Trabalho sobre Resfriadores

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André Soares Pozenato
INDICE
Introdução.
1. Formas.
2. Materiais usados e fabricação.
3. Colocação dos resfriadores metálicos externos.
4. Comparação do efeito de resfriamento pelos vários tipos de areia e outros materiais.
5. Efeito de resfriamento pelo resfriador indireto.
 6. Defeitos gerados por resfriadores externos.
 7. Resfriador Interno.
 8. Formato do resfriador interno.
 9. Metódos de cálculos para resfriadores externos.
 10. Aumento da distância de alcance por resfriador externo.
 11. Transferência de calor na superfície do resfriador.
 12. Analise sobre o item S28666.
 13. Conclusão Final.
Introdução
A utilização de resfriadores no processo de fundição, tem como objetivo facilitar a obtenção 
de zonas de ação maiores em uma peça fundida, assim podendo reduzir o número de massalotes 
necessários para alimentar uma peça. Também é um artificio que pode ser usado para corrigir 
rechupes depois de serem explorados outros caminhos naturais como principalmente análise 
química, temperatura de vazamento e até certas modificações na geometria da peça para se atingir o 
resfriamento direcional ou posicionamento da peça no molde.
Com a utilização de resfriadores em uma peça, pode gerar problemas na produtividade da 
linha de moldagem que é sempre um dos recursos escassos, porém e uma técnica usada quando já 
esgotadas as possibilidades citadas acima. Um resfriador pode também contribuir para reduzir o 
tamanho do grão do ferro fundido e ate modificar a estrutura e características mecânicas da liga.
É importante saber que ao se colocar um resfriador contra a parede de uma peça, a fim de 
aumentar o comprimento da zona de ação ou de reduzir o módulo de resfriamento, resulta ao 
mesmo tempo em uma modificação localizada na estrutura do metal nem sempre desejável, 
podendo ocorrer problemas na usinagem, causado pelo efeito de uma tempera do resfriador. Do que 
pode-se concluir a respeito de resfriadores podemos dizer que tem quatro funções principais:
1. Reduzir o módulo de resfriamento das partes maciças das peças, para facilitar a obtenção da 
solidificação dirigida.
2. Aumentar o comprimento da zona de ação dos massalotes, reduzindo assim o número dos 
mesmos, necessários numa peça.
3. Modificar localmente a estrutura do metal de uma peça.
4. Aumentar a velocidade de resfriamento de peça de grande tamanho.
Também podemos distinguir dois tipos de resfriadores.
Resfriadores Externos: que se utilizam para cumprir cada uma das quatro funções, isolada 
ou conjuntamente.
Resfriadores Internos: que se utilizam apenas para reduzir o módulo de resfriamento, 
quando não se pode substituí-los por resfriadores externos.
Para dimensionar o resfriador podem ser usados critérios ambos baseados na idéia de que ao 
reduzir o tempo de solidificação da peça ou região, o resfriador estaria provocando a redução do 
módulo aparente da mesma, de Mo para Mr, onde Mo é o módulo calculado a partir da geometria da 
peça e Mr é o módulo reduzido aparente. Também devemos analisar que a capacidade de 
resfriamento do resfriador depende do tipo do material com que é feito, do tamanho, forma, calor 
específico, peso e condutibilidade térmica do material como veremos a seguir.
1. Formas.
Os resfriadores externos possuem a mesma forma que a parte das paredes que substituem no 
molde. Algumas vezes coloca-se o resfriador no momento da socagem do molde, outras vezes os 
modelos possuem marcações que facilitam a colocação dos resfriadores da mesma maneira que os 
machos.
Os dois métodos tem vantagens e desvantagens respectivas, na produção em série é mais 
econômico colocar o resfriador diretamente no molde durante a socagem á máquina, porém há 
riscos de se depositar umidade sobre o resfriador quando o molde permanece por muito tempo 
parado antes de ser vazado.
Na moldagem manual é mais recomendado colocar o resfriador na sua marcação quando 
está se fechando o molde, para facilitar a saída dos gases na interface entre o metal e o resfriador, 
recomenda-se também que a face em contato com o metal seja rugosa.
