MOLDAGEM. Prof. Ivanir L. Oliveira

Transcrição

1 MOLDAGEM Prof. Ivanir L. Oliveira 2014

2 PLANEJAMENTO DE ENSINO Areias de sílica: principais propriedades para uso em fundição. Principais ensaios granulométricos de areias base (sílica)

3 COMPONENTES DAS AREIAS DE FUNDIÇÃO AREIAS BASE 27/03/2014 Rec.

4 COMPONENTES DAS AREIAS AREIAS BASE: DE FUNDIÇÃO É o principal componente das areias de fundição e responsável pela suas principais propriedades. 2014

5 AREIAS DE FUNDIÇÃO (areias base) 1. PROPRIEDADES ESPERADAS DE MOLDES E MACHOS. 2. PROPRIEDADES DAS AREIAS BASE PARA USO EM FUNDIÇÃO.

6 27/03/2014 SÍLICA - SiO2

7 27/03/2014 AREIAS BASE

8 AREIAS DE FUNDIÇÃO (areias base) 1. PROPRIEDADES ESPERADAS DE MOLDES E MACHOS. 2. PROPRIEDADES DAS AREIAS BASE PARA USO EM FUNDIÇÃO.

9 PROPRIEDADES DAS AREIAS BASE PARA USO EM FUNDIÇÃO. Estudos de tamanhos de partículas ou granulometria Estudos de formato de partículas Contaminantes minerais e orgânicos

10 NORMAS PARA ENSAIOS DE AREIAS DE FUNDIÇÃO (1) AFS: American Foundry Society Atualmente a maioria das fundições brasileiras seguem as recomendações da AFS. Fundada nos EUA em 1896, tem mais de 700 empresas membro, filiados individuais.

11 ABNT Associação Brasileira de normas Técnicas CB 59 ( Comitê Brasileiro de Fundição)

12

13 ESCOPO DAS COMISSÕES CE59: COMISSÃO DE ESTUDO DE RESÍDUOS DE FUNDIÇÃO Escopo : Normalização referente aos resíduos de fundição no que concerne a tratamento, utilização, reaproveitamento, armazenamento e transporte. CE 59: COMISSÃO DE ESTUDO GRANALHAS FUNDIDAS DE AÇO Escopo: Normalização referente à granalha de aço no que concerne a qualidade do produto para aplicação nos processos de decapagem mecânica (jateamento) e de corte de mármore e granito, incluindo processo de fabricação, especificações químicas, distribuição granulométrica, ensaios físicos, tratamento térmico e terminologia. CE 59: COMISSÃO DE ESTUDO DE MICROFUSÃO Escopo: Normalização referente à fabricação de peças pelo processo de microfusão (fundição de precisão) no que concerne ao acabamento, características mecânicas, características físicas, químicas, matérias-primas e tolerânica. CE 59: COMISSÃO DE ESTUDO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA Escopo: Normalização referente ao processo de fundição contínua de ferro fundido nodular e cinzento ( obtidos pelo processo de fundição contínua), incluindo processo de fabricação, especificações químicas, ensaios físicos e terminologia. CE 59: COMISSÃO DE ESTUDO DE MATÉRIAS PRIMAS PARA FUNDIÇÃO Escopo: Normalização referente à matérias-primas para fundição no que concerne aos processos de moldagem, macharia e fusão (incluindo bentonita, resina, tintas, massa refratária, ferroliga e carburantes), especificações químicas e físicas, ensaios físicos e químicos, distribuição granulométrica, ensaios físicos e químicos e terminologia.

14

15 2014

16 PROPRIEDADES DAS AREIAS BASE PARA USO EM FUNDIÇÃO. Estudos de tamanhos de partículas ou granulometria Estudos de formato de partículas Contaminantes minerais e orgânicos

17 Estudos de tamanhos de partículas ou granulometria da areia base Distribuição Granulométrica: Curva de distribuição acumulada e Concentração. Classificação AFS: Módulo de finura e Argila AFS. Obs: Nas duas se utiliza de peneiras de série ABNT (1 x8 ) 27/03/2014

18 EQUIPAMENTOS DE USO COMUM RECOMENDACAO -AFS 1. SÉRIE DE PENEIRAS PADRÃO 2. AGITADOR DE PENEIRAS 3. AGITADOR AFS 4. ESTUFA DE SECAGEM OU EQUIVALENTE 5. FORNO MUFLA >1000 O C 6. BALANÇA DE PRECISÃO

19 SÉRIE DE PENEIRAS PADRÃO A D I T I V O S

20

21

22 2014

23 ENSAIOS GRANULOMÉTRICOS Distribuição Granulométrica: D(x) e Concentração. Classificação AFS: Módulo de finura e Argila AFS). 27/03/2014

24 Distribuição Granulométrica Consiste em realizar um peneiramento simples da areia base utilizando a série padrão e registrando os dados percentuais obtidos. São 03 as informações : Concentração, Curva de distribuição (Dx (x=%), tangente, etc).

