RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR I JÉSSICA CONDI MAINARDI

Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Mecânica Curso de Engenharia de Materiais Electro Aço Altona S.A. RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR I JÉSSICA CONDI MAINARDI BLUMENAU DEZEMBRO, 2011

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA CURSO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS ELECTRO AÇO ALTONA S.A. RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR I PERÍODO: 05/09/2011 A 16/12/2011 JÉSSICA CONDI MAINARDI Matrícula: 10200885 Orientador: Monica Giacomelli Supervisor: Cristiano dos Santos Lessa CONCORDAMOS COM O CONTEÚDO DO RELATÓRIO. Cristiano dos Santos Lessa - Supervisor BLUMENAU DEZEMBRO, 2011

2 Electro Aço Altona S/A Rua Eng. Paul Werner, 925 Bairro Itoupava Seca Cep: 88030-900 Blumenau SC Fone: (47) 3321-7788 Fax: (47) 3321-7799 www.altona.com.br

3 AGRADECIMENTOS Primeiramente gostaria de agradecer à Electro Aço Altona S.A por proporcionar esta oportunidade de estagiar na empresa. À Universidade Federal de Santa Catarina e à coordenadoria de estágios, por nos disponibilizar estas chances de estágios através do sistema coorporativo de estágios, onde o aluno consegue colocar em prática o que é aprendido em sala e ampliar seu conhecimento em diversas áreas. À minha orientadora de estágio, Monica Giacomelli, pela paciência em me explicar as tarefas a serem realizadas, e pelos conselhos para melhorar meu comportamento profissional. Ao meu supervisor, Cristiano Lessa, por mostrar o bom empenho como gestor, e mostrando, também, seu comprometimento pela melhoria da empresa, sempre atento e prestativo pelos problemas do seu setor, sempre procurando as melhores soluções. Aos líderes do setor da UPR, Denilson Souza e Giancarlo, pelo auxilio na realização das atividades e projetos. Aos colegas de trabalho José Schimtz, Waldenor Weyers, André, Vanderlei, Washington, Eleno, Alexandre e a todos os outros pelo apoio e o auxílio no meu trabalho, e aos colaboradores da moldagem, que sempre se mostraram dispostos a ajudar e que fizeram possível a realização das tarefas deste estágio. Às minhas colegas de trabalho, Adriana e Thaise, por sempre me fazerem companhia, tanto dentro quanto fora da empresa. Ao colega de laboratório, Darlan Pressi, por sanar minhas dúvidas e me ajudar em um dos projetos que foi realizado no laboratório. Aos meus colegas estagiários da UFSC, Guilherme, Junior, Konrad e Mirella, pela amizade e pelas risadas nos almoços e jantas. Por último, mas não menos importante, à minha família por sempre estarem presentes e me ajudando nos momentos de dificuldades e dúvidas, e por todo o amor que eles têm por mim.

4 LISTA DE FIGURA Figura 1 Figura ilustrativa de um molde pronto (Cortesia da Altona).... 10 Figura 2 Em 1A, a tinta utilizada foi a do fornecedor A e em 1B, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção.... 17 Figura 3 Em 2C, a tinta utilizada foi a do fornecedor B e em 2D, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção.... 17 Figura 4 Em 3E, a tinta utilizada foi a do fornecedor C e em 3F, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção.... 17 Figura 5 Em 4G, a tinta utilizada foi a do fornecedor D e em 4H, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção.... 18 Figura 6 Em 5I, a tinta utilizada foi a do fornecedor E e em 5J, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção.... 18 Figura 7 Gráfico de comparação da tração em função do tempo para as areias 30/70 e 50/50.... 22 Figura 8 Em A mostra a região da trinca na peça e em B a microestrutura da trinca, característica de trinca a quente.... 25 Figura 9 Em A mostra a região da sinterização da areia na peça, em B a região sinterizada e em C a mesma região com a aplicação da resina na região.... 26

5 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Tabela da composição química das tintas de cada fornecedor.... 16 Tabela 2 Resistência à tração da areia 30% nova e 70% recuperada, com trações feitas em 2, 4, 6 e 24 horas.... 21 Tabela 3 Resistência à tração da areia 50% nova e 50% recuperada, com trações feitas em 2, 4, 6 e 24 horas.... 21