Quando a superfície a ser resfriada é grande, é preferível utilizar vários resfriadores 
pequenos para facilitar a saída dos gases e evitar os efeitos da dilatação que poderiam estragar o 
molde ou provocar deformações na peça. Recomenda-se:
– área da face de contato < 150 cm²
– comprimento < 200 mm
Para repartir vários resfriadores sobre uma grande superfície é preferível utilizar a 
disposição da figura 2 em vez da figura 1 para evitar acúmulo de efeitos de arestas num mesmo 
ponto da peça.
Efeito de arestas acumuladas Sem efeito de arestas
 Figura 1 Figura 2
Também recomenda-se uma distancia de no mínimo 10mm de resfriador para resfriador.
2. Materiais usados e fabricação.
Geralmente os resfriadores externos são metálicos e utilizam os seguintes materiais: aço, 
ferro fundido,cobre ou alumínio. O cobre e o alumínio tem coeficiente de condutibilidade térmica 
bem superior ao do aço ou ferro fundido porém os resfriadores são muito mais caros.
Sabe-se que a utilização de resfriadores metálicos nem sempre é fácil e necessita cuidados 
especiais quando não se deseja encontrar defeitos tais como:
– Tempera superficial com grande dureza e dificuldades de usinagem.
– Estrutura irregular e tensões superficiais.
– Defeitos de superfície, pequenas bolhas de gases.
– Soldagem com a peça.
– Dilatação dos resfriadores com quebra de pedaços de areia.
– Auto recozido superficial da peça.
Portanto antes de decidir sobre a utilização de um resfriador metálico, deve-se procurar um 
meio termo entre a necessidade de resfriar e a possibilidade de provocar alguns defeitos. Em certos 
casos a utilização de materiais não metálicos como o carboneto de silício, a zirconita, a magnesita, a 
cromita, podem facilitar soluções interessantes.
O diagrama da figura 3 esquematiza os resultados obtidos com resfriadores de carboneto de 
silício quanto á modificação da dureza obtida sobre peças de ferro fundido.
Figura 3
Comprova-se que os resultados obtidos com resfriadores de carbureto de silício são 
intermediários entre os correspondentes á areia sem resfriador e os com resfriadores de ferro 
fundido até uma profundidade de 20 mm.
Falaremos em detalhes sobre o resfriador de carbureto de silício que parece ser um material 
interessante. Em vários países este material é fornecido sob várias formas:
5 10 15 20 25
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
Profundidade em mm a partir do Resfriador
D
ur
ez
a 
Br
in
el
 Areia de moldação sem Resfriador
 Resfriador de Carbureto de Silício e = 30 mm
 Resfriador de Ferro Fundido e = 30 mm
– Em tijolos pré-fabricados de dimensões entre 200 x 100 x 30 ou 50 mm
– Em pó pré-aglomerado que é moldado na forma desejada.
O carbureto de silício em tijolos obtidos mecânicamente sob alta pressão e alta temperatura 
( 1400º C ) tem as seguintes características:
- Não necessita nenhuma limpeza ou precauções especiais no momento da utilização.
- Não sofre grande desgaste, deterioração ou modificação pelos choques térmicos ou pelo metal 
líqüido.
- Não funde e não é oxidável.
- É recuperável e pode ser utilizado 30 a 50 vezes, conforme os cuidados quando da 
desmoldagem.
- Apesar do forte efeito de resfriamento, não há riscos de têmpera superficial e a peça é 
facilmente usinada.
- A dureza é mais homogênea sobre grande profundidade de utilização da peça.
- Eliminação dos defeitos superficiais.
Os tijolos de carbureto de silício são utilizados toda vez que a parede a ser resfriada é plana, 
em moldação a verde , ou a seco. Colocam-se diretamente sobre o modelo ou na caixa de macho no 
momento da socagem e podem ser revestidos com a mesma tinta utilizada para o molde. São 
particularmente recomendados para a moldação de barramentos ou mesas de precisão em ferrofundido.