25 Distribuição Granulométrica: D(x) e Concentração.

26 Distribuição Granulométrica: D(x) e Concentração.

27 TERMOS E DEFINIÇÕES CONCENTRAÇÃO TRATA-SE DA MAIOR SOMA PERCENTUAL RETIDA EM 03 PENEIRAS CONSECUTIVAS DA SERIE PADRÃO.

28 EXEMPLO 1: Ensaio para Distribuição Granulométrica e Concentração

29 EXEMPLO 1: AREIA BASE DE SÍLICA-SiO2 Realiza-se a amostragem no depósito de areias ou no modal de transporte. Leva-se para o laboratório de ensaios e realiza-se a redução da amostra de modo representativo da coleta realizada. Toma-se uma quantidade para os ensaios (e possíveis repetições) e seca-se a areia base em estufa. Realiza-se o peneiramento na série de peneiras ABNT (de uso em fundição).

30 2014

31 EXEMPLO: ABERTURA # gramas % 6 0,0 0 Total retirado do caminhão: 15Kg Total separado seco: 200g Total do ensaio: 55g Resultado : ao lado 12 0, ,2 0,4 30 5, , , , ,1 20, ,6 8, , ,6 1 Fundo 3,3 6

32 CONCENTRAÇÃO

33 EXEMPLO: ABERTURA # gramas % 6 0,0 0 Total do caminhão: 15Kg Total separado seco: 200g Total do ensaio: 55g Resultado : ao lado 12 0, ,2 0,4 30 5, , , , ,1 20, ,6 8, , ,6 1 Fundo 3,3 6

34 EXEMPLO: ABERTURA # gramas % 6 0, , ,2 0,4 Concentração = ,2 = 55,2 30 5, , , , ,1 20, ,6 8, , ,6 1 Fundo 3,3 6

35 CONCENTRAÇÃO Obs: Admite-se uma boa areia base para fundiçao aquela cuja concentraçao estiver entre 50 a 70%.

36 DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA Trata-se da curva acumulada das percentagens retidas em função do das peneiras (ou aberturas) da série padrão

37 EXEMPLO: ABERTURA # gramas % 6 0,0 0 Total do caminhão: 15Kg Total separado seco: 200g Total do ensaio: 55g Resultado : ao lado 12 0, ,2 0,4 30 5, , , , ,1 20, ,6 8, , ,6 1 Fundo 3,3 6

38 2014

39 Dx- Tamanho acumulado onde x=% É uma referência que pode se usada de forma semi-qualitativa.

40 ENSAIOS GRANULOMÉTRICOS Distribuição Granulométrica: D(x) e Concentração. Classificação AFS: Módulo de finura e Argila AFS). 27/03

41 CLASSIFICAÇÃO A F S Trata-se da classificação da areia base com base no Módulo de Finura e seu percentual em Argila AFS

42 MÓDULO DE FINURA - MF Trata-se da menor peneira em que o grão médio passa ***Representa um tamanho médio ponderado da areia base***

43 ARGILA A F S Representa um cimento natural existente nas areias base. É um percental de contaminante mineral.

44 M. F= _somátorio dos produtos_ somátorio das percentagens Argila AFS= _diferença de peso_x100 50

45 CLASSIFICAÇÃO A F S Trata-se da classificação da areia base com base no Módulo de Finura (#)e seu percentual em Argila AFS (%). A base de todos os cálculo é 50g

46 ARGILA AFS MÓDULO DE FINURA

47 DETERMINAÇÃO DA ARGILA A F S Realiza-se uma lavagem em água e remoção da argila AFS

48 DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE FINURA Após a remoçao da argila e secagem peneira-se a areia limpa e faz-se o peneiramento

