CO2 
 
Este tipo de areia é muito utilizada, principalmente para a confecção de machos 
devido a facilidade de controlar-se o tempo de cura. A quantidade de silicato de sódio 
adicionado é de cerca de 1,2% sobre o peso da areia e a cura se processa quando o gás 
CO2 passa através a mistura. Retira umidade e facilita a formação de sílica gel. Existem 
dispositivos que permitem dosar o gás aplicado. 
Características desta areia: 
 
•Areia curada confere alta rigidez, portanto pode ser usada em macharia; 
•A cura acontece a temperatura ambiente; 
•A composição da areia é: 30% SiO2 + 15% Na2O + 55% H2O 
•Reação de endurecimento: 
•CO2 + areia+silicato = desidratação silicato 
•Resultado = carbonato de sódio + sílica gel 
 
 
 
 
 
 
 
Cuidados especiais que devem ser tomados: 
•Não utilizar areia quente, pois desidrata o silicato antes da hora, tornando a areia 
friável; 
•O uso de muito silicato dificulta o colapso da areia; 
•Se a dureza do macho for excessiva adiciona-se serragem para evitar trincamento da 
peça; 
•A tinta adequada deve ser a base de alcool para evitar adição de umidade. 
 
3) Cura a Frio 
 
A areia cura a frio, do tipo pep-set, é muito utilizada tanto em moldagem quanto em 
macharia pelas fundições de aço. Normalmente a resina é fenólica e o catalizador 
utilizado é o paratolueno sulfônico. A cura se processa á temperatura ambiente após 
cerca de 10 minutos da adição do catalizador e o produto (moldes/machos) apresenta boa 
a resistência a verde e alta resistência á quente, suportando as altas temperaturas de 
vazamento das ligas de aço (acima de 1600oC). 
 
 •Pode ser utilizada também em macharia; 
•É muito utilizada em ligas ferrosas principalmente de aço; 
•A resina pode ser fenólica e o catalizador paratolueno sulfônico; 
•A cura se processa à temperatura ambiente, mas existem catalizadores mais lentos; 
•Esta areia apresenta alta resistência a quente, resistindo mais de 1600oC; 
•Adições de óxido de ferro na areia aumentam a resistência a quente; 
•A resistência à quente e o acabamento melhoram com tintas a base de alumina ou 
zirconita. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Características da areia cura a frio ideal: 
 • Ser menos agressiva ao meio ambiente poluir pouco; 
•Ter menor custo relativo; 
•Possuir temperatura de cura flexivel; 
•Possuir boa tolerância a temperatura da areia; 
•Boa flexibilidade ao pH da areia; 
•Baixa emissão de fumos; 
•Apresentar plasticidade na retirada do modelo; 
•Exalar pouco odor na moldagem; 
•Tempo de cura adequado ao tamanho das peças; 
•Fácil desaglomeração na reciclagem. 
 
4) Areia Shell Moulding 
 
Este processo foi desenvolvido na Alemanha na 2ª Guerra Mundial (1940). Shell 
moulding significa moldagem em casca, que é a moldagem que confere o melhor 
acabamento às peças fundidas, que normalmente pesam menos de 5kg. É uma areia que 
pode ser utilizada na macharia e na moldagem. Mistura-se areia quartzítica com resina 
fenólica em pó (1,2%) e a cura (endurecimento) ocorre após uma queima realizada em 
temperaturas entre 300 o C e 600o C. Existem, hoje em dia, equipamentos que permitem 
moldar até 300 cascas por hora e sopradoras de machos de alta produtividade. 
Características da moldagem em casca: 
 
Vantagens: 
 
 Peças com grande precisão; 
 Grande produção em pequenos espaços; 
 Bom acabamento, pode dispensar usinagem; 
 
 
 
 
 
 Permite produzirpeças com geometrias complicadas;. 
 Necessidade de menos sobremetal para usinagem; 
 Consumo de areia é mais baixo; 
 Utilizado em moldagem e macharia; 
 
Desvantagens: 
 Alto custo do modelo; 
 Alto custo da resina e dos moldes; 
 Necessita de maquina para realizar a moldagem e macharia; 
 Areia de reciclagem difícil pela alta dureza. 
 