No quadro a seguir mostraremos o coeficiente de difusibilidade para vários tipos de material 
que podem ser utilizados para resfriamento.
Coeficiente de Difusibilidade de vários materiais de moldação.
Material i d
Areia sílica-argilosa sintética a verde. 70 1,00
Areia sílica + 3% silicato de sódio. 70 1,03
Areia sílica + 8% cimento. 70 1,04
Areia de cromita + 3% silicato de sódio. 95 1,07
Resfriador moldado em carboneto de silício - 1,75
Resfriador alumínio e = 1.33 módulo da peça. - 2,49
Resfriador ferro fundido e = 1.33 módulo da peça. - 2,65
Resfriador em aço e = 1.33 módulo da peça. - 3,83
Resfriador em bronze e = 1.33 módulo da peça. - 3,79
 i = Índice de finura AFS.
e = Espessura do resfriador. 
3. Colocação dos resfriadores metálicos externos.
A colocação pode ser operada de duas maneiras:
- Numa marcação especial durante o fechamento do molde.
- Diretamente no molde durante o enchimento.
Deve-se evitar que a face do resfriador, em contato com o metal líqüido, esteja oxidada ou 
úmida, por isso deve-se tomar cuidados importantes na utilização dos resfriadores como:
1. Quando o resfriador tiver óleo, umidade ou ferrugem na superfície, ocorre a formação de 
gases durante o vazamento, e conseqüentemente ocorrem defeitos de inclusões de gases.
2. Nos moldes em areia verde ou moldes em estufas, se existe ainda um pouco de calor, o 
resfriador ali colocado por um certo tempo vai provocar umidade e conseqüentemente 
inclusões de gases.
3. Caso o resfriador seja usado por mais de uma vez, é necessário que se retire toda a carepa do 
mesmo, através do jato de granalha.
4. A posição do resfriador deve ser adequada para não prejudicar a entrada ou a alimentação do 
metal.
5. Para o caso de resfriadores de contato, tomar cuidado para evitar a ocorrência de trincas.
4. Comparação do efeito de resfriamento pelos vários tipos de areia e outros 
materiais.
Pode-se utilizar material de moldagem, com um bom coeficiente de transmissão de calor, no 
local onde normalmente é difícil a utilização do resfriador, e nos locais onde se facilita a formação 
de trincas na peça, devido o uso do resfriador. No gráfico da figura 4, mostra-se o tempo de 
solidificação de uma bola de ferro com 150 mm de diâmetro.
 
 0
 5
 10
 15
 20
 25
 30
 35
 40
Figura 4
U
ni
da
de
 d
e 
 te
m
po
 ( 
m
in
ut
o 
)
Cobre ou em Aço
Grafite
Magnesita
Cromita
 Zirconita
 Areia Sílica
5. Efeito de resfriamento pelo resfriador indireto.
Quando colocamos um resfriador diretamente na superfície da peça fundida, estamos 
facilitando a ocorrência de trincas e ondulações superficiais da peça devido ao resfriamento brusco 
da peça.
Para se evitarem estes problemas, existe um método onde se coloca areia entre o resfriador e 
a peça. Abaixo mostraremos o resultado onde se tem a relação entre velocidade de solidificação das 
peças e resfriamento indireto do resfriador.
1. A velocidade de solidificação através do resfriador direto é relativamente grande, 
independente da temperatura de vazamento. Mas a velocidade de solidificação por resfriador 
indireto colocando areia entre a peça e o resfriador, com a espessura da areia em torno de 
10mm, apresenta uma grande diferença conforme a temperatura de vazamento. Isto significa 
que quando se coloca um resfriador indireto,conforme a temperatura de vazamento, 
consegue – se controlar a velocidade de solidificação da peça, com grande diferença.
2. Caso a espessura da areia seja acima de 10mm, mesmo que se aumente a espessura do 
resfriador, a velocidade de solidificação ficará diminuída. Por isto, quando se utiliza um 
resfriador indireto, a espessura da areia deve ser mantida menor que 10mm, e cada vez que 
vai ficando mais fina, aumenta – se a tendência ao descasca mento, penetrando na peça.