49 ABERTURA Peso retido % fator Produto # (g) ,2 2, , , ,6 17, ,2 8, , Fundo soma 98, /04/2013

50 Módulo= _somátorio dos produtos_ somátorio das percentagens MF= 6438 / 98,8 # ARGILA AFS=? 17/04/2013

51 17/04/2013

52 17/04/2013

53 MÓDULO DE FINURA Utilização do modulo de finura para cálculo de misturas de areias

54 PROPRIEDADES DAS AREIAS BASE PARA USO EM FUNDIÇÃO. studos de tamanhos de partículas ou granulometria Curva de distribuição acumulada e Concentração. Classificação AFS: Módulo de finura e Argila AFS. studos de formato de partículas ontaminantes minerais e orgânicos

55 ESTUDOS DE FORMATO DE PARTÍCULAS PARTICULAS ARREDONDADAS PARTÍCULAS SEMI-ARREDONDADAS PARTÍCULAS ANGULARES PARTÍCULAS AGRUPADAS

56 AREIAS BASE

57 PROPRIEDADES DAS AREIAS BASE PARA USO EM FUNDIÇÃO. studos de tamanhos de partículas ou granulometria Curva de distribuição acumulada e Concentração. Classificação AFS: Módulo de finura e Argila AFS. studos de formato de partículas ontaminantes minerais e orgânicos

58 MICAS

59 MICAS

60 FELDSPATOS

61 CALCITA

62 MAGNETITA, PIRITA, ETC

63 Estudos de tamanhos de partículas ou granulometria COMO O TAMANHO DE PARTÍCULA DA SÍLICA INFLUENCIA AS PROPRIEDADES DAS AREIAS DE FUNDIÇÃO??? 27/03/2014

64 Propriedades das areias para moldes/machos. (a) Boa Permeabilidade: (b) Alta resistência mecânica: frio e a quente (c) Alta Refratariedade: (d) Moldabilidade: escoabilidade, plasticidade e rigidez (e) Boa Colapsibilidade: (f) Alta Difusividade térmica: (g) Baixa Reatividade química com as ligas: (h) Baixo custo:

65 Propriedades das areias para moldes/machos. (a) Boa Permeabilidade: (b) Alta resistência mecânica: frio e a quente (c) Alta Refratariedade: (d) Moldabilidade: escoabilidade, plasticidade e rigidez (e) Boa Colapsibilidade: (f) Alta Difusividade térmica: (g) Baixa Reatividade química com as ligas: (h) Baixo custo:

66 Propriedades das areias para moldes/machos. (a) Permeabilidade: (b) Resistência: (c) Refratariedade: (d) Moldabilidade: (e) Colapsibilidade: (f) Difusividade térmica: (g) Reatividade química com as ligas: (h) Baixo custo:

67 EXERCÍCIOS - argilas 1. Conceitue e descreva os tipos básicos de argila. 2. As propriedades das argilas são determinadas pelo tipo e pela quantidade de água existente. Descreva cada tipos de água e os correlacione com as propriedades mecânicas das argilas. 3. Quais argilas podem ser usadas em fundição e qual seu espaçamento planar? 4. Qual argila possui a melhor propriedade aglomerante para confecção de moldes em areia a verde a sódica natural ou artificial (porque)? 5. Quais são os inconvenientes do uso das bentonitas sódicas em materiais cerâmicos (ex: na indústria cerâmica)?.

68 EXERCÍCIOS argilas 6. Como se determina o poder aglomerante de uma argila (descreva passo- a- passo)? 7. O que vem a ser a ativação da bentonita cálcica? 8. Toda areia a verde possui um tempo ótimo de mistura para que ocorra a adsorção da água nas lamelas da argila e se otimize as propriedades nos moldes. Qual argila exige menor tempo de mistura na composição ; a bentonita sódica natural ou a bentonita sódica artificial (justifique)?

69 LISTA DE EXERCÍCIOS - moldagem Questão 1: Pretende-se fabricar uma peça em aço, cilíndrica, vazada, de 120mm de diâmetro externo e 60mm de diâmetro interno e com comprimento de 200mm. Considerando que o volume dos canais e dos massalotes seja o mesmo da peça, determine: Qual é o volume de metal a ser fundido e vazado? Qual o peso do metal a ser vazado em quilogramas? Faça um esboço do modelo da peça. (estime o comprimento das marcações do macho) Calcule o volume da areia utilizada no macho. Calcule o volume da areia de moldagem a ser utilizada na Caixa de Fundição (caixa inferior MAIS a caixa superior). Considere uma caixa de fundição (expansiva) com 40cm x 35cm x 30cm para cada meia caixa. Qual é o peso total do macho e do molde considerando que a densidade da areia é de 1,7g/cm 3. Qual é o peso total da caixa vazia e o peso com a caixa preenchida com aço (d=7,5g/cm 3 )?