Moldagem em máquina: 
 
Na areia à base de sílica (SiO2) seca, adiciona-se resina fenólica em pó 
(aglomerante) e mistura-se. O material assim preparado é colocado no interior de uma 
caixa metálica basculante. A tampa desta caixa basculante nada mais é que a placa 
modelo, que normalmente é de ferro fundido, e que contém todos os detalhes que serão 
copiados na areia que vai grudar na chapa quando ela estiver aquecida. 
A placa modelo de ferro é aquecida entre 150º e 250ºC e lubrificada com silicone 
para facilitar a aderência da resina ao molde. O passo seguinte é bascular a areia já 
misturada com resina sobre a chapa aquecida, deixando o tempo necessário para que a 
casca atinja a espessura desejada. Basculando novamente o excesso de areia é retirado 
de cima da placa modelo. Vale salientar que a areia, nesta etapa, está apenas grudada no 
modelo. Necessita ser queimada para adquirir a resistência necessária para a extração, 
manuseio e vazamento. Esta queima é executada em outro forno à temperaturas entre 
300o C e 600o C. Após a queima os extratores instalados na placa modelo “expulsam” a 
casca de areia queimada da chapa modelo. A Figura 21 apresenta as diversas etapas do 
processo de moldagem em casca. As cascas possuem uma linha de partição em baixo 
relevo, que facilita serem separadas em duas partes e depois coladas uma sobre a outra, 
completando as duas partes do molde. 
 
 
 
 
 
 Figura 21 – Etapas da moldagem shell 
 
 Molde Cerâmico Descartável (cêra perdida): 
 
Os moldes descartáveis de cerâmica são confeccionados aplicando banhos de lama 
cerâmica, que vão se sobrepondo, sobre o modelo, que neste caso é de cêra. A cada 
camada de lama aplicada o molde é deixado secar por algumas horas para eliminar a 
água. Quando o número de camadas do molde atingir a espessura necessária para 
aquela peça, o molde é seco à temperatura ambiente e depois é levado para uma estufa 
para eliminar a cera e o restante da umidade proveniente da lama. Os passos seguintes 
são calçar ao redor do molde e vaza-lo com a liga metálica escolhida. É o tipo de 
moldagem que confere o melhor acabamento dentre todas as focadas neste trabalho, 
sendo também o processo o mais caro. A lama é composta de pó refratário, silicoso ou 
aluminoso, muito fino e água. Os modelos de cera (cera de abelha e de carnauba+ breu), 
que também são descartáveis, são produzidos em sofisticados moldes de silicone, por 
gravidade ou sob pressão.As peças obtidas por este tipo de moldagem mesmo brutas de 
 
 
 
 
 
fundição apresentam acabamento tal que parecem ter sido usinadas. 
O processo de moldagem cerâmico também é conhecido como cera perdida, 
investimento ou microfusão, foi inicialmente desenvolvido para resolver problema com a 
extração do modelo durante a moldagem, mas hoje é escolhido quando se pretende 
fabricar pequenas peças com ótimo acabamento superficial. Algumas características das 
peças produzidas por este processo: 
 
 peças fundidas dentro de tolerância estreita ( +/- 0.07 a 0.01)mm 
 peças de formas complicadas 
 peças fundidas em ligas de difícil usinabilidade 
 
Ex.: pás de turbina, rotor de compressor, componentes de máquinas de costura e 
fotográfica, peças de aparelhos médicos e odontológicos. 
 
Fases do Processo 
 
1 - Fabricação do modelo padrão para confeccionar uma matriz revestida de silicone; 
2 - De posse da matriz, preenche-la com cera líquida; 
3 - Após alguns segundos ela se solidifica no interior da matriz. Obtém-se então o modelo 
em cera; 
4 - Retira-lo da matriz (a matriz se abre) repetindo a operação para obter outros modelos 
em cera; 
5 - Fazer a montagem da Árvore de Fundição, “grudando” os modelos, ao redor de uma 
barra de cera maior que vai dar origem ao canal de alimentação (Figura 22). 
 
