Aula 03 Fundição por gravidade com molde de areia

Transcrição

1 Aula 03 Fundição por gravidade com molde de areia Para ter acesso a esse material acesse:

2 Material para a aula: Aparato IFSC de fundição (caixa de moldagem, modelos de alumínio e peças vazadas) Areias (shell, cromita, olivina...) Resina, catalisador, copo descartável e bastão de vidro (teste gel time). Biela Material refratário do forno Escória Amostras com defeitos de fundição

3 Classificação dos Processos de Fabricação Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco Usinagem Conformação Mecânica Soldagem Fundição por gravidade com Molde de Areia Fundição por gravidade com Molde Permanente Fundição por Injeção Fundição com Cera Perdida Fundição por Centrifugação Fundição em Casca Fundição Metalurgia do Pó

4 Fundição com molde areia

5 Fundição com molde de areia Aplicações

6 Etapas do processo de fundição com molde areia 1. Projeto da peça 2. Projeto do modelo 3. Confecção do modelo (modelação) 4. Confecção do molde (moldagem) 5. Confecção do macho (macharia) 6. Fechamento 7. Fusão 8. Vazamento 9. Desmoldagem 10. Corte de canal 11. Tratamento térmico 12. Rebarbação 13. Controle de Qualidade

7 1. Projeto da peça Deve-se evitar: Variações bruscas de secções

8 1. Projeto da peça Deve-se evitar: Cantos vivos:

9 1. Projeto da peça Deve-se considerar: Espessura mínima de parede: Paredes muito finas não são bem preenchidas com o metal líquido.

10 1. Projeto da peça Deve-se considerar: Espessura mínima de parede: Menor a espessura Maior velocidade de resfriamento Pode originar regiões de maior dureza.

11 1. Projeto da peça Deve-se prever: Conicidade (1º a 3º )

12 2. Projeto do modelo O projeto do modelo consiste em pegar o desenho da peça e dimensionar: Sobremetal; Considerar o volume de produção: modelo em placa ou não (modelo solto).

13 2. Projeto do modelo O projeto do modelo consiste em pegar o desenho da peça e dimensionar: Contração do metal ao solidificar, ou seja, o modelo deve ser maior que a peça;

14 2. Projeto do modelo O projeto do modelo consiste em pegar o desenho da peça e dimensionar: O sistema de alimentação (luvas e canal de enchimento); O uso ou não de machos e resfriadores; A localização das luvas, canal de enchimento e resfriadores; Mas o que são luvas, canal de enchimento, machos e resfriadores?

15 2. Projeto do modelo Canal de enchimento É por onde o metal líquido entra no molde.

16 2. Projeto do modelo Luvas / Massalotes São uma reserva de metal líquido que têm o objetivo de compensar a contração líquida e da solidificação além de prevenir a presença de rechupes na peça.

17 2. Projeto do modelo Luvas / Massalotes

18 2. Projeto do modelo Luvas / Massalotes Requisitos: O massalote deve solidificar depois da peça; O massalote deve estar posicionado sobre o centro térmico da peça; O massalote deve conter volume suficiente de metal líquido para compensar a contração volumétrica da peça; Rendimento mínimo de 60%

19 2. Projeto do modelo Resfriadores Os resfriadores tem como função acelerar, localmente, o resfriamento e solidificação de peças. O principal objetivo de utilizá-ios no sistema de alimentação é dirigir a solidificação, que possibilita a eliminação de defeitos localizados.

20 2. Projeto do modelo Resfriadores Os resfriadores são classificados nos seguintes tipos: Materiais granulados cromita e olivina); Metálicos; moldáveis (areia de

21 2. Projeto do modelo Uso de software.

22 3. Confecção do modelo Modelo geralmente é feito de madeira.

23 4. Confecção do molde O molde é o dispositivo no qual o metal fundido é colocado para que se obtenha a peça desejada.

24 4. Confecção do molde O molde é composto sempre por duas partes: caixa inferior e caixa superior. Utiliza-se desmoldante para facilitar a retirada do modelo do molde. Vídeo: Moldagem

25 4. Confecção do molde 1. Areia de base Sílica, cromita, zirconita Areia de base Sílica, cromita, zirconita Agente aglomerante 2. Agente aglomerante Argila (bentonita) 3. Plastificante Água Resinas polim. (furânicas, fenólicas.) 3. Outros aditivos Óxido de ferro Outros aditivos Pó de grafite, amido, etc.. Fazer o teste de gel time.