Na tabela da figura 5 mostra a eficiência do resfriamento direto e indireto
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Tempo após vazamento (min)
E
sp
es
su
ra
 d
e 
ca
m
ad
a 
so
lid
ifi
ca
da
 (m
in
)
Resfriador Direto – Espessura 100 mm
Resfriador Direto – Espessura 10 mm
Resfriador Indireto – Espessura 100mm
Resfriador Indireto – Espessura 10 mm
Figura 5
6. Defeitos gerados por resfriadores externos.
● Dilatação do resfriador.
A dilatação do resfriador, quando do enchimento do molde, pode quebrar pedaços de areia 
ou pelo menos produzir trincas na areia que se reproduzem em forma de rebarbas nas paredes da 
peça. Este defeito ocorre quando o comprimento do resfriador é muito grande. Recomenda – se 
200mm como comprimento máximo.
● Localização errada.
Um resfriador mal colocado pode produzir defeitos maiores do que seriam sem resfriador. 
Igualmente um resfriador com superfície de contato exagerada pode provocar o mesmo tipo de 
defeito.
● Formação de bolhas superficiais.
Ferrugem, graxa e umidade são os piores inimigos dos resfriadores. Sob o efeito do metal 
quente:
– a umidade transforma – se em vapor de água.
– a graxa queima – se com produção de gases.
– a ferrugem pode reagir com o carbono do metal líqüido ( aço ou ferro fundido ) da seguinte 
maneira:
Fe O + C = Fe + Co
Fe з O 2 + 3C = 2Fe + 3Co
formando o óxido de carbono.
– o ar contido nos poros de um resfriador já bastante usado aumenta de volume. O vapor de água, 
os gases da graxa, o óxido de carbono, o ar contido nas porosidades procuram sair através do 
metal líqüido mas ficam presos no momento da solidificação rápida devido ao resfriador.
Portanto recomenda – se limpar perfeitamente os resfriadores antes de uma nova utilização. 
O melhor meio é a granalhagem. Também, o revestimento da face em contato com o metal líqüido 
com tinta especial diminui a probabilidade de formação do defeito, facilitando a saída dos gases 
primeiro através da camada permeável do revestimento, e em seguida pelas ranhuras do resfriador.
● Formação de trincas.
Considerando o limite entre o resfriador e a areia do molde é compreensível que a casca de 
metal que se forma na parte em contato com o resfriador vai aumentando de espessura muito mais 
rapidamente do que a casca que se forma em contato com a areia. Portanto a casca inicia sua 
contração antes que a casca tenha resistência suficiente para resistir ao esforço de tração e muitas 
vezes uma trinca forma – se perto do limite entre o resfriador e a areia.
A socagem de material resfriador em pó entre o resfriador e a areia facilita a obtenção de 
uma casca de metal cuja espessura decresce progressivamente e opondo assim melhor resistência ao 
esforço de tração.
Recomenda – se, mais particularmente no caso do aço, metal mais sensível a formação de 
trincas, de substituir um resfriador de grande tamanho por vários menores com interposição de 
material resfriador em pó entre os mesmos.
O comprimento do resfriador não deve ultrapassar 3 a 4 vezes a espessura da parede a ser 
resfriada, e entre vários pequenos resfriadores devemos ter de preferencia excepcionalmente uma 
distancia entre 10mm no mínimo entre os resfriadores. Num macho, um resfriador isolado não vai 
modificar as condições de contração da peça, porém quando se trata de uma série de resfriadores é 
preferível colocá – los no exterior da peça ou na parte inferior. Podem também ser utilizadas 
algumas medidas para evitar ou minimizar a ocorrência de trincas como:
1. Na extremidade do resfriador, utiliza – se um material que tem efeito de resfriamento menor 
que o resfriador, e maior que a areia para minimizar o resfriamento brusco.
