governo do estado de são paulo Auxiliar de fundição

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1 governo do estado de são paulo Auxiliar de fundição 2

2 emprego m e t a l u r g i a Auxiliar de fundição 2

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4 GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO Geraldo Alckmin Governador SECRETARIA DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA Rodrigo Garcia Secretário Nelson Baeta Neves Filho Secretário-Adjunto Maria Cristina Lopes Victorino Chefe de Gabinete Ernesto Masselani Neto Coordenador de Ensino Técnico, Tecnológico e Profissionalizante

5 Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia Coordenação do Projeto CETTPro/SDECT Juan Carlos Dans Sanchez Fundação do Desenvolvimento Administrativo Fundap José Lucas Cordeiro Apoio Técnico à Coordenação Fundação do Desenvolvimento Administrativo Fundap Laís Schalch Apoio à Produção Fundação do Desenvolvimento Administrativo Fundap Ana Paula Alves de Lavos Emily Hozokawa Dias Isabel da Costa M. N. de Araújo José Lucas Cordeiro Karina Satomi Laís Schalch Maria Helena de Castro Lima Selma Venco CETTPro/SDECT Bianca Briguglio Cibele Rodrigues Silva Textos de referência Edison Marcelo Serbino Irineu de Souza Barros Luiz Cláudio Paula Marcos Antonio Batalha FUNDAÇÃO PADRE ANCHIETA Presidente João Sayad Vice-Presidentes Ronaldo Bianchi Fernando Vieira de Mello Diretoria de Projetos Educacionais Diretor Fernando José de Almeida Gerentes Monica Gardelli Franco Júlio Moreno Coordenação técnica Maria Helena Soares de Souza Equipe Editorial Gerência editorial Rogério Eduardo Alves Produção editorial Janaina Chervezan da Costa Cardoso Edição de texto Lígia Marques Marcelo Alencar Revisão Conexão Editorial Identidade visual João Baptista da Costa Aguiar Arte e diagramação Paola Nogueira Pesquisa iconográfica Elisa Rojas Eveline Duarte Ilustrações Bira Dantas Luiz Fernando Martini Consultoria Marcos Antonio Batalha Agradecemos aos seguintes profissionais e instituições que colaboraram na produção deste material: Carla Cruz dos Santos, Empresa Servimig, Empresa Signo Arte, Empresa Starrett, Fundição TUPY S.A., Graziele da Silva Santos, Grupo Voith, Instituto de Pesquisas Tecnológicas, Neise Nogueira, Valdemar Carmelito dos Santos.

6 Caro(a) Trabalhador(a) Estamos felizes com a sua participação em um dos nossos cursos do Programa Via Rápida Emprego. Sabemos o quanto é importante a capacitação profissional para quem busca uma oportunidade de trabalho ou pretende abrir o seu próprio negócio. Hoje, a falta de qualificação é uma das maiores dificuldades enfrentadas pelo desempregado. Até os que estão trabalhando precisam de capacitação para se manter atualizados ou quem sabe exercer novas profissões com salários mais atraentes. Foi pensando em você que o Governo do Estado criou o Via Rápida Emprego. O Programa é coordenado pela Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia, em parceria com instituições conceituadas na área da educação profissional. Os nossos cursos contam com um material didático especialmente criado para facilitar o aprendizado de maneira rápida e eficiente. Com a ajuda de educadores experientes, pretendemos formar bons profissionais para o mercado de trabalho e excelentes cidadãos para a sociedade. Temos certeza de que iremos lhe proporcionar muito mais que uma formação profissional de qualidade. O curso, sem dúvida, será o seu passaporte para a realização de sonhos ainda maiores. Boa sorte e um ótimo curso! Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia

7 Caro(a) Trabalhador(a) Aqui continua o nosso caminho para um novo aprendizado. Você já conheceu as origens do seu ofício. Observou a evolução de uma metalurgia que acompanha a evolução do mundo. Descobriu quais aspectos envolvem a rotina de uma indústria. Entendeu, por fim, como funciona o setor metalúrgico, cujos segmentos apresentam oportunidades para os novos profissionais. A proposta, agora, é que, com o segundo volume desta coleção, você possa aprender os saberes específicos da ocupação que escolheu exercer. O objetivo do curso é formar um profissional que possua uma visão organizada daquilo que um bom auxiliar de fundição precisa. Com esse pensamento, a primeira unidade deste volume lhe oferece a oportunidade de aprender uma atividade que estará presente em qualquer trabalho metalúrgico: a verificação de medidas. No restante do livro, temas que irão ajudá-lo no momento de buscar inserção no mercado também serão comentados, sem se esquecer de tratar de alguns fatores, como qualidade e produtividade, que influenciarão (e muito!) seu trabalho. Por isso, aproveite esta nova etapa do curso para refletir, perguntar, discutir e interagir com colegas e professores. Agora é a sua hora de buscar uma nova carreira! Vamos voltar aos estudos?