 
 
 
 
 Figura 22 – Árvore de cera (canal central, de distribuição e modelos) 
 
6 – Banhar a Árvore em lama cerâmica; 
7 - Pulverizar sílica seca sobre a árvore já banhada; 
8 - Mergulhar novamente em lama cerâmica e pulverizar. Repetir o processo até obter 
uma "casca" com a espessura desejada; 
9 - Posicionar a árvore em uma prateleira por 24 horas para secar a "casca"; 
10 - Colocar a casca com o canal para baixo dentro de uma estufa, aquecer para derreter 
a cera que sai já líquida, pelo canal. Extraindo a cera ficam dentro da casca apenas os 
vazios referentes às peças e canais; 
11 - Retirar a casca da estufa. Neste processo, ela é o molde a ser preenchido pelo metal 
líquido; 
12 - Fundir o metal e vaza-lo no molde (casca). 
 
Na Figura 22 estão mostrados os passos para a confecção do modelo de cera e do 
molde para a moldagem em cera perdida. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 22 – Esquema da confecção de modelo e molde 
 
Moldes Permanentes (coquilhas): 
 
São moldes permanentes construídos inteiramente a partir de uma liga metálica, 
normalmente de ferro fundido cinzento. São obtidos por fundição, por usinagem comum 
ou por eletroerosão e podem ser utilizados inúmeras vezes ao contrário dos descartáveis. 
Dependendo do intervalo de tempo entre seus preenchimentos com metal líquido, pode 
ser refrigerado com água ou não, mas sempre deve ser pré-aquecido para diminuir a 
diferença de temperatura entre o líquido e a coquilha e evitar que a mesma apresente 
trincas. As peças fundidas com este tipo de molde apresentam um bom acabamento e 
maior dureza superficial em função da granulometria da microestrutura ser mais refinada. 
Quando houver necessidade utilizam-se machos confeccionados com areia para shell 
moulding. Resumo das principais características deste tipo de molde: 
 
 
 .As coquilhas são confeccionadas de metais, normalmente de ferro fundido; 
 
 
 
 
 
•Podem ser usadas inúmeras vezes; 
•Processa-se o enchimento da coquilha por gravidade ou sob pressão; 
•As coquilhas são fundidas ou eletro-erodidas; 
•Dependendo de como é utilizada deve ser ou não refrigerada; 
•Usa-se aplicar uma pintura para facilitar a extração da peça; 
•Faz-se um pré-aquecimento para evitar trincas; 
•A coquilha resulta em peças com bom acabamento superficial; 
•A granulometria da microestrutura superficial é mais refinada. 
 
 
MOLDAGEM MANUAL OU MECANIZADA COM AREIA VERDE 
 
 
A) MOLDAGEM MANUAL 
 
1 - O modelo é bipartido. Cada metade do modelo é fixada em um lado de uma 
placa. 
2 - Metade da placa é posicionada e fixada sobre uma superfície plana (placa 
inferior); 
3 - Sobre ela coloca-se a caixa; 
4 - Coloca-se areia até ultrapassar o volume da caixa; 
5 - Soca-se a areia e retira-se o excesso para que o nível da areia seja o mesmo 
da caixa de moldagem; 
6 - Erguer e girar (tombar) a caixa (inferior); 
7 - Posiciona-se e fixa-se a placa superior em uma superfície plana (a outra 
metade); 
8 - Sobreela coloca-se outra caixa; 
9 - Enche-se de areia até ultrapassar o volume da caixa; 
10 - Soca-se a areia e retira-se o excesso para ficar no nível da caixa de madeira ; 
 
 
 
 
 
11 - Erguer e retirar a caixa (superior); 
12 - Posiciona-se a 2º caixa (superior) sobre a 1º caixa (inferior). Como existem 
guias as caixas moldadas ficam bem alinhadas para evitar um possível desencontro. 
 
Obs.: Os modelos podem possuir ou "Marcas" para os modelos dos canais ou 
modelos dos canais fixos. 
 