6 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 8 2 OS PROCESSOS DA FUNDIÇÃO... 9 2.1 ENGENHARIA E PROJETO:... 9 2.2 MODELAÇÃO:... 9 2.3 MOLDAGEM:... 10 2.3.1 Areia... 10 2.3.2 Luva exotérmica... 11 2.3.3 Manilha refratária... 11 2.3.4 Coquilha... 11 2.3.5 Canais de saída de gás... 11 2.3.6 Tinta refratária... 12 2.3.7 Machos... 12 2.4 ACIARIA... 13 2.5 TRATAMENTO TÉRMICO... 13 2.6 USINAGEM... 13 3 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS... 14 3.1 TESTE COM NOVAS TINTAS... 14 3.1.1. Fundamentação teórica sobre tintas... 14 3.1.2. Desenvolvimento... 16 3.1.3. Conclusão... 18 3.2 TESTE COM AREIA... 19 3.2.1 Fundamentação teórica sobre a areia... 19 3.2.2 Desenvolvimento do teste com a areia... 20 3.2.3 Conclusão... 22 3.3 MELHORIAS NO FASE IV... 22 3.3.1 Fundamentação teórica dos defeitos de uma peça... 23 3.3.2 Desenvolvimento das melhorias no Fase IV... 24 3.3.2.1 Trincas... 24 3.3.2.2 Areia sinterizada... 25 3.3.3 Conclusão... 26 4 CONCLUSÃO... 27 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 28

ANEXO I: Histórico da empresa... 30 7

8 1 INTRODUÇÃO O presente relatório tem como objetivo descrever as atividades realizadas no estágio curricular I, realizado na Electro Aço Altona S.A pela aluna Jéssica Condi Mainardi, que ocorreu no período de 15 semanas, no setor de moldagem da unidade de produtos repetitivos (UPR). A Electro Aço Altona S.A. é uma empresa de fundição de aço e algumas ligas especiais, e possui também trabalhos de usinagem. As principais áreas em que as peças produzidas são utilizadas são nos setores de termogeração, hidrogeração, dragagem, bombas e válvulas, naval, off-shore, mineração, petroquímico, siderúrgico e indústrias automotivas e de maquinário pesado. Dentre as diversas atividades realizadas neste período, as principais estavam relacionadas à redução de custos da empresa, algumas fazendo parte de planos de ação para aumentar a produtividade de componentes utilizados na moldagem, como os machos, e outras com a substituição de materiais para reduzir custos. Paralelamente foram feitas mudanças nos moldes de algumas peças para teste, visando eliminar defeitos na peças, como trincas, porosidade, bolha, dentre outros. A moldagem é responsável pela fabricação dos moldes e machos, e é onde normalmente ocorrem os defeitos nas peças, sendo assim um dos setores onde ocorrem as alterações para a melhoria das mesmas. Neste relatório serão descritas apenas três das atividades realizadas, que consistem no teste de areia 30% nova e 70% recuperada, testes com tintas refratárias nos moldes e melhorias em uma família de peças, o Fase 4. Porém, antes de expor as atividades realizadas, serão explicados fundamentalmente processos da fundição, seus principais setores e processos, uma forma de mostrar outros conhecimentos adquiridos durante o estágio e facilitar o entendimento das atividades realizadas.

9 2 OS PROCESSOS DA FUNDIÇÃO A Electro Aço Altona S.A. é uma empresa que atua no setor de fundição, transformando metais em peças. A fundição é um dos processos para a fabricação de peças metálicas dentro da metalurgia, que consiste no vazamento do metal líquido em um molde, onde a cavidade deste é o negativo da peça que se deseja obter. É um processo que se destaca dos outros por conseguir produzir peças de diversos tamanhos e complexidade, por poder produzir tanto peças muito pequenas como muito grandes, pelo baixo custo e pela peça sair praticamente nas dimensões desejadas. A empresa é dividida em dois setores, o setor sob encomenda, que consiste em peças de maior complexidade e com ligas especiais, e o setor de repetitivos, que são peças seriadas e que precisam ser produzidas mais rápidas. Ambos os setores são divididos em diversas etapas, tais como: engenharia, modelação, moldagem, aciaria, tratamento térmico e usinagem. 2.1 ENGENHARIA E PROJETO: É o ponto de partida para todo o processo de fabricação de uma fundição, que inicia com um estudo sobre a peça que será produzida, como características geométricas e mecânicas, além de projetar a caixa de macho, o modelo e os parâmetros do processo que serão utilizados, como parâmetros de vazamento, desmoldagem, inspeção e outros. O projeto é responsável pelo desenho do molde e da peça, levando em consideração possíveis contrações que o aço sofre ao solidificar, projetar também a dimensão e a quantidade de coquilhas, luvas exotérmicas, manilhas refratárias e saídas de gases. 2.2 MODELAÇÃO: É o setor responsável pela confecção dos modelos, que são réplicas das peças que serão produzidas. Estes modelos podem ser de madeira, araudite, alumínio e isopor, que dependem do processo de moldagem a ser usada e da quantidade de peças a serem produzidas.