8 Sumário Unidade 4 9 metrologia Unidade 5 33 o caminho metalúrgico e a fundição Unidade 6 77 segurança e prevenção de acidentes Unidade 7 91 qualidade e produtividade Unidade 8 97 ingresso no mercado de trabalho

9 dados internacionais de catalogação na publicação (cip) (bibliotecária silvia marques crb 8/7377) P964 Programa de qualificação profissional: Metalurgia / Auxiliar de fundição. -. São Paulo: Fundação Padre Anchieta, 211. v. 2, il (série: arco ocupacional) Vários autores Programa de qualificação profissional da Secretaria do Emprego e Relações do Trabalho SERT ISBN Ensino profissionalizante 2. Metalurgia-técnico I. Título II. Série CDD

10 U n i da d e 4 Metrologia Em metalurgia, uma das atividades sempre presente é a de verificar medidas ou fazer medições de metais, antes ou depois de eles passarem por ensaios em laboratórios ou de serem transformados. Como auxiliar de fundição, muitas vezes, você terá contato com essa atividade e, por isso, precisará ter noções básicas da chamada metrologia, a ciência que estuda as medidas e as medições. Grandeza física é um atributo de um corpo que pode ser percebido e quantificado. Por exemplo: o tamanho de uma pessoa, a massa de um livro, o volume de um copo, a temperatura de um corpo, a velocidade de um carro... Mas qual a diferença entre medida e medição? Medida é um valor expresso em números (valor numérico) que representa as dimensões ou o tamanho de um determinado objeto (unidade física). Dizemos, por exemplo, que a medida de uma peça metálica é 1,1 mm (dez milímetros e um centésimo de milímetro). Medição é o ato de medir, ou seja, a operação que realizamos para obter a medida. É comparar a grandeza a ser medida com outra adotada como padrão. Os instrumentos Para realizar cada medição, é preciso utilizar um instrumento. A escolha do instrumento depende da situação, pois cada um atende a determinada necessidade. Os principais instrumentos de medição com os quais o auxiliar de fundição contará são: escala (régua); ivan carneiro Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 9

11 trena; Você sabia? A régua graduada e a trena são os mais simples instrumentos de medida linear (horizontal, em linha). paquímetro; micrômetro; starret starret starret 1 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

12 transferidor; e ivan carneiro goniômetro. Você sabia? O goniômetro não é utilizado apenas na metalurgia. Existem outras áreas que também precisam desse instrumento de medições angulares. Uma delas é a medicina. Assim como os auxiliares de fundição, os médicos também usam goniô metro, mas para acompanhar a recuperação de pacientes que sofrem fraturas. Com ele, é possível verificar a evolução do movimento de uma articulação, por exemplo. ivan carneiro Como realizar as medições? A escolha do instrumento que será utilizado para fazer uma medição específica dependerá do que será medido e da exatidão (precisão) desejada dessa medida. Há instrumentos que permitem maior ou menor exatidão. Imagine, por exemplo, uma balança. Será que um feirante pode pesar uma porção de bananas com o mesmo tipo de balança que um farmacêutico usa no preparo da mistura de produtos para fazer um medicamento? Qual necessita de um instrumento de medição mais preciso? Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 11

13 Em vez de falar em exatidão, também podemos dizer que a margem de erro admissível em uma determinada medição é diferente do erro aceitável em outra. Chamamos de erro admissível o desvio máximo que se pode tolerar para mais ou para menos. 3 +_,1 25 +_,1 1 f7 2 +_,1 2,6 Margem de erro: nas medições da peça acima, o desvio máximo é de,1 mm para mais ou para menos. Escala 1:1 A medida (também chamada de cota) 3 + ou,1, mostrada na imagem acima, indica que o desvio máximo que se pode admitir, nesse caso, é de,1 (um décimo de milímetro) para mais ou para menos. Isso quer dizer que, na prática, essa peça será aceita ou poderá ser utilizada se medir: 3,,1 = 29,9 mm até 3, +,1 = 3,1 mm Essa indicação (3 + ou,1) também informa que o instrumento que será usado para medir a peça real deverá ter uma exatidão (ou uma resolução mínima) de um décimo de milímetro. Importante: resolução A resolução de um instrumento é a menor medida que você pode ler nele. A régua abaixo, por exemplo, tem resolução de 1 milímetro, porque essa é a menor divisão que ela possui Régua comum: os números indicam centímetros. A resolução mínima é de 1 milímetro. 12 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

14 Portanto, se você precisa medir uma peça com um lado de 3 mm, para a qual se admite uma variação de,1 mm (de 29,9 mm a 3,1 mm), o instrumento utilizado deve ter a resolução mínima de 1 décimo de milímetro. No entanto, se você deve medir uma peça na qual a variação máxima permitida é de,5 mm, será necessário um instrumento com resolução mínima de 5 centésimos de milímetro. Reflita: qual dos dois instrumentos será mais exato?,15 centésimos de milímetro décimos de milímetro milímetro Os números decimais servem para indicar valores que não são inteiros. Para representá- -los, utilizamos a vírgula. O algarismo que vem antes dela é chamado de unidade. Os que seguem a vírgula são chamados de casas decimais. A primeira casa é a dos décimos (nela, o algarismo 1 representa um décimo de uma unidade, ou um inteiro dividido por dez), e a segunda, dos centésimos (nela, o algarismo 5 representa cinco centésimos de uma unidade). Você sabia? Antes da instituição do sistema métrico decimal, as unidades de medida eram definidas de maneira arbitrária, ou seja, sem regras ou normas, variando de um país para outro. As unidades de comprimento, por exemplo, eram, normalmente, derivadas das partes do corpo do rei de cada país. Foi assim que surgiram medidas padrão como a polegada, o palmo, o pé, a jarda, a braça e o passo. O sistema inglês, inclusive, foi baseado nas medidas estabelecidas pelos reis ingleses. A tarefa de mudar essa situação ficou para os professores Méchian e Delambre, ambos da Academia de Ciências de Paris. Eles instituíram o sistema métrico decimal no dia 7 de abril de Veja a seguir, em detalhes, os instrumentos de medição usados pelo auxiliar de fundição. Escala (régua) As escalas existem para organizar e hierarquizar valores: do menor para o maior, do menos importante para o mais importante, da menor dureza para a maior, do menor grau Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 13