 
B) MOLDAGEM MECANIZADA 
 
A moldagem mecanizada apresenta sobre a manual as seguintes vantagens: 
 
1 - Aumento da produção (as produções são mais rápidas); 
2 - Possibilidade de trabalhar com pessoal não muito especializado; 
3 - Obtenção de peças com melhor precisão nas medidas. 
 
 
Para mecanizar a moldagem com areia verde existe um grande número de máquinas 
que utilizam conceitos diferentes. Para exemplificar, procurou-se elencar algumas: 
 
B1) Máquinas de compressão (Areia Verde ou Sintética) 
 
-Estas máquinas consistem essencialmente de uma mesa afixada a um pistão que 
se movimenta verticalmente por processo hidráulico ou pneumático. 
 
Moldagem da caixa inferior 
 
1 - Sobre a mesa é fixada a placa modelo, nos pinos guias da mesa 
2 - Sobre a placa modelo é colocada a caixa de moldagem, e também fixados os 
pinos guias. 
3 - Sobre o modelo coloca-se "pós separadores" ou areia seca ou grafite fina, a 
seguir areia de faceamento + areia de enchimento. 
 
 
 
 
 
4 - Sempre devemos começar moldando a caixa inferior. Portanto o modelo fixado na 
placa deve conter o detalhe do final do canal de descida (bolsa), também conhecido como 
canal de vazamento. 
5 - A quantidade de areia a ser colocada é superior ao volume da caixa e pode ser 
controlada por um dosador localizado sobre a caixa. Este dosador tem medidas variáveis 
para várias caixas. 
O pistão empurra a mesa para cima, comprimindo a areia contra uma placa metálica 
posicionada na parte superior da máquina. 
6 – Aliviando a pressão do pistão a mesa desce. 
7 - Retira a caixa (contendo o molde inferior) e girar a caixa contendo o molde já 
obtido. 
 
Este mesmo processo é usado para a moldagem da caixa superior do modelo que 
contem o canal de vazamento, canal de alimentação, canais de respiros e o modelo do 
massalote. 
 
 
Moldagem da caixa superior 
 
1 - Fixar a placa modelo à mesa; 
2 - Colocar a caixa; 
3 - Colocar pós separadores sobre o modelo (areia fina ou grafite fina); 
4 - Colocar os modelos dos canais e do massalote; 
5 - Encher de areia; 
6 - Comprimir o conjunto contra a placa metálica superior; 
7 - Descer a caixa já moldada; 
8 - Retirar a caixa superior e os modelos dos canais; 
9 - Colocar a caixa superior sobre a caixa inferior. 
 
B2) Máquinas de Trepidação – Compressão (Tipo Squeeze - Areia Verde ou 
Sintética) 
 
 
 
 
 
 
 
Uma máquina de trepidação – compressão consiste basicamente em uma mesa 
acionada por pistões a ar comprimido. 
 
Função 1 : Elevar a mesa e deixá-la cair sobre molas amortecedoras, de forma 
repetida. 
 
Função 2 : Elevar a mesa e comprimir a areia contra a placa superior da máquina. 
 
 
B3) Máquinas de Trepidação – Compressão – Rotação - (Areia Verde ou Sintética) 
 
O acionamento da mesa é feita por pistões a ar comprimido para trepidar e para 
comprimir a areia contra o cabeçote elevando a mesa. Usa-se uma placa/modelo com 
cada metade do modelo fixada de um lado da placa. 
 
Operação: 
 
1 - Sobre a mesa colocar a caixa de moldagem; 
2 - Sobre esta caixa de moldagem colocar a placa modelo com a parte inferior do 
molde voltado para cima; 
3 - Colocar a outra caixa de moldagem sobre a placa/modelo; 
4 - Colocar areia fina e seca ou grafite sobre a placa e modelo. Colocar areia de 
faceamento; 
5 - Encher a caixa inferior; 
6 - Acionar o pistão interno para a trepidação, ele levantará e soltará a mesa, com 
todo o conjunto. Esta trepidação faz comprimir a areia contra o modelo; 
7 - Erguer a mesa para completar a compressão da areia; 
8 - Descer a mesa; 
9 - Efetuar a rotação da caixa, de modo que a caixa superior fique sobre a caixa 
inferior; 
10 - Colocar os modelos dos canais; 
 