2. Afinar as pontas do resfriador, como por exemplo, colocando raios.
3. Para resfriadores maiores, fazem divisões em partes.
4. Utiliza – se um resfriador indireto, ou seja, colocando uma fina camada de areia entre o 
resfriador e a peça.
● Resfriador mal dimensionado.
Resfriador de tamanho insuficiente não vai corrigir o defeito pelo qual foi colocado. Pelo 
contrário, resfriadoressuperdimensionados podem causar a formação de superfícies muito duras e 
inusináveis quando se trata de peças de ferro fundido.
Portanto, a determinação das dimensões dos resfriadores tem grande importância.
● Efeito resfriador das paredes das caixas de moldar.
Deve – se notar, finalmente, que a parede de uma caixa de moldar ou uma travessa pode 
fazer o papel de resfriador para a peça, quando a espessura de areia é insuficiente. Quando se trata 
de uma peça fina de ferro fundido a estrutura da mesma pode – se tornar branca.
● Deslocamento de um resfriador.
Caso o resfriador venha a ser colocado em uma marcação e a mesma apresentar folga. Neste 
caso e muito propicio com resfriadores utilizados com materiais com peso especifico menores que o 
de ferro fundido, o metal vai passar por debaixo do resfriador que sob e flutua no banho de metal 
liquido. Para evitar este defeito recomenda – se.
– Realizar melhor ajuste entre a marcação e o resfriador.
– Fixar o resfriador com pregos.
7. Resfriador Interno.
Os resfriadores internos são utilizados principalmente em certos casos particulares, para 
reduzir o módulo de resfriamento de uma parte maciça da peça a fim de impedir a formação de 
rechupes.
Algumas vezes são colocados no molde para reduzir o tempo de resfriamento de uma peça 
de grande tamanho cujas características mecânicas não tem nenhuma importância, é por exemplo o 
caso dos moldes de contra peso de várias toneladas nos quais colocam – se pedaços de sucatas que 
ao fundir, no contato do metal liquido, aceleram o processo de solidificação e o tempo de 
resfriamento da peça. Porém já não são mais resfriadores no sentido técnico.
Devido á modificação local da composição e da estrutura que provocam na peça, os 
resfriadores internos são utilizados apenas quando não é possível proceder de outra maneira para 
evitar a formação de rechupes. É obvio que a modificação da composição a da estrutura é quase 
sempre acompanhada do enfraquecimento localizado, das características mecânicas das peças. 
Conforme o tamanho do resfriador em relação ao módulo de resfriamento da parte da peça a 
ser resfriada, podem – se distinguir 3 tipos de resfriadores internos:
1. Resfriadores que se dissolvem completamente na peça modificando até uma distancia 
variável, a composição química do metal da peça. Sejam R a composição do metal do 
resfriador e P a composição do metal da peça, após a dissolução teremos uma zona RP, de 
composição variável intermediária entre R e P, mais ou menos extensa. Portanto a fim de 
evitar o aparecimento de grandes zonas de composição heterogênea, recomenda – se que o 
metal do resfriador seja igual ou quase ao metal a ser vazado.
2. Resfriadores que se dissolvem parcialmente e ficam soldados á peça. Neste caso um pedaço 
do resfriador fica com a composição R e em volta dele encontra – se uma zona de 
composição RP, que varia progressivamente desde R até P.
3. Resfriadores que não se dissolvem e que ficam apenas presos no metal da peça. Neste caso 
não temos mais composição química de transição e apenas um resfriador de composição R 
inserido na peça de composição P.Comprova – se muitas vezes a presença de pequenas 
bolhas ou partículas de escórias, na superfície de separação entre o resfriador e a peça. No 
caso do ferro fundido produz – se um fenômeno de tempera superficial que endurece o metal 
e dificulta a furação.
Os chapelins e as peças inseridas fazem também o papel de resfriadores internos. É bem 
evidente que devem ser calculados para não se dissolver. Quando são fabricados com metal de 
composição análoga á do metal da peça é preferível, para melhorar a fixação, que se realize uma 
ligeira solda superficial. Quando são de metal diferente do da peça é indispensável que não haja 
dissolução do metal do chapelim da peça inserida no metal da peça. 