15 para o maior etc. São muitos os instrumentos de medição que podem conter uma ou mais escalas. DICA No Brasil, adota-se o sistema métrico decimal. Por isso, neste caderno, aprenderemos a usar os instrumentos para fazer medições utilizando esse sistema. Por isso, nada melhor do que começar a nossa lista com a escala, ou régua graduada, que geralmente é feita de aço inoxidável. Normalmente, na parte inferior, ela apresenta as medidas em centímetros (cm) e milímetros (mm) conforme o sistema métrico e, na superior, apresenta as medidas em polegadas e frações conforme o sistema inglês Sistema Métrico 1 metro = 1 decímetros = 1 centímetros = 1. milímetros Sistema Inglês 1 polegada = 2,54 centímetros Trena A trena é constituída por uma fita de aço cujas graduações são semelhantes às da escala, isto é, obedecem ao sistema métrico e ao sistema inglês. A leitura das medições segue o mesmo procedimento da régua graduada. Porém, diferentemente da escala, a trena possui em sua extremidade uma pequena chapa metálica, dobrada em ângulo de 9 o, chamada encosto de referência ou gancho de zero absoluto. Essa chapinha mede 1 mm de espessura. Isso tem grande utilidade: o encosto de referência é usado para compensar as medições externas (deslocando o encosto de 1 mm para fora da fita) e internas (somando a espessura da medição de 1 mm do encosto). 14 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

16 encosto de referência starret Trena: fita de aço com graduações semelhantes às da escala. Paquímetro O paquímetro também é formado por uma régua graduada no sistema métrico e no sistema inglês. Sobre essa régua com encosto fixo, desliza uma régua menor chamada cursor. O cursor a parte móvel do paquímetro fica ajustado à régua e se movimenta livremente sobre ela com um mínimo de folga. starret orelha fixa orelha móvel nônio ou vernier em polegadas parafuso de trava cursor escala fixa de polegadas encosto fixo encosto móvel impulsor escala fixa de milímetros nônio ou vernier em milímetros haste de profundidade bico fixo bico móvel O paquímetro e seus componentes. O cursor é dotado de uma escala auxiliar, graduada, chamada nônio ou vernier. Este permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. O nônio possui uma divisão a mais que a unidade usada na escala fixa. Então, se 1 mm na escala principal estão divididos em 1 partes, 1 divisões de nônio corresponderão a 9 mm da escala principal. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 15

17 Para entender melhor esse aspecto, observe abaixo como verificar a resolução do paquímetro e, em seguida, como fazer uma medição usando esse instrumento. Como verificar a resolução do paquímetro em milímetros Nônio com 1 divisões as 1 divisões do nônio equivalem a 1 mm da escala principal. Portanto, 1 1 =,1 mm (em outras palavras, cada divisão do nônio corresponde a 1 décimo de milímetro). Nônio com 2 divisões as 2 divisões do nônio equivalem a 1 mm da escala principal. Portanto, 2 1 =,5 mm (em outras palavras, cada divisão do nônio corresponde a 5 centésimos de milímetro). Nônio com 5 divisões as 5 divisões do nônio equivalem a 1 mm da escala principal. Portanto, 5 1 =,2 mm (em outras palavras, cada divisão do nônio corresponde a 2 centésimos de milímetro). Como fazer uma medição usando o paquímetro O paquímetro pode ser usado para medir uma peça metálica em suas várias dimensões: Medição interna. Medição de ressalto. ivan carneiro ivan carneiro ivan carneiro ivan carneiro Medição externa. Medição de profundidade. 16 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

18 Como ler as medidas no paquímetro A leitura das medidas (ou seja, a medição de uma determinada peça metálica) é feita em duas partes: primeiro, pela escala fixa da régua e, em seguida, pela escala auxiliar do nônio. Os dois valores devem ser considerados ao final do procedimento de medição. Isso é feito da seguinte maneira: 1º passo: cálculo da resolução menor divisão da escala fixa Você sabia? O nônio também pode ser chamado de vernier. Sabe por quê? Esses dois nomes vêm de seus dois inventores: o português Pedro Nunes e o francês Pierre Vernier. 2º passo: leitura Resolução = 1 mm =,5 mm 2 n o de divisões do nônio 1 a leitura (escala fixa): você deve considerar ou ler o número que vem antes do zero do nônio. 2 a leitura (escala do nônio): você deve considerar (ler) o primeiro traço do nônio, que coincide totalmente com algum traço da escala fixa. Depois, deve contar quantos traços tem do zero até chegar nele. No caso da foto abaixo, são 13 traços. Em seguida, é só multiplicar o número de traços medidos (13) pela resolução do paquímetro, que foi calculada anteriormente. DICA Nesta unidade, você aprenderá a realizar a leitura do paquímetro na versão tradicional, ou seja, mecânica. Mas, atualmente, já é possível contar com esse instrumento na versão eletrônica. O chamado paquímetro digital apresenta algumas vantagens: Simplifica a leitura, diminuindo a probabilidade de erro. Pode ser usado em polegadas ou milímetros, sendo preciso apenas mudar o modo de apresentação do resultado. ivan carneiro ivan carneiro 1 a leitura 2 a leitura Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 17

19 Ou seja: 13 traços x,5 (resolução do paquímetro) =,65 mm Portanto, a medida da peça é: 1ª leitura = 73, mm 2ª leitura =,65 mm Leitura final = 73,65 mm Atividade 1 Exercite a leitura com um paquímetro no sistema métrico com resolução de,5 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas a seguir e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. a) 4 8 1/128 in /128 in ,5 mm ,5 mm b) 4 8 1/128 1/128 in. in /128 in in mm 5 mm,5 mm ,5 mm Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

20 ,5 mm ,5 mm c) /128 1/128 1/128 in. in. in /128 1/128 in. in in mm ,5,5 mm mm,5,5 mm mm d) /128 1/128 in. in. in. in in mm /128 1/128 in. in in mm 6, ,5 mm 1 1,5 mm mm ,5 mm e) /128 1/128 1/128 in. in. in in mm /128 in ,5,5 mm mm ,5 mm f) 4 8 1/128 in ,5 mm Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 19