10 2.3 MOLDAGEM: Neste setor é onde são fabricados os moldes em areia das peças, que é o negativo da peça a ser fundida. É onde as luvas exotérmicas, as manilhas e as coquilhas são colocadas, e é onde também são feitos os canais de saída de gás, os machos e a pintura do molde. O método para confecção de moldes é areia cura a frio, conhecido comercialmente como Pep Set, onde a areia base é misturada com resina (parte I - Fenólica e parte II - Uretânia) e catalisador, onde não é necessário calor para que haja a polimerização, com a cura ocorrendo à temperatura ambiente, conferindo resistência mecânica ao molde. Para facilitar o entendimento, a figura 1 mostra um molde com seus respectivos componentes: Figura 1 Figura ilustrativa de um molde pronto (Cortesia da Altona). Pelo fato do estágio ter sido realizado neste setor, este será o mais explorado. 2.3.1 Areia A areia, normalmente de sílica, pode ser nova, recuperada ou a mistura das duas. Normalmente é utilizada uma porcentagem maior de areia nova, misturada com óxido de ferro, na região de faceamento, ou seja, a areia que fica em contato com o aço, para dar um acabamento melhor na superfície da peça. Para preencher o restante do molde, são utilizados maiores teores de areia recuperada.

11 A areia possui algumas características que sempre devem ser acompanhadas, como a vida de banca, tempo necessário para que a mistura polimérica inicie a cura; a porcentagem de finos, que em excesso aumentam o gasto com a resina; e a resistência à tração, de forma a não ser muito alta, para que ocasione trincas, nem tão baixa, para que ocasione inclusão de areia nem quebrar o molde. 2.3.2 Luva exotérmica As luvas exotérmicas são peças colocadas no revestimento do massalote, fazendo com que essa região seja a última a esfriar e, que o rechupe que teria na peça se concentre nas regiões dos massalotes. As luvas são usadas para que o volume necessário para o massalote seja menor do que se utilizasse apenas uma cavidade no molde de areia. 2.3.3 Manilha refratária As manilhas refratárias têm como finalidade distribuir o aço líquido ao molde, de forma que não ocorra arraste de areia, para que não haja inclusão de areia. São feitas de material cerâmico, cilíndricas e com diversos diâmetros. 2.3.4 Coquilha As coquilhas são peças metálicas colocadas no molde com o intuito de separar alimentadores, reduzir pontos quentes, evitar arraste de areia durante o vazamento, direcionar a solidificação e fechar o perímetro da alimentação. 2.3.5 Canais de saída de gás Os canais de saída de gás ou respiros são orifícios feitos no molde de areia, para que o gás proveniente do processo e da queima das resinas na areia ou mesmo gases que estão contidos no líquido, consigam sair do molde, já que esses gases podem causar bolhas e porosidade, comprometendo o acabamento da peça.

12 2.3.6 Tinta refratária A tinta refratária é aplicada na superfície do molde para que, quando o aço líquido entrar em contato com o molde, não ocorra uma sinterização na areia, o que deixa a superfície rugosa e tendo que ser removida na escarfagem ou na rebarbação. Essas tintas podem ser a base de zirconita ou silicato de alumínio, por exemplo, e com solvente inflamável (álcool) ou não inflamável (água). Um aspecto da tinta que é avaliado é a densidade, pois dependendo desta, podem ocorrer erros na mistura do álcool e da tinta, que pode dificultar a aplicação da mesma no molde, comprometendo o acabamento da peça. 2.3.7 Machos Os machos são blocos de areia que servem para dar origem aos vazios na peça. São fabricados de forma semelhante aos moldes, e podem ou não utilizar as mesmas resinas e catalisador. Pelo fato de o macho normalmente ficar praticamente todo envolto pelo aço, ele deve ter canais para a saída de gás, de forma a evitar a formação de bolhas e poros. Na macharia UPR existem duas máquinas do tipo cold box, a Bicor e a HV-2. A HV-2 consiste na produção de machos menores e a Bicor de machos maiores. Esse tipo de máquina funciona através de três mesas giratórias, onde uma produz os machos através da injeção de areia misturada com resina dentro da caixa de alumínio, outra injeta o catalisador gasoso a base de amina que faz com que a resina cure mais rápido, e por último o macho pode ser retirado pronto da caixa. Neste caso as resinas e o catalisador são diferentes dos utilizados no molde. Existe também uma macharia com as mesmas resinas e catalisador, a HS-200, que por ser uma macheira totalmente manual, necessita que a cura da areia seja mais devagar, se comparada com a da cold Box. Nessa macheira são feitos os maiores machos, mas também são fabricados machos pequenos.