Este tipo de resfriador, quando se tem exigência de elevada qualidade do aço ou ferro 
fundido, não é aconselhável que seja utilizado. Normalmente para este tipo de resfriador, utiliza – se 
aço baixo carbono para facilitar a caldeação. A superfície do resfriador deve ser livre de ferrugem, 
recebendo em alguns casos uma pintura adequada.
Se o tamanho do resfriador interno for maior do que a necessidade da espessura da peça, vai 
ocorrer trinca e mal caldeamento, caso contrário, a chupagem será facilitada devido á ineficiência 
do resfriador. O tamanho do resfriador será considerado ideal se durante o vazamento, seja derretida 
somente a superfície, com posterior caldeamento.
Através de pesquisas realizadas, em várias fundições foi determinado que um resfriador 
adequado deve possuir entre 1/4 a 1/5 da espessura a ser resfriada e seu volume varia de 4% a 8% 
do volume da peça.
Na figura 6 mostra a fórmula de calculo do diamentro do resfriador interno, nos cruzamentos 
da peça.
 R= 1 T ( Raio = Espessura ٪ 2 ) R = 15
 2
 d = 1 ( Espessura ٪ 3 ) d = Ǿ 10
 3 
 
 D = 0.45 T ( área mínima a ser resfriada )
 30 x .45 = D = 13.5
R
T 30
 T 30
 D
d
d = Ǿ10
R = 1 T2 ( Raio = Espessura > ٪ 2 ) R = 30
 2
 
d = 1 ( Espessura T2 ٪ 3 ) d = Ǿ 20
 3 
 D = .45 T1 + T2 ( Espessura T1 + T2 ) =
 2 2
55 x .45 = D = 24.75 ( área mínima a ser resfriada ) 
 
R = 1 T ( Raio = Espessura ٪ 2 ) R=15
 2
 
d = 1 ( Espessura ٪ 3 ) d = Ǿ 10
 3
 D = 0.5 T ( área mínima a ser resfriada )
 30 x .5 = D = 15
 R = 1 T ( Raio = Espessura > ٪ 2 ) R = 30
 2
 
d = 1 ( Espessura T2 ٪ 3 ) d = Ǿ 20
 3
 D = 0.5 T ( Espessura T1 + T2 ) =
 2
 55 x .5 = D = 27.5 ( área mínima a ser resfriada ) 
T2 60
 T1 50
D
d
R
T 30
R
 T 30
 d
D
d = Ǿ 20
d = Ǿ10
T1 50
R
 T2 60
 d
D
d = Ǿ 20
8. Formato do resfriador interno.
Como mostra a figura 7, temos vários tipos de resfriadores internos, mas dentro destes tipos, 
os que apresentam cabeças maiores que o pescoço são os preferidos por facilitarem o caldeamento; 
o comprimento do pescoço deve ser de tal modo que seja possível de se encurtar, para evitar 
empeno e flutuação do resfriador.
A relação entre tamanho do resfriador interno e quantidade de caldeamento foi estabelecida 
por Lanzendorfer. Concluiu ele que para se conseguir um melhor caldeamento, a razão entre o peso 
do resfriador versus peça precisa ser em torno de 4%.
Formula de cálculo:
Peso do Resfriador x 100 = ± 4,0%
 Peso da Peça
Figura 7
Através de levantamentos feito nas maiores fundições do Japão, concluiu que a relação entre 
o diâmetro do resfriador interno e espessura da peça nos cruzamentos ficará como mostra a tabela 
da figura 8. Utilizando + 20% de segurança.
Espessura t mm 6 8 10 12 15 20 25 30 35 40
Diâm. resfriador interno mm 2.5 3 4 5 6 8 10 12 14 16
Tabela 8. - Relação entre diâmetro de resfriador interno e espessura da peça no cruzamento de 
espessura t.