21 Paquímetro de resolução,2 mm Há paquímetros com diferentes graus de resolução. Além do anterior (,5 mm), é bastante comum o que tem resolução de,2 mm. O nônio, neste caso, tem 5 divisões. ivan carneiro 1º passo: cálculo da resolução 2º passo: leitura 1 a leitura (escala fixa) = 5, mm menor divisão da escala fixa Resolução = 1 mm =,2 mm 5 n o de divisões do nônio 2 a leitura (escala do nônio) =,44 mm (22 x,2) Leitura Final = 5,44 mm A medição, ou leitura das medidas, é feita da mesma maneira, independentemente da resolução do paquímetro. 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

22 a) Atividade 2 Exercite a leitura com um paquímetro no sistema métrico com resolução de,2 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas a seguir e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado in in in ,2 mm ,2 mm 8 9 1,2 mm b) in in in ,2 mm ,2 mm 8 9 1,2 mm c) in.1 in in ,2 mm ,2 mm 8 9 1,2 mm Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 21

23 Micrômetro É um instrumento que permite fazer medições em casos que exigem resoluções ainda menores do que as do paquímetro. Ou seja, quando o paquímetro não consegue mais alcançar exatidão para uma determinada medição, o micrômetro entra em cena. Alguns micrômetros usam o mícron, unidade de medida que corresponde a um milésimo de milímetro. Por isso, o instrumento tem esse nome. starret batente fuso bainha arco faces de medição tambor O micrômetro e seus componentes. Micrômetro de resolução,1 mm (1 centésimo de milímetro) O micrômetro tem dois importantes componentes: a bainha, que apresenta duas escalas em milímetros; e o tambor, cuja escala está dividida em centésimos de milímetros. Considerando essas escalas, a leitura do micrômetro é feita em três partes. A primeira, na bainha com escala de 1 em 1 mm; a segunda, na escala dos meios; e a terceira, no tambor. 22 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

24 starret 1 a leitura 3 a leitura 2 a leitura Exemplos de leitura a) a leitura (bainha 5 escala dos 15milímetros) = 8, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =,5 mm a leitura (tambor) =,1 mm Leitura final = 8,6 mm b) a leitura (bainha escala dos milímetros) = 23, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =, mm 3 a leitura (tambor) =,28 mm Leitura final = 23,28 mm Você sabia? O paquímetro e o micrômetro, instrumentos bastante usados na indústria metalúrgica, também são muito úteis para medir a espessura de revestimentos na construção civil. Você sabia? O micrômetro foi inventado, em 1848, pelo francês Jean-Louis Palmer. Com o decorrer do tempo, ele foi aperfeiçoado e possibilitou medições mais rigorosas e exatas do que aquelas obtidas pelo paquímetro. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 23

25 3 Atividade 3 Exercite a leitura com um Micrômetro no sistema métrico de resolução de,1 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas a seguir e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir 1 a razão dessas diferenças. Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. a) b) Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2 45

26 c) d) e) Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 25

27 Micrômetro de resolução,1 mm (1 milésimo de milímetro) Este micrômetro possui, além das escalas na bainha e tambor, uma terceira escala chamada de nônio na parte superior da bainha. Nela vamos ler os milésimos de milímetros. ivan carneiro 4 a leitura 3 a leitura 2 a leitura 1 a leitura Exemplos de leitura: a) b) a leitura (bainha escala dos milímetros) = 9, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =, mm 3 a leitura (tambor) =,41 mm Leitura no nônio (primeiro traço coincidente com a escala no tambor) =,3 mm Leitura final = 9,413 mm 1 a leitura (bainha escala dos milímetros) = 2, mm 2 a leitura (bainha escala dos meios milímetros) =, mm 3 a leitura (tambor) =,1 mm Leitura no nônio (primeiro traço coincidente com a escala no tambor) =,4 mm Leitura final = 2,14 mm 26 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

28 Atividade 4 5 Exercite a leitura com um Micrômetro no sistema métrico de resolução de,1 mm Seguindo cada um dos passos já explicados, leia as medidas a seguir e anote os resultados ao lado dos desenhos. Compare os números que obteve com os do seu colega ao lado. Se vocês chegaram a resultados diferentes, procurem discutir a razão dessas diferenças. 5 1 Em seguida, o monitor discutirá com a classe o trabalho realizado. a) b) c) d) Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 27

29 Transferidor As medidas angulares são feitas com a ajuda desse instrumento. Por isso, antes de tudo, é importante entender como é medido um ângulo. Um ângulo é a medida em graus formada pelo encontro entre dois segmentos de reta. Todo ângulo está dividido em minuto ( ) e segundo ( ), sendo que um grau tem 6 minutos e um minuto, 6 segundos. Usando os símbolos dessas medidas, temos: 1 o = 6 e 1 = 6 Você provavelmente se lembra do transferidor, que fez parte do seu material escolar. Ele é composto, basicamente, por uma escala circular dividida e marcada em ângulos espaçados regularmente, tal qual uma régua. O transferidor pode ser usado nas aulas de Matemática, Engenharia, Topografia ou em qualquer outra atividade que exija a medição precisa de ângulos. ivan carneiro escala graduada articulação lâmina corpo O transferidor e seus componentes. 28 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

