Processo Semi-Sólido de Fundição

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PROCESSO SEMI-SÓLIDO
DEFINIÇÃO
 Processo semi-sólido é qualquer processo de 
fundição que utiliza materiais parcialmente 
solidificados e materiais não-dendríticos.
CLASSIFICAÇÃO
 Classifica-se em duas categorias:
 Tixofundição;
 Reofundição.
CARACTERÍSTICAS DOS PSS
Produz peças complexas de alta qualidade;
Possibilita tratamento térmico;
Mínimo de porosidade e gases;
Frente de solidificação é praticamente plana;
Menor temperatura de fundição;
Tempo reduzido de solidificação;
Aumento da vida útil da matriz.
REOFUNDIÇÃO E TIXOFUNDIÇÃO
 REOFUNDIÇÃO
 Processo no qual a liga líquida é modificada, 
tornando-se uma “lama semi-sólida”, sendo então 
conformada em um fundido.
LIGA 
LÍQUIDA
REOFUNDIÇÃO E TIXOFUNDIÇÃO
 TIXOFUNDIÇÃO
 Processo começa a partir de uma liga especialmente 
preparada que é reaquecida a partir da temperatura 
ambiente até a temperatura de conformação semi-sólida 
desejada dentro da zona de transformação sólido/líquido.
PRODUÇÃO 
DO TARUGO
REAQUECIMENTO 
DO TARUGO INJEÇÃO
REOFUNDIÇÃO E TIXOFUNDIÇÃO
A lama é 
resultado da 
combinação de 
um resfriamento 
e de uma 
convecção 
rápidos a medida 
que a liga resfria 
através da linha 
liquidus.
REOFUNDIÇÃO E TIXOFUNDIÇÃO
Fator crítico do 
processo é a 
criação da “lama” 
de forma não 
dendrítica.
Equipamento utilizado para a agitação eletromagnética do banho metálico.
EVOLUÇÃO DA ESTRUTURA DURANTE A SOLIDIFICALÇÃO 
COM AGITAÇÃO VIGOROSA. 
A) DENDRITA INICIAL
B) CRESCIMENTO DENDRITICO
C) FORMAÇÃO DA ROSETA
D) ROSETA DESENVOLVIDA
E) FORMAÇÃO GLOBULAR
EVOLUÇÃO DA ESTRUTURA NA REOFUNDIÇÃO
•DIMINUIÇÃO DA TAXA DE 
CISALHAMENTO
•DIMINUIÇÃO DO TEMPO
•DIMINUIÇÃO DA TAXA DE 
RESFRIAMENTO
REOFUNDIÇÃO
VANTAGENS DA REOFUNDIÇÃO
 Faixa mais ampla da temperatura de fusão 
inicial, garantindo temperaturas consistentes da 
lama após processo de resfriamento;
 Calor é removido do metal antes deste ser 
transferido para a máquina de injeção, 
diminuindo o tempo de ciclo dentro da máquina 
(vida útil do ferramental);
 Redução do calor do banho é feita por uma 
barra rotativa garantindo um resfriamento 
uniforme do material. Evita a formação de uma 
casca dendrítica. Injeção do metal é imediata.
Máquina de injeção sob pressão utilizada para os 
processos de reofundição e tixofundição.
REOFUNDIÇÃO
REOFUNDIÇÃO
REOFUNDIÇÃO
TRIÂNGULO DA SUSPENSÃO
REOFUNDIÇÃO
CALIBRE DO FREIO
REOFUNDIÇÃO
SUPORTES
MANGA DE EIXO
TIXOFUNDIÇÃO
Princípio fundamental do processo consiste 
na produção do pré-material (blank), 
reaquecimento do blank para o estado 
pastoso e a produção das peças moldadas 
por tixofundição.
O blank deve apresentar uma estrutura 
globular com grãos refinados (tamanho de 
grão médio < 100 μm).
Processo utiliza uma máquina de injeção sob 
pressão onde o blank é introduzido na 
câmara de injeção no estado pastoso
tixotrópico
não-Newtoniano
 A baixas tensões comporta-se como sólido (alta 
viscosidade);
 A altas tensões comporta-se como líquido (baixa 
viscosidade);
Fluxo laminar durante o preenchimento do molde.
