Defeitos de Fundição Defeitos superficiais

Defeitos de Fundição Defeitos superficiais Ricardo Fuoco Gerente Geral de Tecnologia de Fundição Metso Brasil Indústria e Comércio Ltda Fone: (015) 2102-1212 Email: ricardo.fuoco@metso.com 1

Índice 4.4 - Defeitos superficiais Sinterização ( Burn on ); Penetração ( Burn in ) Carbono lustroso 2

Defeitos superficiais Sinterização ( Burn on ) e Penetração ( Burn in ) 3

Defeito de sinterização Caracteriza-se pela aderência de grãos de areia na superfície das peças fundidas, geralmente em pontos quentes da peça, que podem ser limpas mas exigem maior trabalho sobre as peças do que simples operações de jateamento da superfície; 4

Defeito de penetração Também chamado de penetração mecânica, caracteriza-se pela penetração de metal contra o molde ou macho de areia, criando uma crosta superficial aderida aos pontos quentes da peça, que dificilmente é eliminada da superfície da peça (muito mais intenso do que a sinterização); 5

Defeito de sinterização/penetração 6

Defeito de penetração 9

Defeito de penetração 10

Defeito de sinterização MECANISMO DE FORMAÇÃO (sinterização): Com o vazamento do metal formam-se porções de fases líquidas (misturas de óxidos) entre os grãos de areia, unindo os grãos de areia e aderindo-os à superfície das peças fundidas (sinterização); A formação de fases líquidas é facilitada com a presença de FeO e MnO. 11

Defeito de sinterização MEV do defeito de sinterização em peça de aço fundido R= Produto de reação entre grãos de areia 12

Defeito de sinterização EDS do produto de reação entre os grãos 13

Defeito de sinterzação Ponto de fusão de mistura de óxidos 14

Defeito de penetração MECANISMOS DE FORMAÇÃO (penetração): 1. Penetração mecânica: Com a degradação dos ligantes da areai, o metal encontra facilidade para penetrar contra os moldes e machos, especialmente em pontos de menor rigidez (grãos de areia mais espaçados). A dição de óxido de ferro e de spherox é muito eficaz para aumentar a resistência a quente dos moldes e machos; 2. Penetração Química: Com o vazamento do metal formam-se porções de fases líquidas (misturas de óxidos) entre os grãos de areia, permitindo a penetração do metal vazado contra o molde (penetração ou seja intensificação do defeito de sinterização). A formação de fases líquidas é facilitada com a presença de FeO e MnO. 15

Defeito de penetração Mecanismo de formação da penetração Antes do vazamento do metal 16

Defeito de penetração Mecanismo de formação da penetração Após o vazamento do metal 17

Defeito de penetração Defeito de penetração em peça de aço fundido (falta de socamento do macho penetração mecânica) grãos de areia aderidos à superfície grãos de areia interligados com metal 18

Defeito de penetração Defeito de penetração em peça de aço fundido (falta de socamento do macho penetração mecânica) metal areia 19

Defeito de penetração MEV do defeito de penetração em peça de aço fundido Areia Areia Metal 20

Defeito de penetração MEV do defeito de penetração em peça de aço fundido Areia Metal Areia 21

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço Presença de S na superfície dos grãos de areia altera a tensão superficial do metal facilitando a penetração 22

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço 23

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço - efeito do material de moldagem 24

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço - efeito das condições do molde na área de defeito Defeitos de Fundição Defeitos superficiais Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 25

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço Efeito do tipo de regeneração da areia na área de defeito Defeitos de Fundição Defeitos superficiais Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 26

Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço Efeito do tipo de regeneração da areia no tipo de resíduo sobre os grãos de areia 27

Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde exposto à elevadas temperaturas 28

Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde exposto à elevadas temperaturas 29

Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde exposto à elevadas temperaturas Penetração Sinterização 30

Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração 31

Defeito de sinterização/penetração MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (AÇO e FoFo): Manter a integridade da camada de pintura: Molde com elevada compactação (método de moldagem e distribuição granulométrica adequada); Pintura espessa e de boa aderência; Minimização da quantidade de resíduos (resina não decomposta, FeO, MnO, S) sobre a superfície dos grãos de areia : Renovação adequada com areia nova ou Renegeneração térmica da areia; 36

Defeito de sinterização/penetração MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (FoFo): ELEVAR A REFRATARIEDADE DO MATERIAL DO MOLDE: Sílica de elevada pureza; Minimizar a presença de grãos oolitizados (renovação da areia); AUMENTAR A COMPACTAÇÃO DO MOLDE: Elevada pressão da moldagem; Baixa compactabilidade da mistura Distribuição granulométrica (minimizar finos); ADITIVOS NA AREIA: Presença de carvão na mistura; 37

Defeitos superficiais Carbono lustroso 38

Defeito de carbono lustroso Caracterizam-se por defeitos em baixo relevo, geralmente na superfície superior da peças fundidas, causados por inclusões ricas em carbono (decorrente da decomposição térmica de resinas aglomerantes e de aditivos orgânicos da areia); 39

Defeito de carbono lustroso Peças de FoFo 40

Defeito de carbono lustroso Peça de aço fundido 41

Defeito de carbono lustroso Composição química das resinas utilizadas com aglomerantes 42

Defeito de carbono lustroso Corpo de prova utilizado para estudar o problema 43

Defeito de carbono lustroso Formação de inclusões de carbono lustroso na superfície do corpo de prova 44

Defeito de carbono lustroso Formação de inclusões de carbono lustroso na superfície do corpo de prova 45

Defeito de carbono lustroso Mecanismo de formação de inclusões de carbono lustroso 46

Defeito de carbono lustroso Efeito da temperatura de vazamento (FoFo) 47

Defeito de carbono lustroso Efeito do tempo de enchimento (FoFo) 48

Defeito de carbono lustroso Efeito da quantidade de resina na mistura de areia (FoFo) 49

Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de solvente na resina de caixa fria (FoFo) 50

Defeito de carbono lustroso Efeito da geração de resina (FoFo) 51

Defeito de carbono lustroso Efeito da adição de adiivos (FoFo) 52

Defeito de carbono lustroso Efeito da utilização de respiros (FoFo) 53

Defeito de carbono lustroso Efeito da utilização de pintura (FoFo) 54

Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de resina (Aço fundido) 55

Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de resina (Aço fundido) 56

Defeito de carbono lustroso Efeito da adição de óxido de ferro (Aço fundido) 57

Defeito de Carbono lustroso MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (FoFo): PROJETO DE CANAIS: Minimizar turbulência; Minimizar perdas de temperatura no sistema de canais; Diminuir tempo de enchimento; CONDIÇOES DO MOLDE: Reduzir perda ao fogo em areias regeneradas Uso de aditivos oxidantes (óxido de ferro); Limitar a quantidade de resinas e materiais orgânicos; Utilizar resinas desenvolvidas mais recentemente; Uso de moldes e machos com ventilação; TEMPERATURA DE VAZAMENTO: Utilização de elevadas temperaturas de vazamento; 58

Defeito de Carbono lustroso MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (Aço): CONDIÇOES DO MOLDE: Limitar a quantidade de resíduos orgânicos em areias regeneradas (perda ao fogo) Uso de aditivos oxidantes (óxido de ferro); Limitar a quantidade de resinas e materiais orgânicos (areias regeneradas mecanicamente x termicamente); 59