 
 
 
 
11 - Colocar areia fina sobre o modelo, e encher a caixa de areia; 
12 - Subir a mesa para comprimir a areia; 
13 - Descer a mesa e retirar os modelos dos canais; 
14 - Elevar a mesa e prender a caixa superior. Descer a mesa, descendo também 
junto a caixa inferior com a placa modelo; 
15 - Retirar a placa/modelo; 
16 - Posicionar o macho; 
17 - Subir a mesa; 
18 - Acoplar as caixas (superior e inferior); 
19 - Descer o conjunto; 
20 - O molde está pronto. 
 
Na Figura 23 está apresentada a sequência de operações da moldagem com areia 
verde conhecida como trepidação, compressão e rotação. 
Figura 23 – Esquema de máquina de moldar areia verde por trepidação, 
compressão e rotação 
 
B4) Máquinas de moldar com projeção de areia - (Areia Verde ou Sintética) 
 
A máquina de jato de areia produz uma compactação e socamento pelo arremesso 
de areia contra as paredes do molde. O abastecimento de areia é feito por uma correia 
transportadora. Um rotor em alta velocidade produz o jato de areia que é direcionado para 
qualquer parte do modelo. Este processo é utilizado para modelos grandes não seriados, 
nesse processo são lançados 200 a 500 Kg de areia/minuto. 
 
 
 
 
 
DESMOLDAGEM E LIMPEZA 
 
Normalmente depois do completo resfriamento da peça, mas às vezes logo depois 
da solidificação, com a peça ainda rubra, realiza-se a desmoldagem, onde as peças são 
extraidas dos moldes, sejam eles descartáveis ou permanentes. Quando são de areia os 
restos da moldagem vão para um equipamento que moi os “torrões”, elimina as partículas 
mais finas e resfria a areia, já reciclada, para que possa ser reutilizada. 
A quebra dos moldes pode ser realizada de maneira manual ou em grelhas 
vibratórias (check-out). As peças já livres dos moldes, ainda com canais e massalotes, 
deve passar por um processo de limpeza para eliminar a areia que continua aderida. Esta 
operação é realizada em um equipamento chamado de jato de granalha, no qual 
pequenas esferas de aço são arremessadas, por uma turbina, contra as superfícies da 
peça. 
 
CORTE, REBARBAÇÃO E ACABAMENTO 
 
 
Após limpeza as peças vão para o setor de corte para eliminação dos canais e 
massalotes, que são transformados em sucata (Figura 24a). Dependendo do material a 
ser cortado utiliza-se para o corte material abrasivo (disco de corte), maçarico 
(oxigênio+GLP) ou corte por solda (eletrodo de grafite). Pode-se utilizar para cortar 
determinado material mais de um processo de corte. Alguns exemplos: 
 
Ferro fundido cinzento e não ferrosos – corte com discos abrasivos 
 
Aços carbono – corte com maçarico a oxigênio/GLP e eletrodos de grafite 
 
Aços inoxidáveis – corte com solda/eletrodos de grafiteobs: Vale salientar que para cortar algumas ligas é necessário, antes, tratá-las 
termicamente. 
 
 
 
 
 
 
 
As peças já sem canais e massalotes são transportadas para o setor de rebarbação 
onde eliminam-se resquícios de canais e massalotes, rebarbas e excessos de solda. No 
setor de acabamento as peças passam por um acabamento mais refinado, ficando 
prontas para serem expedidas (Figura 24b). Tanto a rebarbação quanto o acabamento 
são realizados com o auxílio de materiais abrasivos. 
 
 a) b) 
Figura 24 – Carcaça de bomba, a) com canais e massalotes e b) já pronta 
 
 
CONTROLE DE QUALIDADE DE FUNDIÇÃO 
 
 
O processo de fabricação por fundição é extremamente complexo, pois envolve um 
grande número de variáveis para a sua execução. Para que se consiga obter um produto 
de boa qualidade é necessário controlar cada uma das etapas do processo. Procura-se 
desta maneira evitar que uma etapa ou parâmetro possa prejudicar os seguintes. A 
responsabilidade por todas as checagens listadas abaixo é do setor de controle de 
qualidade que para cumprir bem suas funções só deve ser subordinada a alta 
administração. 
 