26 4. Confecção do molde Para que o processo de fundição ocorra de forma adequada, o molde deve apresentar uma série de requisitos: Suportar a ação erosiva do metal liquido no momento do vazamento; Apresentar resistência suficiente suportar o peso do metal líquido; para Gerar a menor quantidade possível de gases, ou facilitar a fuga dos mesmos; Ser refratário;

27 4. Confecção do molde

28 4. Confecção do molde

29 5. Confecção do macho Dispositivo que irá formar as partes internas (vazios), furos e reentrâncias da peça. Para entender melhor o que é uma macho, vídeo: Permanent Mold Gravity Cast Hollow Core Animation.mp4

30 5. Confecção do macho Os machos podem ser feitos com vários tipos de areias. O uso de cada tipo depende da precisão dimensional, taxa de extração de calor e etc.

31 6. Fechamento Nesta etapa ocorre: São colocados os machos; A pintura interna dos moldes e machos. Para cada liga a ser vazada usa-se um tipo de tinta. Materiais com ponto de fusão maiores usam tintas mais refratárias. Vídeo: pintura

32 6. Fechamento Nesta etapa ocorre: É juntada a caixa superior e inferior.

33 7. Fusão Vídeo: fusão MESL

34 7. Fusão

35 7. Fusão Forno Cubilô O forno cubilô trabalha com ferro-gusa, sucata de aço, calcário, Fe-Si, Fe-Mn e coque, como combustível.

36 7. Fusão Forno a indução O refratário tem vida útil. Regularmente deve-se refazer a biqueira.

37 7. Fusão Forno a arco voltaico Tem alta eficiência energética.

38 8. Vazamento O vazamento do molde é realizado com o auxílio de panelas que transportam o metal líquido do forno até os moldes. Vídeo: vazamento e vazamento 2

39 8. Vazamento Por que tem pesos encima do molde?

40 9. Desmoldagem O tempo para iniciar a desmoldagem depende da liga metálica, tamanho e espessura da peça. O processo pode ocorrer de forma manual mecânica. o

41 10. Corte de canais

42 11. Tratamento térmico

43 12. Rebarbação

44 13. Controle da qualidade

45 13. Controle da qualidade

46 Teste seu conhecimento 1.Coloque as operações a seguir na sequência correta. Para isso numere os parênteses de 1 a 8. a) ( ) Juntar a caixa-tampa e a caixa-fundo e prendê-las com grampo. b) ( ) Desmoldar. c) ( ) Moldar caixa-tampa com canal de descida e massalote. d) ( ) Abrir canal de distribuição na caixa-fundo. e) ( ) Vazar o metal líquido. f) ( ) Moldar a caixa-fundo com o modelo. g) ( ) Abrir o copo de vazamento na caixa-tampa. h) ( ) Retirar canais e massalotes.

47 Defeitos de fundição

48 Defeitos de fundição Desprendimento de gases/bolhas

49 Defeitos de fundição Desprendimento de gases /bolhas Para evitar o desprendimento de gases adicionase Al no aço. Contudo o nível de oxigênio na liga deve ser baixo também, para isso adiciona-se Si e Mn no forno para desoxidar o banho metálico pois forma óxidos sólidos SiO2, MnO2 e Al2O3. Desta forma impede-se que o oxigênio dissolvido no ferro reaja com o carbono formando gases CO e CO2, responsáveis pela produção das bolhas.

50 Defeitos de fundição Sinterização de areia Ocorre devido a temperatura excessiva do metal líquido que sinteriza os grão de areia na peça quando o metal entra em contato com o molde. Peça sinterizada

51 Defeitos de fundição Solda fria Ocorre devido a temperatura muito baixa do metal líquido. Amostra concha

52 Defeitos de fundição Caixa vazada Esse defeito é devido ao mau fechamento entre a caixa superior e inferior. Para evitar isso deve-se fazer um treinamento com os funcionários deste setor.

53 Defeitos de fundição Trincas As trincas frias são provocadas pelas tensões que surgem durante o resfriamento, causadas ou pela resistência do molde ou por restrições à contração de seções mais delgadas ou por seções mais espessas que se resfriam mais lentamente. Essas trincas estão relacionadas com a geometria da peça e ao projeto do sistema de fundição

54 Defeitos de fundição Rechupe

55 Defeitos de fundição Rechupe O uso de massalotes é um dos artifícios usado para evitar a surgimento de rechupes.

56 Defeitos de fundição Inclusão de areia É quando grãos de areia são desprendidos do molde no processo de vazamento e que ficam no interior da peça. Isso é extremamente prejudicial quando a peça irá passar pelo processo de usinagem por pode haver até a quebra do ferramental de usinagem.

57 Referências Fundação: Roberto Marinho, Mecânica Processos de Fabricação. 1 ed. São Paulo: Globo, 2000.