30 Goniômetro Outro instrumento de medição muito utilizado nos setores de fundição é o goniômetro. Assim como o transferidor, ele é utilizado para medições angulares, ou seja, para medir ângulos. Na prática, trata-se de um transferidor com uma resolução melhor. Por isso, pode ser usado para qualquer atividade que exija uma medição mais precisa. Ele também contém, basicamente, uma escala circular dividida e marcada em ângulos regulares, tal qual numa régua. Como usar o goniômetro Para se chegar à medida de um ângulo usando esse instrumento, duas leituras devem ser feitas. Na primeira, o grau inteiro, que pode ser observado na graduação superior do disco, deve coincidir com o traço zero da escala inferior (o nônio). Essa leitura pode ser feita tanto no sentido horário quanto no anti-horário, dependendo do posicionamento da peça medida. A segunda leitura é a dos minutos, que, por sua vez, pode ser realizada a partir do zero nônio, seguindo a mesma direção escolhida na leitura dos graus. ivan carneiro disco vernier (nônio) 2 a leitura 1 a leitura esquadro articulador disco graduado régua O goniômetro e seus componentes. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 29

31 Exemplos de leitura a) Sentido de leitura Sentido de leitura a leitura (escala superior) = 24 o a leitura (escala inferior) = 1 Resultado final = 24 o 1 Sentido de leitura b) Sentido de leitura a leitura (escala superior) = 5 o 2 a leitura (escala inferior) = 15 Resultado final = 5 o 15 3 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

32 Atividade 5 Pratique o uso do goniômetro Com base no que você aprendeu, faça a leitura nos goniômetros a seguir. O zero corresponde à medida em grau e o traço mais escuro corresponde ao complemento do ângulo em minutos. a) b) c) Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 31

33 32 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2 d) e) f) g)

34 U n i da d e 5 O caminho metalúrgico e a fundição No caderno 1, você aprendeu que a metalurgia estuda e gerencia os metais desde a sua extração até a sua transformação em produtos adequados ao uso. Por isso, ela pode ser dividida em: metalurgia extrativa; metalurgia de transformação; beneficiamento; montagem ou aplicação; ensino e pesquisa. Esses segmentos são as etapas que estruturam o trabalho metalúrgico. Juntos, eles formam o que poderíamos chamar de caminho metalúrgico : Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 33

35 34 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

36 Nesta unidade, vamos aprender em que lugar desse caminho você, futuro auxiliar de fundição, se encontra. Antes de mais nada, já é possível afirmar: o auxiliar faz parte do caminho metalúrgico antes mesmo de ele começar. Desde o projeto de uma peça, ou seja, desde o momento em que decidimos fabricar uma peça ou produto, a primeira pergunta a se fazer é: qual processo metalúrgico deve ser utilizado? E a resposta, geralmente, é: o processo metalúrgico de fundição. Isso acontece pois a fundição é o caminho mais curto para se obter um produto final. Ou seja, um produto fundido, geralmente, não precisa passar por outros processos de fabricação. Isso porque a obtenção de uma peça fundida ocorre a partir do metal em estado líquido, sem necessidade de processos secundários de conformação. ivan carneiro Fundição: o caminho mais curto até o produto final. As vantagens da fundição não param por aí: Com ela, é possível reproduzir peças com formas internas e externas que, dificilmente, poderiam ser fabricadas por outro processo. A fundição permite que as paredes das peças sejam fabricadas com espessura bem fina. Isso, que seria impossível com outros processos de fabricação, traz uma vantagem muito grande para a peça: a diminuição do seu peso. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 35

37 O processo de fabricação por fundição é facilmente automatizável, ou seja, pode ser inteiramente feito com o auxílio de máquinas; e, por isso, possibilita uma produção de peças em série. Etapas da fabricação Alguns produtos, até chegarem ao consumidor final, passam por vários processos de fabricação. Um exemplo é a panela que utilizamos em casa. Antes de ser panela, ela foi uma chapa de aço ou alumínio e passou por diversas etapas, tais como: Skyline /Shutterstock Uma panela como esta pode ser produzida de uma só vez com o processo de fundição. lingotamento: o aço em estado líquido é transformado em placas; laminação: a placa é transformada em chapa; e estampagem: a chapa é estampada na forma final da panela. Dependendo da aplicação e do acabamento do produto, pode-se afirmar que o processo de fundição representa um processo único de fabricação. Isso quer dizer que é possível se produzir, apenas com a fundição, uma panela, por exemplo. As três etapas vistas acima, portanto, poderiam ser resolvidas com apenas uma. Gerada no processo de fundição, a panela estará pronta para outros processos da indústria, como a rebitagem (fixação de seu cabo) e a pintura. 36 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

38 A fundição e tudo o mais Você se lembra do diagrama da fundição? Diagrama da fundição 1. A fundição é um processo pelo qual um metal sólido passa ao estado líquido e, depois, transforma-se em peça fundida. 2. No processo metalúrgico de fundição, o metal atinge a temperatura de fusão. Metal sólido Metal atingindo temperatura de fusão Metal sólido Metal sólido Metal atingindo temperatura de fusão Metal atingindo temperatura de fusão Metal sendo vazado em um molde Metal sendo vazado em um molde Metal sendo vazado em um molde Metal sólido Metal atingindo temperatura de fusão Metal sen vazado em um etal atingindo peratura de fusão do fusão Metal sendo 3. Logo após, já no estado líquido, o vazado em um molde metal é vazado em um Metal molde sólido que tem um formato Metal aproximado sendo ao da peça que se vazado quer produzir. em um molde Peça fundida Metal atingindo temperatura Peça de fundida fusão 4. Após desenformada, a peça fundida está pronta! Metal sendo vazado em um molde No Caderno 1, com esse esquema, você entendeu o que é o processo metalúrgico conhecido como fundição. Nesta unidade, vamos ver, em detalhes, o que acontece em cada fase dessa transformação do metal sólido em peça fundida. Vamos começar com as diferentes maneiras de se fundir um metal, ou seja, com os diferentes processos de fundição. Os diferentes processos de fundição A fundição pode ser executada de várias maneiras, ou seja, possui diferentes processos: Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 37