 
 
 
 
 
 
•Recebimento da matéria prima 
•Preparação da areia e moldagem 
•Análise química e temperatura do metal fundido 
•Fusão – ordem de adição dos elementos liga 
•Inspeção visual após 1º jateamento e/ou detecção de defeitos por ultra som ou raioX 
•Corte de canais e massalotes 
•Decisão se recupera ou não – critérios técnicos e econômicos 
•Recuperação com solda 
•Tratamento térmico 
• Inspeção final 
 
RECUPERAÇÃO POR SOLDAGEM 
 
Quando identificado a necessidade de recuperação com solda e sua viabilidade 
técnica e econômica o procedimento é formalizado e a ação implementada, inclusive com 
a seleção de profissional qualificado. Normalmente, envolve a abertura e limpeza do 
defeito com o auxílio de materiais abrasivos ou eletrodos de grafite e, em seguida, o 
enchimento do defeito com o eletrodo de composição química e bitola que dependem 
respectivamente, do material e do tamanho do defeito. A peça recuperada é tratada 
termicamente e o excesso de solda é eliminado no setor de rebarbação e acabamento. 
Quando, por algum motivo, opta-se por não recuperar a peça com defeito, esta vai 
ser segregada e depois sucateada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRINCIPAIS DEFEITOS DE FUNDIÇÃO 
 
1. Bolhas de Gás: São gases retidos no metal quando este se solidifica e 
aparecem como cavidades de paredes lisas. Podem ocorrer na superfície da 
peça ou no seu interior. São oriundas de excesso de vapor devido a alta 
umidade, a gases oriundos da queima de materiais orgânicos ou a gases 
trazidos desde o processo de fusão do metal. O vapor retido no metal 
líquido, ao se solidificar, resulta no defeito chamado de bolhas de gás, que 
tem o formato esférico e superfície interna brilhante. Quando a superfície é 
opaca as bolhas são provenientes dos gases do próprio metal. 
 
 
•Causas 
 
 excesso de umidade no molde 
 baixa temperatura de vazamento 
 coquilha oxidada 
 excesso gases dissolvidos no banho 
 baixa permeabilidade do molde 
 
 
 Bolhas de gás Bolhas de gás 
 
 
 
 
 
66
Bolhas de Gás
Bolhas de gás em um aço carbono fundido ASTM A148-93.
 
Bolhas de gás vistas em MEV 
 
 
2. Excesso de material: A areia se tiver muito úmida adere ao modelo e ao ser 
retirada deixa poros (vazios) nas paredes do molde. Esses vazios são preenchidos 
pelo metal líquido e resultam em sobre-medida. 
 
3. Incrustação e inclusão de areia: A incrustação de areia ocorre como resultado da 
baixa compactação da areia de moldagem, quando a granulometria da areia é 
excessivamente grosseira, quando o projeto de alimentação da peça é 
geometricamente inconveniente, mal dimensionado e/ou mal localizado; quando os 
moldes estão friáveis ou o metal está a uma temperatura tão alta que se apresenta 
com fluidez acima da necessária. 
O molde não está com a rigidez necessária e não resiste a pressão do metal 
líquido que penetra e se mistura com a areia. O resultado é uma superfície 
grosseira e muito dura que dificulta muito qualquer tentativa de usinagem e o 
defeito é conhecido como incrustação de areia. Pode acontecer, também, que 
devido a baixa resistência do molde, o jato do metal o erode de maneira localizada 
e carrega a areia. Estes pontos onde existe alguma presença de areia é um defeito 
conhecido como inclusão de areia. Outra inclusão que pode acontecer é a de 
escória, que caracteriza falta de cuidado com a limpeza do metal líquido. 
 