9. Metódos de cálculos para resfriadores externos.
Para dimensionar o resfriador podem ser usados dois critérios, ambos baseados na idéia de 
que ao reduzir o tempo de solidificação da peça ou região, o resfriador estaria provocando a redução 
do módulo aparente da mesma, de Mo para Mr, onde Mo é o módulo calculado a partir da 
geometria da peça e Mr é o módulo reduzido aparente. Para efeito de cálculo,essa redução do 
módulo á assimilada, no primeiro critério, a uma redução fictícia do volume da peça e no segundo 
critério, a um aumento da área de troca de calor.
Para o primeiro critério, o dimensionamento do resfriador é feito através do seguinte balanço 
térmico aproximado:
Escolhesse o Mr desejado menor que o módulo verdadeiro Mo e essa diminuição seja devida 
a uma correspondente redução AV do volume verdadeiro, Vo, da peça:
AV= Mo – Mr xVo
 Mo
O segundo critério é auxiliar aoprimeiro e serve para calcular a área de contato 
resfriador/peça necessária para garantir o funcionamento do resfriador. Medidas práticas tem 
mostrado que o efeito de um resfriador bem dimensionado é equivalente a uma multiplicação da 
área de troca de calor por 3 quando o contato é perfeito (regiões inferiores da peça) ou por 2 quando 
o contato é interrompido devido a contração linear da peça (região laterais e superiores) com metais 
de elevada contração linear.
No primeiro caso (contato perfeito), a área de contato do resfriador é calculado por:
Ar = Vo ( Mo – Mr )
 2 Mo Mr
No segundo caso (contato imperfeito)
Ar = Vo ( Mo – Mr )
 Mo Mr
Exemplo:
10. Aumento da distância de alcance por resfriador externo.
Como mostra a figura 9 ( c ), ao se colocar um resfriador na extremidade da peça, a distância 
de alcance pelo efeito de ponta aumentará, para o caso de chapa, de2” ( 4,5 T + T ), onde T = 
espessura da chapa ou barra.
No caso da utilização de resfriadores entre duas alimentações na parte inferior da peça, 
como mostra as figuras 9 ( d ), devido o aumento do efeito de ponta, o alcance se torna muito maior.
(a)
(b)
(c)
T
 2
(d) 
T
6√T 6√T
 1.5 ~ 2T
T
T ~ 4 T 0.5 ~ 2T
 0.5~2T+0.5~2T
 1
 6√ T + T
T
 T
T
 12√T + 2 T
6√T + T
6√T + T
Para o caso da chapa da chapa, a espessura do resfriador normalmente é a mesma da 
espessura da chapa ( T ), ( posição lateral).
Para o caso de resfriador entre dois montantes, na posição inferior, este deve ter espessura 
duas vezes maior (2T).
Quando a espessura do resfriador for menor que a citada anteriormente, ocorre uma 
saturação de calor no resfriador, no início da solidificação, e com isto a velocidade de transferência 
de calor é abaixada.
Quando a espessura do resfriador for maior na superfície em volta do resfriador, ocorre 
somente resfriamento rápido, não interferindo no aumento da distância de alcance do montante, 
podendo ainda gerar trincas, o que deve ser cuidadosamente analisado.
11. Transferência de calor na superfície do resfriador.
Quando ocorre a formação de vazio, entre a peça fundida e o resfriador durante a 
solidificação, a transferência de calor da peça para o resfriador vai diminuindo.
Para que a transferência de calor seja contínua, é necessário que o resfriador esteja 
totalmente em contato com a peça; esta transferência ocorre somente nestas condições.
A facilidade ou dificuldade da formação do vazio vai depender da posição do resfriador. 
Exemplo: Se o resfriador estiver na parte lateral, ou na parte superior do molde, ele facilitará mais a 
formação do vazio do que no caso de estar localizado na parte inferior do molde.
Quando se utiliza resfriador, para efeito de cálculos do módulo, há um aumento da 
superfície da peça. No caso, existe um vazio entre a peça e o resfriador, a área da superfície será o 
dobro da área do molde em areia. E para o caso de não se ter vazio, a área da superfície será o triplo 
da área do molde em areia.
