Fundição

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Fundição em Molde de Areia
Equipe: 
Heloise Lima
Lucas Marques
Fundição em Molde de Areia
A fundição em areia é um dos principais métodos para obtenção de peças
fundidas, sua grande utilização deve-se ao seu custo relativamente baixo e manufatura
simples. A areia é de vital importância para obter-se um fundido de qualidade, pois é
desta que será feito os moldes, machos e canais. Suas propriedades são:
• Refratariedade: A areia deve resistir ao calor o máximo possível a fim de não se
fundir com facilidade, causando assim penetração no metal. Quanto mais elevado
for o ponto de fusão de uma areia melhor será sua refratariedade.
• Permeabilidade: É importante para que os gases resultantes da entrada do metal
no molde e de desprendimentos durante o resfriamento sejam expulsos. Pode ser
adquirida observando-se a granulometria da areia, onde um maior diâmetro dos
grãos representa maior permeabilidade, porém causa perda de qualidade no
acabamento superficial das peças.
• Escoabilidade: Capacidade de escoamento dos grãos de modo que a areia tome
a forma do modelo e reaja à ação de forças externas.
• Plasticidade: É um efeito que gera compactação plástica da areia para permitir a
extração do modelo e colocação dos machos, sem que ocorra colapso do molde.
• Inércia química: Propriedade que deve atuar para minimizar/extinguir reações
entre o molde e o metal líquido.
Fundição em Molde de Areia
• Dilatação: A maioria dos materiais expandem com determinado aumento de
temperatura, a areia não é diferente, porem isto deve ser observado para que não
cause problemas ao fundido. Esta dilatação é responsável por vários defeitos de
forma e dimensão em peças vazadas, tais defeitos podem ser evitados escolhendo
um determinado tipo de areia para a temperatura em que será derramado o metal.
Areia Verde
• Existem muitos processos de fundição com molde de areia (aglomerada com
cimento; com resinas de cura a frio; com resinas de cura a quente; com silicato de
sódio, etc.), mas o mais conhecido e empregado é a fundição em areia verde.
• É chamado de areia verde porque a mistura mantém sua umidade original, ou seja,
o molde formado pela mistura não passa por processo de secagem. A composição
do agregado granular refratário (molde) é feita por areia-base que pode ser silica
(SiO2), cromita ou zirconita, mais argila (como aglomerante) e água.
• Os moldes são preparados compactando a mistura de areia numa caixa sobre um
modelo com formato da peça a ser fundida. Tal processo pode ser mecanizável,
sendo realizado por máquinas automáticas. Preparado o molde, o metal é vazado
e as peças são desmoldadas durante rápidos ciclos de produção. Após a utilização,
praticamente toda a areia (98%) pode ser reutilizada.
Fundição em Molde de Areia
Este processo, como todos os outros, apresenta vantagens e desvantagens.
• Vantagens: adapta-se a grandes e pequenas séries, a tecnologia pode ser usada
para metais ferrosos e não ferrosos, fácil desmoldagem, não requer uso de
equipamentos especiais, baixo custo.
• Desvantagens: acabamento superficial e tolerâncias dimensionais limitadas, é
vedada a utilização às grandes peças devido à baixa resistência mecânica do molde,
pode haver incrustação de areia na superfície da peça.
Areia seca
É um processo semelhante ao em areia verde, neste caso, é composto por areias
sintéticas ou semi-sintéticas e aglomerantes orgânicos e inorgânicos. A diferença aqui
se faz pela utilização de estufas que atingem temperatura entre 150ºC e 300ºC ou a
utilização de maçaricos para que sua resistência mecânica seja ampliada. Também é
comum que a superfície em contato com a peça seja pintada, com tinta refrataria,
para melhorar o acabamento superficial.
Diferente do molde em areia verde, este pode ser utilizado para fabricação de
peças grandes devido à melhora da resistência mecânica que se faz através da cura do
molde. São mais permeáveis que os de areia verde e permitem uma melhora no
acabamento superficial, porém a areia não pode ser reaproveitada.