 
 
 
 
 
Causas: 
 
 baixa compactação do molde; 
 granulometria grosseira; 
 moldes friáveis; 
 fluidez excessiva do metal 
 
 
 
Inclusões
Inclusões em um fundido de ferro
nodular. Usinou-se para ficar mais nítido.
Vazios produzidos pela reação entre o
metal líquido e a escória aprisionada
 Incrustação de areia 
 Inclusões 
 
4. Rabo de rato: Com a expansão do molde, há rachaduras no molde e 
o metal penetra nessas rachaduras, produzindo uma saliência chamada rabo de 
rato. 
 
5. Junta Fria: Falta de união no local da peça onde se encontram duas 
correntes de metal em fases diferentes de solidificação, que ao solidificarem em 
momentos diferentes, resultam em uma emenda grosseira. 
 
 
 
 
 
 
 
Junta fria 
 
6. Pontos quentes: São defeitos consequentes da contração do metal. 
É uma falta de material que ocorre em lingotes e peças fundidas. São buracos de 
seção irregular que, normalmente, ocorrem nas partes mais espessas e/ou mais ao 
centro das peças, que são as últimas a se solidificar. Esses defeitos podem ser 
evitados ou minimizados pelo uso principalmente de resfriadores que direcionam a 
solidificação. 
 
 
 
 
 
7. 
7. Segregação (defeito?): Concentração de impurezas e alguns elementos químicos 
na parte mais central e superior dos lingotes e peças fundidas. 
 
8. Desencontro: 
 
 
 
 
 
 
 
Desencontro
Desencontro – latão fundido em areia
Principais causas: Erros operacionais, com desvios da
colocação de diferentes partes do molde durante
fechamento; falhas no modelo, com marcações dos
machos desgastadas ou de fixação de diferentes partes
soltas, gerando falhas no formato da peça final;
Solução: Treinar e supervisionar fechamento,
além de providenciar substituição de guias e
partes desgastadas
 
 
 
 
 
9. Molde estufado: Peças com medidas a maior em pontos localizados da peça 
 
 
 
 
 
 
Causas: 
 
 moldagem não rígida com areia verde 
 compactação insuficiente10. Rechupe: Vazio interno ou superficial 
 
Causas: 
 
•dimensionamento ou localização errada de canais e massalotes 
•temperatura de vazamento excessiva 
•peça com mudanças abruptas de seção 
•solidificação não direcional(ponto quente) - resfriadores 
 
 
 
 
 
 
Grande cavidade de contração (rechupe) no interior de uma
peça de bronze alumínio fundida em areia.
Rechupe
 
 
 
 
 
 
11. Trincamento: A causa está nas tensões excessivas que se desenvolvem durante o 
resfriamento de uma peça fundida. Em uma mesma peça de geometria complexa, devido 
ás diversas espessuras de parede, as taxas de resfriamento são diferentes e resultam em 
microestruturas não homogêneas. Estas microestruturas, com diferentes coeficientes de 
expansão térmica, provocam tensões que podem levar a ruptura da peça. Exemplo: peças 
que apresentam paredes finas vizinhas de paredes grossas podem apresentar trincas na 
 
 
 
 
 
interface. As trincas observadas, passantes ou não, são encontradas em regiões 
altamente tensionadas e/ou que apresentem defeitos, pois estes facilitam a nucleação das 
trincas. Elas podem ocorrer a quente (acima de 250ºC) ou a frio (abaixo de 250ºC). 
Visualmente pode-se diferenciar uma da outra: as trincas que ocorrem em altas 
temperaturas apresentam aspecto opaco devido a oxidação enquanto que aquelas que 
surgem em temperaturas mais baixas apresentam-se brilhantes. 
 