A relação entre a espessura do resfriador versus a espessura da peça, de acordo com estudos, 
ficará como mostra a tabela 10 e calcula – se pela seguinte fórmula:
t = 34 log T – 30
Sendo:
t = espessura do resfriador (mm)
T= espessura da peça (mm)
Exemplo:
t = 34 x log 100 = - 30 = 38 espessura.
Espessura da peça mm 15 20 25 30 35 40 50
Espessura do resfriador mm 10 14 18 20 23 25 28
12. Analise sobre o item S28666 ( Mesa Superior ).
Defeito: Bolha de Gás na parte Inferior concentrada em uma região de até 15mm de 
profundidade.
Motivo?
 Parte Superior Parte Inferior
Dados do item:
Dimensões da peça: 1355 x 585 x 145
Dimensões do Resfriador: 230 x 80 x 115
Utiliza 18 Tijolos Resfriadores Em Contato na Parte Inferior 
Utiliza massalote Diam. 178 mm x 350 mm
Modulo da Peça: 5.35 cm
Modulo do Massalote Utilizado:3.95 cm
Modulo reduzido com a utilização do Resfriador: 2.47
Calculo de Espessura do Resfriador: 43 mm
Área de resfriadores em contato ( 18 ) : 331.200 cm²
Volume da área da peça que esta com o resfriador: 114.938 cm²
Dimensão do resfriador necessário para redução do modulo: 180 x 65 x 43
Quantidade de resfriador a ser utilizado: 18
Poderia utilizar 12 resfriadores: 230 x 80
Motivo
1º Deposito de umidade sobre o resfriador ;
2º Acúmulo de efeito de arestas ;
3º Utilização do resfriador por muito tempo ;
4º Formação de óxido de carbono sobre o resfriador ;
5º Resfriador mal dimensionado ;
6º Espessura do resfriador exagerada ;
7º Ineficiência de área de saída de gás ;
8º Utilizando material resfriador com efeito de resfriamento grande ;
9º Não utilização de uma camada protetora sobre o resfriador ( Tinta ) ;
 10º Influencia da temperatura de vazamento ;
 11º Utilização de resfriador mal jateado ou sem jatear ;
Providencias
1º Fazer uma camada protetora sobre o resfriador ;
2º Redimensionar tamanho e espessura do resfriador ;
3º Fundir sempre na mesma faixa de temperatura ;
4º Modificar o material do resfriador ;
5º Jatear muito bem o resfriador e já utilizar ;
6º Fazer a secagem do resfriador antes do vazamento ;
7º Criar marcações no modelo para colocação do resfriador durante o fechamento do molde ;
8º Não utilizar mais resfriador ;
9º Aumentar área de saída de gás ;
 10º Utilizar resfriador Sem Contato ;
13. Conclusão Final.
Após termino destas informações relacionadas sobre resfriadores, podemos destacar a 
importância que devemos considerar adequada sobre a utilização, e que se enquadra em seu 
processo de fabricação, devemos também procurar seguir ao máximo as informações relacionadas 
neste relatório, que ambas foram colhidas de diversas literaturas sobre resfriadores, os cuidados e as 
definições de dimensões dos resfriadores, caso estas informações não forem bem aplicadas podera 
resultar em defeitos nas peças devido a utilização inadequada. 
O resfriador bem utilizado e um método que ajuda a retirar peças sem defeitos de rechupe,
pois tem como função básica somente resfriar mais rapidamente a área desejada, não podemos 
considerar que somente com a utilização do resfriador conseguiremos retirar peças sem defeitos, 
pois além dos resfriadores existem outros métodos que devem serem aplicados junto. Caso se 
consiga retirar um item fundido sem a utilização do resfriador, seria a maneira mais adequada, pois 
não ocasiona uma mão de obra a mais em seu processo produtivo.
Existem também varias maneiras de serem fabricados os resfriadores, então temos que 
analisar a maneira mais econômica, pois podem gerar custos mais alto e prejudicar no preço caso 
estes custo não esteja aplicado no orçamento.