39 fundição em areia verde; fundição shell molding; fundição cura a frio; fundição cura a quente; fundição em molde permanente ou coquilha; fundição em cera perdida ou de precisão; e fundição em moldes permanentes sob pressão. Esses processos podem ser divididos em função de dois critérios: 1. O tipo de vazamento do metal Há duas maneiras de despejar o metal em um molde: por gravidade ou sob pressão. Na maioria dos processos que vimos anteriormente, o vazamento ocorre por gravidade: fundição em areia verde; fundição shell molding; fundição cura a frio; fundição cura a quente; fundição em molde permanente ou coquilha; e fundição em cera perdida ou de precisão. Na fundição em moldes permanentes sob pressão, ocorre o vazamento sob pressão. 2. O molde utilizado Considerando todos esses processos de fundição, existem duas possibilidades de moldes: os permanentes e os descartáveis. Eles se diferenciam de acordo com a quantidade de vezes que podem ser utilizados. Moldes permanentes um molde permanente, como o próprio nome indica, pode ser utilizado várias vezes. A sua vida útil depende apenas de sua manutenção, que manterá as características com as quais foi criado: geometria (forma), dimensão e acabamento. Moldes não permanentes ou descartáveis um molde descartável pode ser utilizado uma única vez. Após a fabricação da peça desejada, ele é descartado. 38 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

40 A escolha do processo de fundição Vários fatores devem ser considerados para que a escolha do processo de fundição seja feita. Entre eles, podemos destacar: a quantidade de peças a serem produzidas; o prazo de entrega; o investimento necessário; a complexidade da peça; e o acabamento desejado. A indústria metalúrgica e, particularmente, os setores destinados à fundição não deixam de fazer essa análise. Atentos a todos os fatores listados, eles têm apresentado uma preferência pela fundição em areia verde. Essa escolha tem os seus motivos, pois a fundição em areia verde: permite a fabricação de peças em tamanhos variados; é um processo de baixo custo operacional; e utiliza moldes descartáveis, mas, ao mesmo tempo, o faz com areia verde, que pode ser reaproveitada. Fundição em areia verde Esse processo de fundição utiliza a areia retirada da natureza com a sua umidade natural, ou seja, sem ter passado por processos de secagem. DICA Nesta unidade, você terá a oportunidade de aprender com quatro diferentes processos de fundição: fundição em areia verde; fundição shell molding; fundição em cera perdida ou de precisão; e fundição em moldes permanentes sob pressão. DICA Na prática, não é comum uma fábrica ter todos os processos em sua linha de produção. Normalmente, cada fundição é especializada em um determinado processo. Quem determina qual o processo de fabricação que será utilizado é o projetista. ivan carneiro Macho de areia verde. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 39

41 A escolha dessa areia representa algo a mais: uma preocupação com o meio ambiente. Isso porque ela pode ser quase totalmente (acima de 9%) reutilizada, exigindo, para isso, apenas cuidados básicos. Que cuidados são esses? Após a produção de uma peça, é preciso retirar os torrões que ficam incrustados na areia. Mesmo com o passar do tempo, após diversas utilizações, são necessários apenas alguns aditivos a fim de melhorar e corrigir as características do material. Aditivo Aditivo é um elemento que se utiliza para melhorar ou restaurar as características de um dado produto. Na areia verde, os aditivos mais utilizados são: Pó de carvão evita a aderência da areia na peça fundida, melhorando o acabamento superficial da peça e facilitando a sua limpeza. ivan carneiro Pó de carvão. Pó de madeira por consumir oxigênio, proporciona uma atmosfera redutora ao molde e contribui para controlar a expansão térmica da sílica. Amidos e dextrinas aumentam a plasticidade da areia. 4 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

42 Considerando as vantagens que a fundição em areia verde oferece, vamos escolhê-la também para começar o nosso estudo. Você já sabe que ela é a mais utilizada pelas indústrias metalúrgicas. Então, seguiremos o mesmo caminho. Como auxiliar de fundição, você perceberá que as etapas de produção são as mesmas em praticamente todos os processos. Por isso, a escolha desse processo de fundição específico não prejudicará o seu aprendizado. 1ª etapa: o projeto da peça A primeira etapa de fabricação de qualquer produto é o projeto da peça, executado por um profissional conhecido como projetista. Nessa etapa, todos os fatores que podem influenciar na qualidade do produto devem ser considerados. Por isso: A peça deve ser projetada de maneira que não haja uma variação brusca entre as secções de forma, o que pode dificultar a fluidez do metal. DICA O metal, após ser fundido, deve apresentar uma propriedade: a fluidez, que é a capacidade de escoar pelas cavidades com rapidez. Essa propriedade é muito importante, principalmente quando é preciso produzir uma peça com geometria complicada. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 41

43 M A B C Note que a secção B é bem menor que as secções A e C. Esse é um exemplo de como uma variação brusca entra as secções de forma pode dificultar a passagem do metal. Canto vivo Devem-se evitar, ao máximo, cantos vivos, que provocam concentração de tensões Mau projeto e de impurezas do metal, fragilizando a peça. Canto vivo Incorreto Correto Canto vivo Ainda não recomendado Mau projeto Canto vivo Bom projeto Ainda não recomendado Os chamados cantos vivos fragilizam regiões da peça. 42 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2 Bom projeto