Trinca
Principais causas:
Solução: cuidados com os itens citadosTrinca de contração na mudança de
geometria de uma peça de bronze
fundida em areia
trincas a quente acima de 250
o
C
- baixa colapsibilidade de machos e 
moldes
- temperatura de vazamento excessiva
- mudança abrupta de seção
-solidificação não direcionada
trincas a frio abaixo de 250
o
C
- além dos acima mencionados
- manuseio impróprio do fundido antes do TT
- choque térmico
- regiões de juntas frias
 
 
Causas das trincas a quente, acima de 250oC : 
 
•baixa colapsibilidade de machos e moldes 
•temperatura de vazamento excessiva 
•mudança abrupta de seção 
•solidificação não direcionada 
 
Causas das trincas a frio, abaixo de 250oC 
 
•além dos acima mencionados 
•manuseio impróprio do fundido antes do TT 
•choque térmico 
 
 
 
 
 
•regiões de juntas frias 
 
12. Metal insuficiente: Quando a peça é desmoldada verifica-se que, como o volume 
de metal não foi suficiente para encher todo o bolo, ela não está geometricamente 
completa e/ou apresenta rechupes, pois os massalotes não foram preenchidos. 
 
Metal Insuficiente
Peça incompleta – latão fundido
Principais causas: molde fechado deslocado
causando parede mais fina em determinado local,
cálculo equivocado do volume a ser preenchido,
canais obstruídos, muito estreitos ou mal
localizados; temperatura de vazamento baixa
Solução: cuidados no fechamento do molde,
checar projeto de canais e temperatura de
vazamento
 
 
Causas 
•cálculo errado do volume da cavidade 
•obstrução canais de vazamento - T baixa 
•canais muito estreitos 
•posicionamento errado dos canais 
 
 
13. Rebarbas: Quando as rebarbas são encontradas ocorreu um dos 
seguintes fatos: 
 
Causas: 
 
 
 
 
 
 
 Moldes empenados 
 Fluidez excessiva 
 Vedações inadequadas 
 Peso insuficiente comprimindo molde 
 Pressão excessiva de vazamento 
 
 
 
Rebarbas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTIONÁRIO 
 
1 - O QUE É FUNDIÇÃO? 
 
2 - QUAIS OS PRINCIPAIS PROCESSOS DE FUNDIÇÃO? 
 
3 - A OBTENÇÃO DE LINGOTES É UM PROCESSO DE FUNDIÇÃO? QUAIS AS FASES 
DESTE PROCESSO EM UMA USINA INTEGRADA? 
 
4 - O QUE É FUNDIÇÃO POR GRAVIDADE E SOB - PRESSÃO? 
 
5 – QUAIS OS TIPOS DE MOLDES EXISTENTES? DESCREVA CADA UM DELES. 
 
6 – O QUE É MODELO E MOLDE? 
 
7 - O QUE É PLANO DE APARTAÇÃO? 
 
8 – O QUE É A “SAÍDA DO MODELO”? PARA QUE SERVE? 
 
9 - PORQUE SE UTILIZA MODELOS METÁLICOS? 
 
10 - O QUE É MARCAÇÃO DE MACHO? 
 
11 - DESCREVA UM PROCESSO DE MOLDAGEM COM AREIA VERDE: 
a) MANUAL; 
b) MECANIZADA (TREPIDAÇÃO OU ROTAÇÃO OU COMPRESSÃO) 
 
12 – O QUE É SOBRE - METAL? 
 
13 – O QUE É CONTRAÇÃO? QUAIS OS TIPOS EXISTENTES? 
 
 
 
 
 
 
14 - COMO PODEMOS COMPENSAR O EFEITO DA CONTRAÇÃO PARA EVITAR 
DEFEITOS? 
 
15 - QUAL O TIPO DE CONTRAÇÃO QUE DEVE SER CONSIDERADA NA 
CONSTRUÇÃO DO MODELO? QUAL O VALOR DA CONTRAÇÃO MÉDIA PARA AÇO 
CARBONO E PARA O ALUMÍNIO? 
 
16 - PARA QUE SERVEM AS CORES NOS MODELOS? 
 
17 - PARA QUE SERVEM CHAPELLINS E RESFRIADORES? 
 
18 - QUE É MODELO EMPLACADO? 
 
19 - QUE É AREIA VERDE? 
 
20 – O QUE COMPOEM O FERRAMENTAL DE FUNDIÇÃO?