Fundição. Projetos de Moldes

Transcrição

1 Fundição Projetos de Moldes

2 Fluxo de calor e direção de crescimento

3 Formação da macroestrutura Filme

4 Macroestrutura Zona Coquilhada Grão Colunares Grão Equiaxiais

5 Intervalo de Solidificação e a macroestrutura Eutético ou

6 Intervalo de Solidificação e a macroestrutura

7 Intervalo de Solidificação e a macroestrutura

8 Intervalo de Solidificação e a macroestrutura

9 Contração na Solidificação

10 Contração na solidificação

11 O módulo de resfriamento Módulo de Resfriamento MR = Tempo de Solidificação TS = c. Exemplos: Volume Superfície ( MR) n 1,5 < n < 2 Calcular p/ Esfera, Chapa, Cubo, Cilindro Como maximizar MR p/ Cilindro? Comparar MR em geometrias mais complexas

12 Massalotes Usados em fundidos, ou parte de fundidos, com MR elevado Geralmente desnecessários para fundidos de paredes finas (< 6 mm) MR m > 1,2.MR f

13 Massalotes

14 Eficiência de massalotes

15 Volume do Massalote V m = α.v p /(e-α) Exemplos para massalote cilíndrico com H=1,5D (e=14%): Ligas de Al: V m = V p Aços: V m = 0,4 V p

16 Posicionamento de massalotes

17 Ligação do massalote à peça t = razão entre as espessuras

18 Posicionamento de Massalotes (direcionando a solidificação)

19 Exemplos Simulações em Excel

20 Mais de um massalote

21 Sistema de preenchimento Principal função: Evitar turbulência superficial Manter avanço contínuo da superfície líquida Evitar efeito cascata e a incorporação de bolhas Controlar a velocidade e evitar projeção de metal

22 Medidas de fluidez

23 Influência do tipo de liga na fluidez do metal

24 Fluidez de acordo com o intervalo de solidificação

25 Influência do super-aquecimento

26 Efeito de um avanço turbulento na superfície do metal líquido Filme de óxido

27 Efeitos de alimentação intermitente

28 Efeito cascata e projeção de metal líquido Projeção Cascata V crit 0,5 m/s p/ a maioria dos metais

29 Efeito da projeção de metal líquido

30 Efeito de mudanças bruscas de área durante o preenchimento

31 Efeito de mudanças bruscas de área durante o preenchimento

32 Inclusão de bolhas devido a sistema de alimentação incorreto

33 Exemplo Ruim Bom

34 Exemplo Ruim Bom

35 Bacia de vazamento TODOS OS CASOS ACIMA NÃO SÃO RECOMENDADOS

36 Bacia de vazamento Ruim Ruim Bom

37 Bacia de vazamento Melhor

38 Canal de descida

39 Canal de descida A 1 = A 2 H H 2 1 t = A V 2 C. 2. gh 2 t tempo de preenchimento estimado (alimentação por baixo) V volume de metal C eficiência do canal (C=1 p/ atrito zero)

40 O canal de descida e a curva do filete de metal líquido

41 Diagrama de áreas para canais de descida

42 Exemplo de uso Liga de Al Taxa de alimentação média: 1,0 Kg/s Usar taxa inicial 1,5x maior: 1,5 Kg/s H1 = 100 mm H2 = 300 mm

43 Exemplo de uso A1 450 mm 2 A2 250 mm 2 Usar 1,2.A1 para compensar erro da geometria Portanto: A1 540 mm 2

44 Base do canal de descida Ruim Ruim Ruim Bom Bom

45 Base do canal de descida

46 Base do canal de descida Ruim Ruim Ruim Bom

47 Canais de distribuição

48 Uso de filtros

49 Canais de ataque

50 Canais de ataque L 1 2h p/ Al h = 13 mm p/ ferrosos h = 10 mm Quando L 1 precisa ser maior então usar vários: N L 1 /2h

51 Canais de ataque

52 Efeito do canal de ataque em placas

53 Alimentação indireta para placas

54 Efeito de sopro do macho

55 Prevenindo o sopro do macho

56 Importante: Metal líquido de qualidade Livre de gases Livre de inclusões de escória Na composição química correta

57 Exemplo: desgaseificação de Al Solubilidade do H no Al

58 Exemplo: desgaseificação de Al

59 Exemplo: desgaseificação de Al

60 Bibliografia das Aulas GARCIA, Amauri, Solidificação fundamentos e aplicações, UNICAMP, 2a ed., 2007 CAMPOS FILHO, Mauricio Prates de e DAVIES, Graeme John. Solidificação e fundição de metais e suas ligas, Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, American Society for Metals. ASM Handbook Committee. Metals Handbook (Casting), 9a ed., vol. 15, Ohio, KALPAKJIAN, Serope e SCHMID, Steven. Manufacturing processes for engineering materials, 5a ed., Pearson Education, New Jersey, CAMPBELL, John, Castings, Elsevier, Oxford, 2ª ed., CAMPBELL, John, Castings practice the 10 rules of castings, Elsevier, Oxford, 2004.