44 Devem-se evitar as espessuras muito finas de paredes. Na tabela abaixo, você pode ver os valores recomendados de espessura. Secções mínimas recomendadas em peças fundidas Secção mínima, em mm Liga Fundição em areia Fundição em molde metálico Fundição sob pressão Grandes áreas Pequenas áreas De alumínio 3,175 a 4,76 3,175 em áreas pequenas 1,95 1,143 De cobre 2,38 3,175 em áreas pequenas 2,54 1,524 De ferros fundidos cinzentos 3,175 a 6,35 4,76 em áreas pequenas De chumbo 1,95 1,16 De magnésio 4, 4, a 4,176 2,32 1,27 De ferro maleável 3,175 De aço 4,76 De estanho 1,524,762 De ferro fundido branco 3,175 De zinco 1,143,38 Fonte: Chiaverini, Vicente. Tecnologia Mecânica. 2. ed. São Paulo: Ed. Makron Book, v. I. Na tabela, estão relacionados a espessura mínima de secção, o metal a ser fundido e o processo de fundição. Por exemplo, se o auxiliar de fundição escolher fundir alumínio no processo de areia verde, a espessura mínima de secção deve variar entre 3,175 mm a 4,76 mm. Na Unidade 7 deste Caderno Qualidade e Produtividade você entenderá por que a qualidade é tão importante a ponto de ser considerada já na primeira etapa de um processo de fundição. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 43

45 2ª etapa: Fabricação do modelo Modelo de metal. Feito o projeto, mas ainda antes da fabricação de uma peça ou produto, é preciso confeccionar um modelo. Esse modelo, por sua vez, será utilizado na fabricação de um molde. O modelo é uma réplica, um pouco maior, da peça. É essencial que as dimensões da réplica sejam maiores que as da peça pelos seguintes motivos: para compensar um fenômeno físico que ocorre quando o metal resfria: a contração (o metal se encolhe); , Dimensões da peça ,2 Dimensões do m , , ,4 ivan carneiro eça ,2 Dimensões do modelo acrescido da contração linear. 44 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

46 para permitir uma usinagem posterior; e Peça acabada Peça com sobrematerial para criar uma inclinação no modelo, de modo a possibilitar a retirada do molde. 38 DICA Você já aprendeu que a fundição pode ser um processo único ou não, dependendo da aplicação do produto e do grau de acabamento que se deseja para a peça. É chamado de usinagem o processo que ocorre quando há necessidade de o produto fundido passar por mais de uma etapa de fabricação, além da fundição. A usinagem é, justamente, um processo de fabricação que visa a dar uma nova forma ao metal, utilizando ferramentas cortantes e equipamentos específicos. Ângulos de saída Ângulos de saída Incorreto Incorreto Correto Correto O modelo pode ser feito com diversos materiais: madeira, isopor, metal, resina etc. Mas dois fatores devem ser considerados na hora de escolher o material que será utilizado: Vida útil pensar na vida útil do modelo é escolhê-lo pelo tanto de vezes que poderá ser utilizado. Assim, se quisermos utilizar um modelo diversas vezes, o isopor não deverá ser escolhido, pois, após a primeira moldagem, ele já precisa ser descartado em razão de sua fragilidade. A madeira, por sua vez, tem uma vida útil longa, mas requer cuidados e manutenção para que as suas dimensões não sofram alterações. Custo é um fator muito importante para as escolhas tomadas não só na indústria metalúrgica, mas em qualquer indústria. Afinal, é muito importante saber o Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 45

47 quanto se pode e se quer gastar. Porém, não é possível pensar no custo isoladamente. É preciso equilibrar o custo do material e o benefício que ele irá proporcionar. Você sabia? Existe um profissional na indústria metalúrgica, o modelador de metais, que é responsável apenas pela fabricação de modelos. Essa fabricação pode ser manual ou automática (com a ajuda de máquinas operatrizes). O modelo de metal, por exemplo, tem um custo elevado, pois requer operações de usinagem que garantam a precisão de suas dimensões. No entanto, é o modelo que possui a maior vida útil. 3ª etapa: Moldagem Para entender como a moldagem ocorre na fundição em areia verde, é preciso conhecer três elementos essenciais para o processo: a areia de fundição; o macho; e ivan carneiro ivan carneiro 46 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

48 o sistema de alimentação. ivan carneiro A areia de fundição A areia de fundição é composta por aglomerante e areia-base. Areia de fundição = aglomerante + areia-base Aglomerante A areia possui propriedades, ou seja, ela possui qualidades, características próprias. A refratariedade é uma delas: a capacidade de resistir a altas temperaturas. O aglomerante tem muita relação com essa capacidade especial. Ele serve, justamente, para aglomerar a areia, ou seja, juntar os grãos de areia, e formar uma massa refratária. Para que isso ocorra, é adicionado um elemento aglomerante que, no caso da areia verde, é um composto de argila e água. Você sabia? Existem vários tipos de aglomerantes argilosos que podem ser utilizados no processo de fundição em areia verde. As argilas montmoriloníticas e as argilas bentonitas são as mais utilizadas. Aglomerante da areia verde = argila + água A argila (7%) absorve a água (3%) provocando a aglutinação dos grãos de areia (9%) e formando uma massa plástica, isto é, uma massa com a capacidade de apresentar uma deformação definitiva. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 47

