Revista fundição e serviços Abril de 2015 Autores: Timotheus Kaiser, Siegfried Botch e Karl WeissKopf Seminário em Projeto de Ferramentas Aluno: Marcelo Veiga
O artigo traz uma opção à liga de aço DIN 1.4849 Utilizada na produção seriada de carcaças de turina. A finalidade era aprimorar o seu comportamento térmico, tendo em vista as temperaturas crescentes dos gases de descarga, que chegam a 1050ºC nos motores modernos Rodrigues Júnior
A Superalimentação (supercharging) é uma tendência mundial Visando a diminuição do consumo de combustíveis fósseis que acabam por acelerar vários fenômenos naturais Aumentando a potência e redução da cilindrada resultam em um aumento da carga plena e da densidade de fluxo de calor Com o aumento da eficiência do motor os gases de descarga chegam a 1050ºC
O Material da carcaça da turbina é um aço fundido de alta resistência ao calor DIN 1.4849 Elementos C Si Cr Fe Ni Nb Quantidade [%] 0,3 2,4 20 39 36 3 O alto teor de níquel desta liga garante uma microestrutura totalmente austenítica. O principais características do material são determinados pela distribuição dos carbonetos de cromo e de nióbio. Desvantagem: auto valor de compra e da variação do preço de mercado do níquel. (a) Micrografia em microscópio óptico (b) Microscópio eletrônico de varredura
No novo material deve se manter as propriedades requeridas para a aplicação e para a sua fabricação: Resistência Módulo de elasticidade Taxa de fluência Estabilidade de fases Fragilização Expansão térmica Condutividade térmica Resistencia a oxidação Fadiga termomecânica
Fabricação dividida em: Fusão Confecção dos pacotes de macho Vazamento Usinagem Montagem no Coletor
Os materiais DIN 1.4849 são ligas de aço fundido austeníticos Rede cristalina cubica de corpo centrada Com teor de carbono de 0,30% a 0,35% Suas propriedades são determinadas pelos elementos de liga contidos na sua composição A influencia dos elementos estabilizadores da austenita reside na área de cristais mistos. Estrutura estável em temperaturas entre -40ºC até 1050ºC
Foi desenvolvido um material com quantidades menores de níquel Foram realizados testes de: Tração Fluência Resistencia termomecânica Oxidação
Fusão Fornos a indução Fabricação de Machos Por prototipagem rápida e pacotes de machos cold-box em sopradores Vazamento Usinagem Vazamento a baixa pressão CNC
Protótipos em pequena quantidade Macho base, macho de cobertura e machos internos Utilizou-se manufatura aditiva Areia e aglomerantes, com acabamento de aglomerado químico Pacotes seriados seriam fabricados por meio do processo cold-box(fenólico-uretano) Obtendo a resistência necessária
Baixa pressão(contra a gravidade e aplicação de pressão) De modo laminar e temperatura constante garante-se uma qualidade superior e melhor rendimento do processo O enchimento do molde e a reprodutibilidade aprimorada trazem vantagens significativas em relação ao processo de vazamento por gravidade
Operações essenciais: furação, torneamento, fresamento e escareamento A nova liga apresenta uma tenacidade maior causando um maior desgaste nas ferramentas Com quatro linhas de são usinadas 2.500 peças por dia Nessa etapa é configurado um novo problema que necessita o desenvolvimento de novos parâmetros de usinagem
Foi utilizado uma bancada de ensaio com gás quente e controle de perfil de temperatura Temperatura que superiores a 1000ºC Excitar diferenças de temperatura provoca uma danificação prematura diminuindo o numero de ciclos de ensaios Não foram constatadas anormalidades
O processo desenvolvidos foram necessaries para reduzir o custo e peso dos componentes O vazamento a baixa pressão é claramente superior a fundição por gravidade com uma maior qualidade e reprodutibilidade Depois da fabricação dos protótipos é possível reconhecer o potencial da liga.