Tecnologia Mecânica III

Transcrição

1 Prof. Engº Marcos A. Gasparin dos Santos Departamento de Mecânica/Mecatrônica Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza ETEC JORGE STREET Revisão: 01 de 03/02/2016 1

2 ÍTENS BASE TECNOLÓGICA 1 Processos de Fundição: introdução, definição,tipos de processos de fundição (fundição em casca, fundição em areia, fundição em moldes permanentes, fundição sob pressão, fundição centrífuga e fundição de precisão em cera perdida) e importância do processo de fundição. 2 Processos de conformação Mecânica: Processos Primários suas características de trabalho a quente, caracteristicatrabalho a frio, tipos de processos de conformação: laminação, trefilação, forjamento, extrusão, estampagem 3 Ordenamento Técnico: normas técnicas, manuais e catálogos 2

3 Dia/Mês Tecnologia Mecânica III CRONOGRAMAS DE AULAS TEMA 15/02 Apresentação : Princípios de Solidificação. Fundição e fusão dos metais. 22/02 Introdução a Processos Metalúrgicos tipos de Processos Fundição e tipos de processos de Fundição 29/02 Considerações - Desenho da Peça e Projeto do Modelo 07/03 Processos de Moldagem Moldagem em Areia, Moldes Metálicos Tipos e Máquinas, Fundição Investimento Casting ou Cera Perdida ( de Precisão) 14/03 Processo de Fundição em Cascaou Shell Molding, Moldagem Cerâmica, Fundição Centrífuga, Fusão de Metais - Tipos de Fornos 21/03 Fusão de Metais Tipos de Fornos, Desmoldagem, Limpezae rebaração, Controle de Qualidade 28/03 Prova 04/04 Resultados Prova 11/04 Introdução Processos de Conformação Mecânica 18/04 Processos Primários e características de trabalho a quente 3

4 Data/Mês CRONOGRAMA DE AULAS TEMA Características de Trabalho a Frio - Laminação Trefilação Forjamento Extrusão Estampagem de Metais Normas Técnicas, catálogo de Fabricantes Prova Resultados da Prova Apresentação Seminário Apresentação Seminário 4

5 Metodologia de Aula Aulas serão expositivas através de projetor; Material será disponibilizado para os alunos através sala virtual. Teremos 2 (duas) Provas, serão questões dissertativas; Todo material terá um questionário que deverá ser entregue ao Professor na aula seguinte, atividade Individual, exercício de avaliação; As questões das Provas saíram do questionário. 5

6 Trabalhos adicionais: Seminário sobre temas da disciplina, onde no 1º Bimestre deverá ser entregue ao Professor para correção inicial, no 2º Bimestre deverá entregar novamente o trabalho com as correções solicitadas pelo professor no 1º Bimestre, o material impresso deve ter as seguintes informações: Capa; Folha de Rosto; Sumário; Tema do trabalho; 6

7 Fundamentação Teórica; Definição de Termos; Cronogramas; Referências Bibliográficas ( Livros Técnicos e Apostilas Técnicas, não será aceito links de pagina da Internet); Lista de Tabelas; Referências; Apêndices; Anexos (fotos tiradas da Internet são aceitas e devem apresentar o link de onde foi retirada); Tabelas. 7

8 TEMAS DO TRABALHO (grupo de 4/5 alunos): 1) Fundição em areia; 2) Fundição em Casca Shell Molding; 3) Fundição em Cera Pedida ou Investiment Casting; 4) Fundição Sob Pressão; 5) Fundição Centrífuga; 8

9 6) Laminação de Metais; 7) Trefilação de Metais; 8) Forjamento; 9) Extrusão de Metais; 10)Estampagem de Metais. 9

10 O material deverá retirado de livros e apostilas técnicas, de Organismos de Ensino reconhecidos, isto é, Universidades, faculdades, Escola de Ensino Técnico(SENAI e ETEC S); Objetivo: desenvolver capacidade de leitura, interpretação e pesquisa científica. Fotos, cronogramas, Fluxogramas e demais materiais para compor o trabalho, deveram mencionar o links. 10

11 Apresentação do Trabalho no fim do semestre deve ser: 1) Em Power Point; 2) Ter um Slide de abertura; 3) Slides de conteúdo (resumo do Trabalho impresso); 4) Slide de Fechamento; 5) Tempo de apresentação: minutos/ grupo. 11