Fundição em Molde de Areia
Processo de moldagem CO2/Silicato
Consiste na mistura de uma areia de sílica de elevada pureza com um gel viscoso, de
composição ternaria de silicato de sódio (Sílica+Óxido de sódio+água). Após a mistura
estar compactada o molde é submetido a um tratamento com CO2 (cerca de 11% da
massa do silicato)
.Este processo primeiro da origem à desidratação e depois à reação:
O emprego desta técnica permite a produção de peças com precisão dimensional
superior ao obtido com areia seca, dispensa a necessidade de estufas e proporciona uma
rápida produção com resistência elevada. Também apresenta algumas desvantagens como
a difícil colapsidade, componentes residuais do sódio reduzem a refratariedade,
necessidade de rigoroso controle sobre as variáveis do processo temperatura, tempo de
insuflação, etc.
Fundição em Molde de Areia
Etapas da moldagem
Fundição em Molde de Areia
Etapas da moldagem
Fabricação de moldes machos
• MOLDE
O molde representa a cavidade em que o metal será vazado, ou seja, constitui o
“negativo” da peça produzida. O molde é fabricado a partir do modelo que na maioria
dos processos é colocado em uma caixa de moldagem onde é inserida e compactada a
areia. O método mais comum para a produção é utilizando-se um modelo bipartido e
duas caixas de moldagem, mas pode variar conforme a complexidade da peça ou
outros parâmetros do projeto.
• MACHO
O macho é responsável pelos furos e reentrâncias no interior da peça, geralmente
é fabricado em areia porem há no mercado alguns materiais refratários alternativos.
As propriedades requeridas pelo macho são semelhantes às requeridas pelos moldes
e será especificada a frente já que dependem das areias.
Fabricação de moldes machos
Tipos de Modelos
Modelo em cera
Usado para fabricação de peças pequenas, confeccionado em cera é usado para
fabricação de jóias, peças bem pequenas, custo alto, são usados em moldagens de
peças com superfície muito fina e modelagens delicadas,tem a vantagem de não
necessitar de macho e baixa necessidade de usinagem.
Fabricação
A cera é pressinada em uma matriz que dá a forma do modelo, a cera então é
colocada em um canal formando o cacho ou árvore, essa é revestida com uma lama
cerâmica, são realizados diversos banhos nessa mistura para que o molde ganhe
resistência mecânica a cera é removida e o molde estará pronto para receber o metal
liquido.
Tipos de Modelos
Modelo emmadeira
O mais usado no processo de fundição pode ser confeccionado em diferentes
tamanhos, por sua facilidade de produção e custo médio é o mais usado e um dos
mais eficientes já que possui boa resistência mecânica e , porém têm a desvantagem
de ser atacado pela ação do tempo, calor e umidade, seu acabamento não é tão bom,
necessita ser armazenado de forma cuidadosa, prolongando sua vida de utilização.
Fabricação
Sua fabricação torna-se algo artesanal a partir do desenho da peça os
modeladores fabricam os modelos esculpindo, cortando, lixando, pregando a madeira
até que o modelo final seja obtido.
Tipos de Modelos
Modelo em isopor
É utilizado para fabricação de peça única, sua vantagem é que não necessita ser
desmoldado já que o aço liquido irá consumir esse modelo durante o processo de
fundição, tem baixo custo, fácil de ser transportado, tem acabamento deficiente mas
sua principal desvantagem se dá a sua baixa resistência mecânica.
Fabricação
O modelo em isopor é fabricado através de moldes onde o isopor (poliestireno) é
fundido obtendo o modelo da peça.
Tipos de Modelos
Modelo em Resina
São usados para fabricação de peças de média a grande escala
tem alta durabilidade e resistência, seu custo é alto, possuem bom
acabamento e podem ser fixados em placas assim como os
modelos em madeira.
Fabricação
Seu processo de fabricação é como o do isopor, a resina é
fundida em moldes e após a solidificação se obtêm o modelo da
peça desejada.
Modelos metálicos
São usados para fabricação de peças em série de alta
produção, possui excelente resistência mecânica,sua durabilidade
é muito boa já que são fabricados de metal duram muitos anos ,
possuem bom acabamento suas desvantagens são o alto custo de
confecção e dificuldade de transporte já que o metal é o mais
pesado entre os materiais usados na confecção de modelos.
Fabricação
São fabricados a partir de moldes em que o aço é fundido e o
modelo é obtido no final do processo.