13 2.4 ACIARIA O setor da aciaria consiste na fusão e no vazamento do aço. Quando o aço é fundido, através de fornos a arco elétrico ou indução, sempre são feitos testes para saber a composição química do fundido, e assim ajustar de acordo com as normas do cliente, este teste é feito na espectrometria, utilizando uma máquina que através do gás argônio fornece a composição química do bloco de prova tirado do fundido. Após serem feitas as alterações na composição química, o metal é vazado no molde. 2.5 TRATAMENTO TÉRMICO Algumas peças, após a solidificação do aço, necessitam de uma dureza maior, uma resistência maior ou uma tenacidade maior, é onde são feitos tratamento térmicos para estes últimos ajustes. Na Electro Aço Altona S.A. são feito os tratamentos térmicos de têmpera, revenimento, recozimento e normalização. 2.6 USINAGEM Depois de as peças passarem por cortes e tratamentos térmicos, elas passam pela usinagem para ficarem com as dimensões finais especificadas pelo cliente, para depois serem embaladas e enviadas para o mesmo.

14 3 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS 3.1 TESTE COM NOVAS TINTAS Com base no plano de ação para a redução de custos, foram testadas cinco tintas refratárias nos moldes, com o objetivo de reduzir as despesas com tintas refratárias, porém continuar com a qualidade das peças igual ou até melhor que antes, se comparadas com a tinta que estava sendo usada na linha. Antes de especificar as características das tintas de acordo com cada fornecedor, será esclarecido o motivo pelo qual são utilizadas tintas refratárias nos moldes. 3.1.1. Fundamentação teórica sobre tintas A qualidade da superfície do molde, e automaticamente da peça, está diretamente ligada à qualidade da areia. Porém, já que o aço é vazado a uma temperatura muito alta, é necessário que tenha uma proteção a mais entre o aço e a areia, para que a qualidade da superfície seja adequada, utiliza-se então tinta refratária na superfície do molde. As vantagens na aplicação das tintas refratárias são: Melhorar o acabamento superficial da peça; Evitar penetração metálica; Facilitar a desmoldagem e limpeza da peça fundida; Fixar melhor o grão de areia no molde, evitando inclusões; Diminuir a evolução e a difusão de gases na interface da areia com o metal; Evitar sinterização da areia. A tinta refratária é formada por quatro componentes principais, que são: a carga de minerais refratários, o solvente, os agentes de suspensão e os fixadores, onde a carga refratária é o componente mais importante da tinta, o qual vai determinar o desempenho e a eficácia da tinta. Esta carga refratária possui algumas características importantes como:

15 Densidade do refratário: é a quantidade de agente de suspensão, que influencia na qualidade e no custo da tinta; Refratariedade: o ponto de fusão da carga refratária deve ser maior que a temperatura do metal líquido quando vazado, evitando defeito de penetração e sinterização; Reatividade química da carga refratária com o metal e com a areia: a carga refratária deve ser quimicamente inerte à areia e ao metal, de forma a eliminar reações do metal com o molde. O solvente é usado para diluir os materiais sólidos da tinta. Existem dois tipos de solventes, os não inflamáveis, normalmente a água, e os inflamáveis, normalmente o álcool, que apresenta uma chama lenta e quente. A maioria dos processos de moldagem utiliza tintas com solventes inflamáveis, por proporcionarem maior velocidade de secagem o que aumenta o ritmo da produção, sendo o caso da moldagem UPR, já na moldagem USE, utilizam-se tintas com o solvente sendo a água. Os agentes de suspensão eliminam ou retardam a sedimentação das partículas minerais dentro do solvente, evitando o empobrecimento na parte superior e a concentração na parte inferior, quando o líquido estiver armazenado. Esses agentes modificam a viscosidade do líquido, permitindo que as partículas sólidas permaneçam em suspensão, e costuma-se utilizar a argila como agente de suspensão e espessamento. Os fixadores, ou aglomerantes, tem a função de fixar as partículas de refratário na superfície dos moldes e machos após a tinta estar seca. Essa camada deve ser resistente o suficiente para permitir que os moldes e machos sejam manuseados sem que haja danos às suas coberturas. A aplicação da tinta nos moldes e machos pode ser feita de quatro maneiras diferentes, que estão descritas abaixo: Pintura por imersão: é um processo onde ocorre uma imersão, manual ou automática, dos machos na tinta. Pintura por lavagem: consiste em banhar o molde com um fluxo contínuo de tinta, impulsionado por uma bomba através de uma mangueira alimentada por um reservatório.

