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FUNDAMENTOS DA FUNDIÇÃO DE METAIS - Capítulo 5 - Coggle Diagram
FUNDAMENTOS DA FUNDIÇÃO DE METAIS - Capítulo 5
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
Conjunto de atividades requeridas para dar forma aos materiais por meio da sua
fusão
,
escoamento
ou
vazamento
em moldes adequados e posterior solidificação
ETAPAS
Aquecimento - Derrete o metal
Vazamento - Despeja o metal derretido em um molde
Resfriamento - Metal solidifica
VANTAGENS
Pode criar peças de geometria complexas
Pode produzir peças muito grandes
Alguns métodos são adequados para produção em massa
DESVANTAGENS
Limitações nas propriedades mecânicas
Em alguns processos há fraca precisão dimensional e acabamento superficial
Ex.: Fundição de areia
Riscos de segurança para os trabalhadores
Problemas ambientais
Abrange uma série de métodos, cada um com características próprias como: forma de vazamento, material de molde, acabamento final, etc.
Independente do processo de fundição, as seguintes etapas devem ser consideradas:
Desenho da peça;
Projeto de modelo;
Confecção do modelo;
Confecção do molde;
Fusão do metal;
Vazamento no molde;
Limpeza e rebarbação;
Controle de qualidade;
MOLDES
Molde Aberto
Meramente um contêiner com a forma da peça desejada
Molde Fechado
Geometria mais complexa e requer um sistema de alimentação para que o metal preencha a cavidade
Contém uma cavidade cuja geometria determina a forma da peça
Tamanho e forma da cavidade devem ser ligeiramente maior para permitir o encolhimento do metal durante a solidificação e resfriamento
São feitos de diversos tipos de materiais
Areia
Gesso
Cerâmica
Metal
TIPOS
Moldes Descartáveis
Moldes Permanentes
Mais econômicos
Limitados
PROCESSOS DE SOLIDIFICAÇÃO
O material inicial de trabalho é líquido ou está em condição de plástico - uma peça é criada através da solidificação do material
Transformação do metal fundido de volta ao estado sólido
Processos de solidificação podem ser classificados de acordo com o material processado: Metais, cerâmicas (vidros), polímeros e compósitos de matriz polimérica
A solidificação difere se o metal for um
elemento puro
ou uma
liga
METAL PURO
Solidifica em temperatura constante
Uma fina película de metal sólido é formada na interface, imediatamente após derramar - aumenta à medida que a solidificação progride
LIGAS
A maioria das ligas congelam em uma faixa de temperatura
Tempo de solidificação
Depende do tamanho e forma da fundição
Redução de solidificação
Ocorre em quase todos os metais pois a fase sólida tem uma densidade maior do que a líquida
Exceção:
Ferro fundido com alto teor de carbono
Tolerância de redução
Molde é feito maior em relação ao tamanho final da fundição
FENÔMENOS INERENTES
CONTRAÇÃO LÍQUIDA - Variação do volume decorrente da contração do metal líquido, pelo abaixamento de sua temperatura até o início da solidificação
Consequências:
Falta de material
CONTRAÇÃO DE SOLIDIFICAÇÃO - Variação do volume decorrente da mudança do estado líquido-sólido
Consequências:
Vazio (rechupe), Trinca a Quente, Trinca a Frio e Tensões Residuais
CONTRAÇÃO SÓLIDA - Variação do volume decorrente da contração metal-sólido, desde a temperatura de fim de solidificação até a temperatura ambiente
Consequências:
Dimensões da peça, Trinca a Frio e Tensões Residuais
FORMAS DE EVITAR DEFEITOS DEVIDO A CONTRAÇÃO
Vazios ou Rechupes
Procurar condições e materiais que não produzem este efeito
Ligas que durante solidificação não mudem de volume
Solidificar pouco a pouco por superfícies exotérmicas
Vazar por cima lentamente
Manter a peça isotermicamente
Moldes de baixíssima condutividade térmica
Ligas de grande calor latente de fusão
Ligas de baixa condutividade térmica
Vazar pela parte + fina do molde
Ligas de grande calor específico
CONCENTRAÇÃO DE IMPUREZAS
Solubilidade X Temperatura
(líquido X sólido)
Formas de evitar
Adição de compostos que forma eutéticos de alta temperatura
Deslocar a impureza
RISER
Metal residual que é separado da fundição e, posteriormente, fundido novamente
É desejável que o volume de metal RISER seja mínimo