49 Você sabia? Óxidos são compostos formados por dois elementos (compostos binários), sendo um deles o oxigênio. A sílica (SiO 2 ), também conhecida como óxido de silício, é formada pela combinação de oxigênio com silício. Areia-base: A areia-base pode ter diversos nomes, entre eles, o de areia sílica, cromita, zirconita, olivina. E não é nomeada à toa, mas em função dos óxidos pelos quais é composta. Uma das mais utilizadas, por exemplo, a areia sílica, é composta de óxido de silício (SiO 2 ). É a combinação do aglomerante com a areia-base que resulta na areia que será utilizada na fundição. Como vimos, na proporção entre esses elementos, há muito mais areia-base do que aglomerante (água + argila). Além da refratariedade, a areia também apresenta várias outras propriedades: moldabilidade: é a capacidade de reproduzir as diversas formas de modelo, ou seja, a capacidade de ser facilmente moldada em relação a um modelo; permeabilidade: é a capacidade de permitir a saída dos gases contidos no molde; e resistência mecânica: é a capacidade de resistir aos esforços provocados pela retirada do modelo da cavidade, pelos movimentos provocados na manipulação do molde, pela colocação dos machos e pelos impactos causados pelo fluxo de metal na cavidade. Porém, a areia de fundição não é analisada apenas por suas propriedades. É muito importante levar em consideração os grãos que a compõem. Esses grãos são analisados e diferenciados de acordo com: a forma; a estrutura; e o tamanho. A forma e a estrutura são analisadas com ajuda de um microscópio. 48 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

50 Quanto à forma, podemos ter grãos arredondados, subangulares ou angulares, conforme se pode ver a seguir: Grãos arredondados. Grãos arredondados Grãos subangulares. Grãos subangulares Grãos angulares. Grãos regulares Já quanto à estrutura, os grãos podem ser compactos, aglomerados ou fissurados. Veja abaixo: Grãos arredondados Grãos subangulares Grãos regulares Grãos compactos Grãos aglomerados Grãos fissurados Grãos compactos. Grãos compactos Grãos aglomerados. Grãos aglomerados Grãos fissurados. Grãos fissurados O tamanho do grão só pode ser determinado por meio de um ensaio, realizado em laboratório, no qual uma amostra da areia é retirada e peneirada em um equipamento chamado de agitador de peneiras. Esse equipamento é composto por um conjunto de peneiras de diferentes malhas (aberturas), dispostas (organizadas) da mais grossa (maior abertura) para a mais fina (menor abertura). Após o peneiramento, é feito um cálculo para determinar o tamanho de grão, ou seja, o módulo de finura, considerando a quantidade de areia retida em cada peneira. ivan carneiro Agitador de peneiras: equipamento utilizado para determinar o módulo de finura. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 49

51 Saber analisar e diferenciar os grãos de areia é essencial para a realização do processo de fundição em areia verde. Isso porque a influência que o módulo de finura, a forma e a estrutura dos grãos têm na qualidade da peça fundida é muito grande. Essas três características irão influenciar: o acabamento da peça (qualidade da superfície, mais lisa ou mais porosa); a permeabilidade do molde; a moldabilidade; e a resistência do molde. Você percebeu o quanto os grãos podem influenciar as propriedades da areia? Eles podem melhorar a moldabilidade, a permeabilidade e a resistência. Você sabia? Você pode procurar saber um pouco mais sobre a ocupação do auxiliar de laboratório, nos cadernos Auxiliar de Laboratório Metalúrgico 1 e 2, desta mesma coleção. Por isso, a análise dos grãos de areia se torna tão essencial para o processo de fundição e para você! Por quê? Esse tipo de análise abre um novo campo de trabalho para o auxiliar de fundição. Junto a um outro conhecido profissional da metalurgia, o auxiliar de laboratório metalúrgico, você poderá exercer suas atividades em um Laboratório de Análises de Areias. O Macho A metalurgia parece muito distante da gastronomia. No entanto, podemos aproximá-las. Imagine que você, um futuro profissional da fundição, decida fazer um delicioso pudim de leite, mas encontre um problema: na sua cozinha, não consegue encontrar aquela forma clássica de pudim, que tem um furo no meio. Para criar esse furo em uma forma comum, você poderá utilizar uma lata de leite condensado, um dos ingredientes da receita. Você colocará a lata no centro da forma redonda e, dessa forma, o pudim, ainda líquido, não entrará naquele espaço. O pudim com o furo no meio estará pronto! 5 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2

52 A maioria das peças fundidas também precisa apresentar furinhos e reentrâncias. E, para que isso aconteça, o auxiliar de fundição utiliza uma peça que cumpre a mesma função da lata na forma redonda. Essa peça é chamada de macho. Ela irá preencher as regiões vazias do modelo e impedir a entrada do metal em estado líquido. Ou seja, no espaço que o macho ocupa, o metal não consegue penetrar. ivan carneiro ivan carneiro Macho. Peça final com furinhos e reentrâncias. O sistema de alimentação Há uma etapa do processo de moldagem em que o sistema de alimentação canais de alimentação e massalote é construído. Esse sistema é muito importante para o processo de fundição. Cuidar para que ele seja bem executado é garantir a obtenção de peças sem defeitos. Auxiliar de fundição 2 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a 51

53 massalote canais de alimentação O primeiro cuidado deve ser com os canais de alimentação, pelos quais o metal é colocado no molde. Esses canais devem ser dispostos (organizados) de maneira a evitar que o metal caia diretamente sobre a peça. Para isso, devem possuir dimensões exatas. Dessa forma, o escoamento do metal em estado líquido ocorrerá na velocidade adequada, não permitindo que ele resfrie antes que se complete o enchimento da cavidade do molde. O massalote é um tipo de reservatório de metal cuja função é evitar um defeito conhecido como rechupe ou vazios de retração na peça. Essa reserva de metal compensa a contração natural do material em estado líquido que vai se resfriando. Enquanto o líquido se contrai, os espaços vazios vão sendo preenchidos pelo metal armazenado no massalote, evitando que a peça fique menor do que o planejado. Para que isso aconteça sem problemas, o massalote deve ser posicionado na região da peça em que houver o maior volume de metal, pois essa região será a última a se solidificar. Agora que você já sabe um pouco mais sobre a areia de fundição, o macho e o sistema de alimentação, que tal voltarmos às etapas da moldagem? 52 Arco Ocupacional M e ta lu rg i a Auxiliar de fundição 2