16 Pintura com pincel: é um processo onde a tinta é aplicada no molde através de um pincel, permitindo variar a espessura das camadas. Pintura por spray: a tinta flui por uma pistola de pintura, sendo assim, a densidade deve ser boa para que haja fluxo pela pistola. 3.1.2. Desenvolvimento O experimento foi realizado com tintas refratárias de cinco fornecedores diferentes, A, B, C, D e E, onde os testes foram distribuídos ao longo do estágio. A composição química dessas tintas era de zirconita ou de silicato de alumínio, e todas com o solvente sendo o álcool. O método de pintura utilizado foi o em spray. A tabela 1 apresenta a composição química das tintas de cada fornecedor. Tabela 1 Tabela da composição química das tintas de cada fornecedor. Fornecedor Carga refratária Tinta atual Zirconita Fornecedor A Silicato de alumínio Fornecedor B Silicato de alumínio Fornecedor C Não fornecido Fornecedor D Silicato de alumínio e zirconita Fornecedor E Não fornecido Acompanharam-se todos os modelos cujos moldes foram pintados com as tintas em experiência, e foi analisado o modo que a tinta era aplicada, se após a queima ela ainda ficava fixa ao molde e se a tinta não secava nas coquilhas, já que sobre as coquilhas não pode haver tinta nem oxidação. Estas tintas foram testadas em moldes das peças da produção, não em corpos de prova. Para ver o resultado real na peça, após a mesma ser desmoldada passava por um jateamento com granalha de aço, para retirar a areia que ainda ficava na peça. Após o jato, era analisada a quantidade de areia sinterizada na superfície da peça, sendo que os machos não foram pintados, então as regiões dos machos não eram analisadas. Todas as peças foram analisadas e fotografadas após o jato, e em diferentes modelos de peça, para ter uma noção real da eficácia da tinta. Essas peças, cujos moldes foram pintados para teste, foram comparadas com as peças pintadas com a tinta que está sendo utilizada na linha.

17 Os resultados das tintas podem ser mostrados com o uso das fotografias que foram tiradas das peças após o jateamento, apresentadas nas figuras 2, 3, 4, 5 e 6. Figura 2 Em 1A, a tinta utilizada foi a do fornecedor A e em 1B, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção. Figura 3 Em 2C, a tinta utilizada foi a do fornecedor B e em 2D, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção. Figura 4 Em 3E, a tinta utilizada foi a do fornecedor C e em 3F, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção.

18 Figura 5 Em 4G, a tinta utilizada foi a do fornecedor D e em 4H, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção. Figura 6 Em 5I, a tinta utilizada foi a do fornecedor E e em 5J, a tinta utilizada foi a utilizada atualmente na produção. 3.1.3. Conclusão Analisando as imagens, pode-se perceber que há diferença significante entre as tintas dos fornecedores, porém não é possível relacionar a eficiência da tinta com a composição da mesma, apesar de os fornecedores afirmarem que as tintas a base de zirconita são melhores se comparadas com as de silicato de alumina. Após analisado cada resultado, destacaram-se as tintas do fornecedor B e D, que serão feitas reprovas nas peças e o levantamento do consumo de solda para

19 comparar com a tinta atualmente utilizada, para posteriormente substituir a tinta atual. 3.2 TESTE COM AREIA Ainda com base no plano de ação para a redução de custos, foi testada uma mistura de areia diferente, com maior porcentagem de areia recuperada, e foram feitos ensaios de tração e comparados os valores com a receita usada atualmente na fábrica. Novamente, antes de especificar as características do teste da areia, serão esclarecidos alguns conceitos sobre as areias. 3.2.1 Fundamentação teórica sobre a areia No processo de fundição a areia mais utilizada é a de sílica, pelo preço e pela facilidade de ser encontrada. Porém o custo com o descarte de areia chega a ser maior do que o da própria compra, por isso a importância de reutilizar a areia. Além da areia de sílica pode ser utilizada também a areia de cromita, que possui propriedades diferentes. A areia de fundição é misturada com resinas, catalisador e óxido de ferro, isso faz com que esta areia fique contaminada. Por isso, se reutilizar a areia que for recuperada apenas mecanicamente, está areia não terá as mesmas propriedades de um areia nova. A resina é divida em parte I e II, onde a parte I é uma resina fenólica e é de cor clara, e a parte II é uma resina de isocianato, de cor escura e é constituída de grupos isocianatos ativos na forma de polímeros. Ambas as partes são dissolvidas em solventes orgânicos com intuito de reduzir a viscosidade da resina, para facilitar a mistura e a cobertura da areia. Para que haja a polimerização de forma mais rápida, é adicionado um catalisador. Essa polimerização ocorre quando as partículas da resina parte I e II começam a reagir para formar a resina uretânica termofixa, que vai dar a resistência mecânica ao molde, permitindo que o mesmo seja retirado do modelo, transportado e posteriormente para que ocorra o vazamento do aço líquido.