12 Regras de Preparação Slides em Power Point: a) Quanto menos melhor; b) Garanta Visibilidade; c) Cuidado Efeitos e Cores; d) Cuidado com Gráficos; e) Cuidado com a ortografia; f) Domine as Informações expostas. 12

13 Bibliografia para referência: 1. Tecnologia Mecânica Processos de Fabricação e Tratamento Vicente Chiaverini Ed. MacGrawHill 2ª Edição. 2. Metalografiados Produtos Siderúrgicos Comum HubertusColpaert Ed. Edgard Blücher Ltda 3ª Edição. 3. Aços e Ferros Fundidos Vicente Chiaverini Ed. ABM. 13

14 1) Princípio de Solidificação dos Metais Solidificação é um fenômeno universal de grande importância científica e tecnológica. A solidificação é umatransição de estado, de líquidopara sólido; todas as transições são caracterizadas por mudanças bruscas nas propriedades dos materiais. Os átomos no estado líquido possuem muito mais mobilidade do que os átomos no estado sólido. 14

15 A transformação do estado líquido para o sólido (e vice versa) ocorre devido a transformação da matéria para uma condição mais estável com menor energia livre. Para que o processo de solidificação aconteça deve haver uma redução de energia livre. Desta forma no ponto de equilíbrio nada acontece, pois as energias dos dois estados são iguais. 15

16 A solidificação somente ocorrerá se o metal for resfriado abaixo da temperatura de equilíbrio. Essa diferença entre a temperatura de equilíbrio e a temperatura onde a solidificação efetivamente acontecechama-se grau de super resfriamento. Quanto maior a taxa de resfriamento maior o grau de super resfriamento. 16

17 O controle do tamanho e forma do grão, da homogeneidade e da integridade do material sólido pode ser feito, na solidificação, pelocontroledasvelocidades de nucleação e de crescimentode fases. O controle adequado da velocidade de solidificação é uma ferramenta tecnológica essencial para se melhorar e obter novas propriedades. 17

18 A importância da solidificação é notável em metais e ligas metálicas, mas os seus princípios podem ser usados em qualquer material, como polímeros, vidros, biomateriais, etc. Um exemplo comum: a solidificação de um lingote metálico (um lingote de aço), é freqüentemente utilizada para se descrever, em linhas gerais, o fenômeno. 18

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20 Mecanismos de Nucleação: Nucleação homogênea Próprio metal fornece átomos para formar núcleos Sub-resfriamento usualmente de centenas de graus Celsius Nucleação heterogênea Presença de agentes nucleantes: superfície do recipiente, impurezas insolúveis, ou material estrutural Prática industrial: sub-resfriamento de 0,1 a 10 C 20

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22 Líquido Líquido Contornos de grão Núcleos Cristais que formarão grãos Grãos 22

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24 Processo de solidificação-formação dos grãos: Os grãos são formados no início do processo de solidificação a partir de pequenos agrupamentos de átomos chamados de núcleos. Cada núcleo da origem à um grão com crescimento cristalográfico em direção diferente de seus vizinhos. Quando resta pouco líquido e os diferentes grãos começam a se encontrar,formam o contorno de grão. O contorno de grão é uma região pequena, desordenada, semumaestruturacristalinadefinida, sendoportanto, umaregiãode maiorenergiaquea do interior do grão. 24

25 ESTRUTURA DOS GRÃOS: 1) Grãos equiaxiais Crescimento de cristais aproximadamente igual em todas as direções; Solidificação rápida; Usualmente adjacentes a parede fria do molde, (zona coquilhada) mas podem aparecer no centro do lingote também dependendo do tamanho do molde e da velocidade de resfriamento. 25

26 2) Grãos colunares: Longos, finos, grosseiros; Solidificação relativamente lenta em gradiente de temperatura; Perpendiculares à parede fria do molde. 26

27 Estruturas de grão 27

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29 Grãos colunaresem um lingote de alumínio fundido:reativo de Tucker 29

30 Frente de solidificação com crescimento dendrítico 30

31 Aspecto das dendritas 31

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33 Formação do vazio após a solidificação: Em geral os sólidos apresentam menor volume que os líquidos, ocorrendo uma contração durante a solidificação 33

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40 QUESTIONÁRIO 1) O que é solidificação de metais? 2) Para haver solidificação de um metal deve ocorrer o que? 3) Quais são os mecanismos de solidificação? 5) Quais os tipos de estruturas de grãos? 6) O que é estrutura de grão eqüiaxial? 7) O que é estrutura de grão colunar? 40

41 2) Introdução a Processos Metalúrgicos 41