SEQUÊNCIA FOTOGRÁFICA ILUSTRANDO O COMPORTAMENTO 
TIXOTRÓPICO DE UMA LIGA SEMI SÓLIDA (LAMA)
TIXOFUNDIÇÃO
Características:
 Pode produzir peças com peso menor que 10 
gramas e maior que 10 Kg.
 A liga mais utilizada é a AlSi7Mg.
 As peças tixofundidas apresentam propriedades 
de alta resistência e alongamento, resistência ao 
desgaste e alta rigidez.
 Durante a moldagem, 40 a 60% do volume do 
material deve estar no estado liquido, devendo 
solidificar-se na matriz da peça fundida.
Comparação entre Microestruturas
Fundida 
convencionalmente
Tixofundida
Microscopia ótica Microscopia eletrônica
Tixoconformação - estado da arte
Tixofundição
Tixoforjamento
Tixoextrusão
Tixoestampagem
Aplicação 
comercial
Pesquisa
Pesquisa inicial
Pesquisa inicial
Tixofundição
Mercedes
Alfa Romeo
 Componentes automotivos – ligas AlSi, AlMg, AlCu, Mg e 
materiais compósitos metálicos
TIXOFUNDIÇÃO
Suspensão da marcha (Alfa Romeo - Spider)
TIXOFUNDIÇÃO
Bandejas da suspensão
TIXOFUNDIÇÃO
Componentes da caixa de direção
Componentes do suporte da suspensão 
(Alfa Romeo)
TIXOFUNDIÇÃO
TIXOFUNDIÇÃO
 Reduções de peso obtidas por tixofundição
Redução de peso por redução de espessura de paredes
Componente 
tixoformado
Componente 
original fundido
COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DA LIGA A 357 
OBTIDA POR DIFERENTES PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
PROCESSO DE 
FUNDIÇÃO
TRATAMENTO 
TÉRMICO
LIMITE DE 
RESISTÊNCIA 
(Mpa)
LIMITE DE 
ESCOAMENTO 
(Mpa)
ALONGAMENTO (%)
REOFUNDIÇÃO
BRUTO 242 - 252 101 - 121 6,5 - 8,6
T5 238 - 256 121 - 134 4,7 - 9,4
T6(a) 255 - 285 140 - 168 7,3 - 13,2
T6(b) 335 281 4,0
TIXOFUNDIÇÃO
BRUTO 220 115 - 120 7,0 - 9,0
T5 275 - 290 200 - 210 5,0 - 10,0
T6 330 - 358 260 - 290 9,0 - 10,0
MOLDE 
PERMANENTE
BRUTO 193 103 6,0
T5 200 145 5,0
T6 359 296 5,0
FUNDIÇÃO EM 
AREIA
BRUTO 172 90 5,0
T5 179 117 3,0
T6 345 296 2,0
T5 [ 5 H/177°C]
T6(a) [4 H/529°C; TEMPERA, 8 H/20°C; 4 H/154°C]
T6(b) [12 H/529°C; TEMPERA, 8 H/20°C; 6 H/154°C]
CONCLUSÕES
 Tecnologia SS é altamente versátil - mesma matéria prima pode ser 
utilizada para fundição sob pressão e compressão, forjamento, extrusão 
e estampagem 
 Tecnologia SS é altamente versátil - mesma matéria prima pode ser 
utilizada para fundição sob pressão e compressão, forjamento, extrusão 
e estampagem 
 Qualidade superior já obtida na tixofundição Qualidade superior já obtida na tixofundição
 Redução drástica de forças requeridas na conformação mecânica Redução drástica de forças requeridas na conformação mecânica
 Produtos near net shape em somente uma etapa Produtos near net shape em somente uma etapa
CONCLUSÕES 
 Produtos podem ser submetidos a tratamentos térmicos Produtos podem ser submetidos a tratamentos térmicos
 Estruturas equiaxiais finas, livres de porosidade e tensões 
residuais
 Estruturas equiaxiais finas, livres de porosidade e tensões 
residuais
 Problema a ser resolvido - segregação de líquido na frente do 
fluxo durante o preenchimento, na conformação mecânica
 Problema a ser resolvido - segregação de líquido na frente do 
fluxo durante o preenchimento, na conformação mecânica
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