20 O processo de recuperação da areia pode ocorrer de duas formas, através de um tratamento mecânico ou um tratamento térmico, ambos visando que haja uma redução no custo de aquisição de areia nova e de descarte de areia. Tratamento mecânico: para que a peça fundida solidificada seja desmoldada, é necessário que se quebre o molde e que se retire a areia do molde. Essa areia que saiu do molde será colocada em um recuperado mecânico para que ocorra a remoção da capa de resíduos aderidos aos grãos de areia, através de impactos e atrito entre os próprios grãos. Tratamento térmico: este processo consiste no aquecimento da areia resinada para que a resina seja eliminada, deixando-a assim areia nova outra vez. Este processo permite que a areia recuperada tenha propriedades até melhores que à da areia nova. Na Electro Aço Altona S.A. é utilizada apenas a recuperação da areia por tratamento mecânico. 3.2.2 Desenvolvimento do teste com a areia O teste realizado consistiu em fazer misturas de areia 50% nova e 50% recuperada (50/50), que é a receita utilizada na fábrica, e misturas de areia 30% nova e 70% recuperada (30/70), que é a receita que tem como objetivo substituir a 50/50. Porém, a areia recuperada faz com que a resistência mecânica do molde caia. Por esse motivos foram elaborados os testes com as duas misturas de areia. Os testes foram realizados no laboratório de areias, onde as misturas com uma porcentagem definida de resina e catalisador foi adotada. Essas porcentagens foram as mesmas utilizadas tanto na mistura 50/50 quanto na 30/70, de forma a posteriormente comparar os resultados. As quantidades de areia, resina parte I e II e catalisador, eram pesadas e em seguida colocadas em um misturador que agitava a areia e misturava as resinas e o catalisador. Essa areia já misturada com as resinas era retirada do misturador e moldadas em caixas de blocos de prova padrão, para mais tarde ser feita a tração dos corpos de prova em 2, 4, 6 e 24 horas, sabendo assim a resistência mecânica que terá o molde.

21 Além disso, foi feito um levantamento médio do tempo que leva da moldagem do molde até o vazamento do aço líquido no mesmo, para prever a resistência à tração que a areia terá no tempo em que o aço for vazado. Os resultados podem ser vistos nas tabelas 2 e 3. Tabela 2 Resistência à tração da areia 30% nova e 70% recuperada, com trações feitas em 2, 4, 6 e 24 horas. Resultados 30/70 Tempo (horas): 2 4 6 24 Tração (Kgf/cm²): 7,3 8,6 8,4 12,7 9,1 8,8 8,5 14,3 9,8 9,3 8,2 15,6 10,6 8,9-14,1 7,6 8,3 7,6 12,6 7,0 8,7 8,3 11,8 8,9 11,5 10,1 14,3 8,4 9,5 9,8 14,1 MÉDIA: 8,6 9,2 8,7 13,7 Tabela 3 Resistência à tração da areia 50% nova e 50% recuperada, com trações feitas em 2, 4, 6 e 24 horas. Resultados 50/50 Tempo (horas): 2 4 6 24 Tração (Kgf/cm²): 9,6 7,9 8,2 13,8 9,0 10,4 8,2 11,8 8,6 8,0 8,9 15,1 9,8 10,2 10,6 14,4 8,8 8,7 8,3 14,4 6,4 8,2 8,0 15,6 10,7 8,2 13,0 15,7 7,7 9,3 8,6 14,5 MÉDIA: 8,8 8,9 9,2 14,4 A figura 7 apresenta o gráfico da comparação da tração em função do tempo para as misturas de areia 30/70 e 50/50.

22 Figura 7 Gráfico de comparação da tração em função do tempo para as areias 30/70 e 50/50. Após o resultado da tração das duas misturas, foi feito um levantamento que demora, em média, 6,4 horas para o aço ser vazado no molde. 3.2.3 Conclusão Após o término dos testes os resultados foram comparados e analisados com relação ao tempo que, após a moldagem, o aço será vazado no molde. Comparando os resultados, pode-se perceber que os valores de resistência à tração das duas misturas são semelhantes, o que possibilitaria a substituição de uma mistura pela outra. Outro porém que deve ser analisado é a qualidade da superfície da peça, porém este trabalho será continuado pelo próximo estagiário. 3.3 MELHORIAS NO FASE IV Quanto menor o número de defeitos em uma peça, menor será o tempo de rabarbação e soldagem da peça, e automaticamente, mais rápida a peça ficará pronta e menores serão os gastos para a mesma ficar pronta.

