SMM0224 Introdução à Fundição, Soldagem e Metalurgia do pó
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- Matheus Henrique Stachinski Affonso
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1 SMM0224 Introdução à Fundição, Soldagem e Metalurgia do pó
2 Rotas de Fabricação Metalúrgica SMM0224 Fundição Soldagem Metalurgia do Pó
3 Fundição Produção de peças pela solidificação de metal líquido em moldes Além de dar forma às peças determina as suas propriedades
4 Fundição Exemplo
5 Exemplo de produto fundido
6 Exemplo de produto fundido Bronze 9,6 m diam. 130 t Mecklenburger Metallguss GmbH (MMG) Navio: Emma Maersk (397 x 56 m, 171 kt)
7 Exemplo de produto fundido
8 Produção Brasileira kt Fonte: ABIFA
9 Produção Brasileira toneladas Fonte: ABIFA 79,4% 10,8% 9,8% 8,1% Aço bruto: ~ t dez (fonte:açobrasil) Al primário: ~ t dez fonte:abal
10 Fonte: ABIFA Pessoal Empregado
11 Produtividade t/homem/ano Fonte: ABIFA
12 Microestrutura do Fundido FoFo nodular FoFo branco DEPENDE DAS CONDIÇÕES DE PROCESSAMENTO (tipo de molde, T inicial, impurezas, etc.)
13 Outro exemplo
14 Exemplo de aplicação do controle da solidificação Eixo do comando de válvulas
15 Exemplo de aplicação do controle da solidificação Eixo do comando em corte (Macrografia) FoFo branco FoFo cinzento
16 Solidificação
17 Nucleação Homogênea Super-resfriamento 1 Super-resfriamento 2 T
18 Raio Crítico
19 Raio crítico e Energia crítica Raio Crítico r c Nucleação Homogênea 2γ SLTf Homo r H T c f Nucleação Heterogênea Energia de ativação δf c 16πγ 3 2 H SL f T 2 f 2 T Homo f (θ ). δf c
20 Nucleação Heterogênea Filme tensão superficial f ( θ ) = (2 + cosθ )(1 cosθ ) 4 2
21 Nucleação Heterogênea
22 Molhamento
23 Taxa de Nucleação x Taxa de resfriamento T f I = C1 δf η exp kt c I T
24 Nucleação heterogênea (inoculação) Filme Exemplo
25 Segregação de Soluto
26 Super-resfriamento constitucional
27 Crescimento Celular
28 Crescimento Celular
29 Crescimento Dendrítico
30 Crescimento Dendrítico
31 Formação dos grãos No caso de crescimento dendrítico
32 Microporosidades de solidificação interdentrítica (zona pastosa)
33 Microporosidade de solidificação interdendrítica Aços ao carbono 25x 70x
34 Microporosidades de solidificação interdentrítica Aços ao carbono (WCB)
35 Microporosidades de solidificação interdentrítica Bronze fundido em coquilha
36 Microporosidades de solidificação interdentrítica Liga Al- 8%Si + 3,5%Cu
37 Microssegregação de gases e inclusões
38 Macrossegregação
39 Fluxo de calor e direção de crescimento
40 Convecção e formação de novos núcleos Filme
41 O Molde (partes básicas)
42 Contração na Solidificação
43 Rechupe e Massalote
44 Projetando Moldes (massalote) Módulo de Resfriamento Volume MR = Superfície Tempo de Solidificação TS = c. ( MR) n 1,5 < n < 2 Exemplos: Calcular p/ Esfera, Chapa, Cubo, Cilindro Como maximizar MR p/ Cilindro? Comparar
45 Projetando Moldes (massalotes, coquilhas e isolantes)
46 Projetando Moldes (posições)
47 Filme turbulência Projetando Moldes (canais)
48 Projetando Moldes (canais) A S = A I h h I S
49 Projetando Moldes (canais)
50 Projetando Moldes (canais)
51 Projetando Moldes (canais)
52 Projetando Moldes (canais)
53 Projetando Moldes (filtros)
54 Comparação de processos
55 Comparação de processos p/ ligas de Al Processo Capacidade Produção Tolerâncias Superfície Custo de Maquinário Molde cheio De 0,05 à 150 Kg ± 0,001 à 0,25 m ±0,0007/metro RMS $8000 a $ Cera Perdida 0,05 à 10 Kg ± 0,001 à 0,127m ±.0,0007/metro RMS $4000 a $40000 Fundição em Areia 0,03 à toneladas ± 0,007 à 1,5 m ±.0,0007/metro RMS $1000 a $10000 Injeção 0,05 à 10 Kg ± 0,0005/metro RMS $10000 a $ Molde Permanente 0,5 à 50 Kg ± 0,003 to 0,25 m ±.0,0005/metro RMS $12000 a $100000
56 Moldagem em Areia Caixa (areia verde ou cura a frio) Filme
57 Moldagem em Areia Caixa (areia verde ou cura a frio)
58 Moldagem em areia Compactação Automatizada (caixa)
59 Moldagem em Areia Automação (processo Disamatic)
60 Filmes Link 1 Cura a frio mais comum: Resina fenólica + trimetilamina Link 2
61 Moldagem em Casca Shell Molding (cura a quente)
62 Moldagem em Casca Shell Molding (cura a quente)
63 Silicato de Sódio Na 2Si 2O5 H 2O( l) + CΟ2( g ) SiO2( gel ) + Νa 2 CΟ 3 H 2 O ( vidro) Quando não se usa silicato de sódio: ligante orgânico Resina Fenoluretânica + vapor de amina (dimetilamina ou trimetilamina) Resina Epoxiacrílica + dióxido de enxofre
64 Molde cheio (lost-foam)
65 Molde cheio (lost-foam)
66 Molde cheio (lost-foam)
67 Molde Cerâmico
68 Cera perdida (Fundição de Precisão)
69 Cera perdida (Fundição de Precisão)
70 Cera Perdida (filme) Parte 1 Parte 2 Parte 3 Parte 4 Parte 5 Parte 6
71 Exemplo: Cera perdida Palheta de Turbina (Solid. Direcional)
72 Fundição em coquilha por gravidade
73 Fundição sob pressão
74 Fundição sob pressão
75 Fundição sob pressão (filmes) Link Filme 1 Link Filme 2
76 Fundição Centrífuga horizontal
77 Fundição centrífuga vertical Um sólido de revolução Várias peças
78 Lingotamento Contínuo
79 Lingotamento Contínuo (filme) Link
80 Reofundição / Tixofundição
81 Reofundição / Tixofundição Solidificação Normal Após agitação
82 Reofundição / Tixofundição
83 Reofundição / Tixofundição Usual Reofundição
84 Reofundição / Tixofundição Filme
85 Bibliografia KIMINAMI, Claudio S.; CASTRO, Walman B. e OLIVEIRA, Marcelo F. Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos, Blucher, São Paulo, KALPAKJIAN, Serope e SCHMID, Steven. Manufacturing processes for engineering materials, 5a ed., Pearson Education, New Jersey, CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica, 2ª ed., McGraw-Hill, São Paulo, 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, CAMPBELL, John. Castings, 2ª ed., Elsevier Butterworth-Heinemann, American Society for Metals. ASM Handbook Committee. Metals Handbook (Casting), 9a ed., vol. 15, Ohio, ASM International. ASM Handbooks Online,
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