23 A família de peças Fase IV, constituída por quatro peças, estava apresentando defeitos, como trincas e areia sinterizada na superfície. Para tais problemas, foram feitas alterações no projeto dessas peças, alterando assim os moldes e o processo de fabricação. Algumas alterações já ocorreram em estágio anteriores, sendo este trabalho uma continuação. Porém, antes serão explicados fundamentalmente os defeitos que podem aparecer em uma peça. 3.3.1 Fundamentação teórica dos defeitos de uma peça Existem diversos defeitos que uma peça pode conter, onde os mais comuns são: trincas (a quente e a frio), areia sinterizada, bolha, porosidade e rechupe. Esses são os maiores motivos de consumo de solda na fábrica. Esses defeitos prejudicam o desempenho da peça, e podem levar a mesma a quebrar e não poder mais ser utilizada. Para que isso não ocorra, e para que a peça não seja refugada, as regiões com os defeitos são retiradas e no lugar se coloca uma solda com a liga da peça. Abaixo será explicado cada defeito: Trinca a quente: também chamada de trinca de solidificação, esta acontece quando há uma diferença na velocidade de resfriamento, normalmente por uma diferença de seção da peça, onde uma parte se contrai e a outra ainda não, causando a trinca. Trinca a frio: também chamada de trincas induzidas por hidrogênio, estão normalmente associadas com a presença de hidrogênio. As condições necessárias para que esta trinca ocorra são: tensões (carga externa ou tensão residual da soldagem), microestrutura suscetível a trincas, presença de hidrogênio, temperatura. Esta trinca ocorre depois que a solda já está solidificada e pode levar minutos, horas ou até dias para surgirem, o que as torna muito perigosas. Areia sinterizada: é quando a areia, por ter uma temperatura de sinterização inferior à da temperatura de vazamento do metal, sinteriza e fica misturada com o metal, deixando a superfície da peça rugosa. Esta areia que sinterizou na superfície da peça deve ser retirada.

24 Bolha: é quando oxigênio dissolvido no ferro tende a se combinar com o carbono do aço, formando os gases CO e CO 2, e a medida que o metal vai solidificando e perdendo sua viscosidade, os gases não conseguem mais sair para a atmosfera e acabam ficando retidos nas proximidades da superfície das peças na forma de bolhas. Rechupe: é uma contração que o metal faz ao se solidificar, formando vazios. Esses vazios podem se localizar na parte interna das peças, próximos da superfície, porém, invisíveis externamente. Porosidade: é a formação de poros que se formam quando as dendritas de solidificação são de grande tamanho, sendo assim, o metal líquido não consegue penetrar entre as interfaces das denditras, que é onde vão aparecer os poros. Esses defeitos são encontrados nas peças através de ensaios não destrutivos, que podem ser de líquido penetrante, partícula magnética, ultrassom e mais raramente, o de raio-x. 3.3.2 Desenvolvimento das melhorias no Fase IV Ao longo do estágio foram notados os dois maiores motivos de consumo de solda das peças do Fase IV, que foram inclusão de areia e trinca. 3.3.2.1 Trincas Para as trincas, foram feitos mapeamentos de onde estavam as trincas nos quatro modelos do Fase IV, os mesmos eram feitos através do acompanhamento do ensaio de partículas magnéticas. Após feito o mapeamento, foi feito um levantamento da porcentagem de trincas nas regiões dadas, e os locais com maior percentual de trincas foram analisados. Foi retirada uma amostra de uma das trincas e feita metalografia, mostrando assim que era uma trinca a quente, pois a região em volta da trinca está descarbonetada e pela forma característica da trinca, e esta ocorre pela diferença de seções entre as paredes da peça.

25 Figura 8 Em A mostra a região da trinca na peça e em B a microestrutura da trinca, característica de trinca a quente. No estágio anterior, foi reduzido o alívio do macho, deixando a parede o mais fina possível sem que o aço a quebre na hora do vazamento. Desta forma, a trinca que poderia ocorrer quando o metal solidifica e se contrai, é evitada pois o macho pode quebrar. A ação adotada para essas trincas foi a colocação de nervuras nas regiões das trincas, de forma que na hora que o aço contrair, a nervura impedirá o aparecimento da trinca. Outro defeito que estava tendo era o da areia sinterizada na superfície, que pode dar origem à uma inclusão de areia, em toda a peça, porém o foco do trabalho foi para uma região específica da peça. 3.3.2.2 Areia sinterizada Foi testada a aplicação de uma resina, que é misturada com tinta para que não ocorra uma reação com o aço, nessa região, o que surtiu um bom resultado.

26 Figura 9 Em A mostra a região da sinterização da areia na peça, em B a região sinterizada e em C a mesma região com a aplicação da resina na região. Porém algumas peças ainda apresentaram a areia sinterizada nesta região. Tentou-se então a fabricação dos machos com a areia de cromita na região de interface metal-areia, já que a cromita atua como se fosse uma coquilha, por resfriar mais rápido que a areia de sílica. O resultado não pode ser visto antes do término do estágio. 3.3.3 Conclusão Nas peças que apresentavam areia sinterizada, após a aplicação do Dimold, apresentou-se uma melhora neste defeito, porém algumas peças continuavam a apresentar a areia sinterizada. Nas peças em que se utilizou os machos feitos com areia de cromita, não se teve um resultado antes do término do estágio No caso das peças que foram colocadas as nervuras para eliminar as trincas, também não teve um resultado antes do término do estágio.

27 4 CONCLUSÃO Com a oportunidade cedida pela Electro Aço Altona S.A, pode-se realizar um estágio em uma das grandes fundições de aço do Brasil, que se preocupa com a qualidade de todas as peças que são produzidas. Com este estágio pode-se agregar muito conhecimento, sobre todas as diversas áreas de uma fundição, convivência no dia a dia, e a troca de conhecimento com os colaboradores da empresa. Pelo fato do estágio ter sido realizado na área de moldagem, foi a área onde se obteve o maior número de informações e conhecimento. Porém, pode-se entender também sobre a parte do projeto, como devem ser feitas as alterações no modelo, de forma a não formar cantos vivos; da rebarbação, dos defeitos que ocorriam na hora da moldagem e como a rebarbação os eliminava, através de solda ou não; dos ensaios não destrutivos, como eles eram realizados; da usinagem, como funcionava para usinar cada peça. Através da experiência com diferentes misturas de areias e com diferentes tintas, pode-se visualizar que modificações como essas podiam modificar muito a qualidade das peças. Além das atividades citadas neste relatório, diversas outras foram realizadas. Estagiar em uma empresa que recebe os estagiários de braços abertos, que tem respeito pelos seus colaboradores, possibilitando que exista um contato com vários colaboradores, que passam a se comunicar diariamente, foi com certeza uma experiência muito boa e que acrescentou muito na vida pessoa e profissional da estagiária.

28 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1) CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica v. 3: Materiais de Construção Mecânica. 2. ed. São Paulo: McGran-Hill, 1986. (2) Pontifícia Universidade Católica - PUC. Trincas. 2011. Disponível em: <http://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/0612050_08_cap_05.pdf>. Acesso em: 8 dez 2011. (3) SILVA, Cláudio L. Jacintho da; PARANHOS, Ronaldo. Fissuração a Quente (Trincas a Quente). 2011. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ ABAAAA0ioAH/fissuracao-a-quente>. Acesso em: 8 dez 2011 (4) CALLISTER, William D. Jr. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. (5) GOMES, Daniel. Fundição. 2011. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/ content/abaaaac_maa/apostila-sobre-fundicao>. Acesso em: 8 dez 2011. (6) CIMM. Microporosidade. 2011. Disponível em: < http://www.cimm.com.br/ portal/material_didatico/3686-microporosidade#.tufchbjfuso>. Acesso em 8 dez 2011. (7) Tintas para fundição. 2011. Disponível em: < http://xa.yimg.com/kq/ groups/27930521/706018463/name/07+tintas+para+fundi%c3%a7%c3%a3o.pdf>. Acesso em 1 dez 2011. (8) LOPES, Luiz Rogério Natividade. Avaliação da redução dos resíduos sólidos de areia resinada em fundição de aço através de recuperação térmica. 2009. 111 f. Dissertação (Mestrado em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais no Processo Produtivo) Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2009.

29 (9) Electro Aço Altona S.A. Memória Altona. 2011. Disponível em: < http://www.altona.com.br/pt-br/home/mem%c3%b3ria+altona>. Acesso em 1 dez 2011.

30 ANEXO I: HISTÓRICO DA EMPRESA Em 1923 o engenheiro Paul Werner partiu da Alemanha para uma cidade no sul do Brasil, com o objetivo de instalar a primeira central telefônica de Blumenau. Nesta cidade, conheceu o ferreiro Ersnt Auerbach, e que juntos fundaram a Auerbach & Werner, em 8 de março de 1924. A empresa Auerbach & Werner produzia utensílios domésticos e agrícolas, e que aos poucos foi crescendo, incorporando o aço, em 1933, mudando o nome para Electro Aço Altona S.A., nascendo assim a primeira fundição de aço de Santa Catarina, e uma das primeiras do Brasil. E aos poucos a empresa foi fazendo parcerias com novos mercados e crescendo. Na década de 70: a Altona inicia suas atividades de exportação, fornecendo peças para países como EUA e Alemanha, contribuindo nos setores de transporte, químico/petroquímico, naval e off shore. Em 1994, a certificação ISO 9001 reconhece a qualidade de processos fabris e a Altona, sendo uma das primeiras fundições em aço a conquistar essa certificação. Em 2000, é selecionada pela Revista Exame como uma das melhores empresas para se trabalhar. No ano de 2006, conquista a ISO/TS 16949, um importante reconhecimento no fornecimento de peças dentro do mais alto nível de qualidade de processo, produto e cliente para o setor automotivo. Já em 2008, a Altona se classifica como uma empresa socialmente responsável, através da norma SA 8000, sendo q primeira a receber esse certificado. Recebe também a recertificação ISSO 9001:2008. Hoje, a Altona é uma empresa reconhecida por sua excelência na solução de fundidos em aço e ligas especiais.é com este princípio que a Altona trabalha, realizando ações contínuas na busca pela tecnologia novidades de mercado. (ELECTRO AÇO ALTONA S.A., 2011)

ANEXO I: CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 31