PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
MARKETING ENGENHARIA DE PRODUTO
ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO
PRODUÇÃO
CONTROLE DE QUALIDADE
PRODUTO FINAL
MERCADO
- Sugestões de alteração do projeto
- Estudos Econômicos
- Alternativas
- Desenhos
- Especificações
- Sugestões
- Problemas
- Processos
- Tempos
- Métodos
- Arranjos
- Especificações
- Normas
- Experiências
- Capacidade dos
processos
- Qualidade pré-
especificada
- Pesquisas de aceitação
- Competição de mercado
- Alterações
- Simplificações
- Melhorias de
desempenho
DIAGRAMA DO CICLO PRODUTIVO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO
Processos de fabricação
Tempos e métodos
Arranjo físicoLay-out
Elo entre projetar, produzir e controlar a qualidade
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Processos mecânicos
(σ)
Processos metalúrgicos
(T)
Conformação plástica(σ < σr)
Usinagem(σ > σr)
Sinterização(T < Tr)
Fusão / Solidificação
(T > Tr)
ForjamentoEstiramentoLaminação
TorneamentoFresamento
Furação
Metalurgia do Pó
FundiçãoSoldagem
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OPÇÕES DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOS METÁLICOS
Matéria prima metálica
Metalurgia do pó Fusão
Fundição Lingotamento Não convencional
Não convencional Convencional Estático Contínuo
Pressão, vácuo, centrifugação,
reofundição etc.
Vazamento gravitacional
Placas, blocos, tarugos, etc.
Processos de solidificação
rápida
Produto semi-acabado
Refusão superficial com laser Soldagem
Tratamentos térmicos
Usinagem
Produto acabado
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Família de ligas ferrosas existentes para fabricação de produtos metálicos
Ligas Metálicas
Ferrosas Não ferrosas
Aços
Ferros Fundidos
Baixa Liga Alta Liga
Baixo C
ComumDoce
Médio C
ARBLComumMédio C
Tratado Termicamente
ComumAlto C
Ferramenta Inoxidável
Alto C
FoFoCinzento
FoFoBranco
FoFoModular
FoFoMaleável
ARBL – Alta Resistência e Baixa Liga
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Família de ligas ferrosas existentes para fabricação de produtos metálicos
Ligas Metálicas
Não Ferrosas Ferrosas
Metais Leves
Ligas de Baixo ponto de fusão
Bronze Latão
Zn Pb Sn
Grupo V B: Metal de transição - Grupo V da tabela periódicaGrupo VI B: Metal de transição – Grupo VI da tabela periódica
Ligas de Cu
Superligas Metais refratários
Al Mg Ti
Grupo V B
Ni Fe-Ni Co
Grupo VI B
V Nb Ta Cr Mo W
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FUNDIÇÃO
- Processo de fabricação no qual o metal fundido ( estado líquido) é levado a fluir por gravidade ou por outra força de um molde onde solidifica-se na forma da cavidade desse molde.
Metal liquidoVazado em moldes, cuja
cavidade é conformada de acordo com a peça
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
DESENHO TÉCNICO DA PEÇA
MODELOAREIA
PREPARADA
MOLDEMETAL
LIQUIDO
CONJUNTO FUNDIDO
AREIA USADA
DESENHO TÉCNICO DA PEÇA
CANAIS E MASSALOTES PEÇA
SEMIACABADA
MODELAGEM
MACHARIA MOLDAGEM
VAZAMENTO E SOLIDIFICAÇÃO
DESMOLDAGEM
CORTE DE CANAIS E MASSALOTES
REBARBAÇÃO E LIMPEZA
OUTROS PROCESSOS E CONTROLE DE QUALIDADE
RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE
AREIA NOVA
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VANTAGENS:
- Peças de geometrias complexas.- Produção de peças grandes (mais do que 100 toneladas).- Produção de peças pequenas.- Qualquer composição de liga.- Uso de grande quantidade de sucata.
DESVANTAGENS:
- Limitações relativas às propriedades mecânicas.- Porosidade.- Limitada precisão dimensional.- Acabamento superficial.- Periculosidade por trabalhar com metal fundido.- Problemas ambientais quanto ao descarte de certos produtos.
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MOLDAGEM
- MOLDE com cavidade na forma da peça a ser produzida.- Molde de areia e baixa produção, são usados modelos feitos
geralmente de madeira, sendo que a areia é conformada.- Moldes metálicos, a cavidade é usinada.- As partes ocas das peças é utilizado peças denominadas machos.
Cavidade e modelo Modelo na caixa de areia.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUSÃO
- A composição química deve ser rigorosamente controlada, poisa microestrutura e consequentemente as propriedades da peçadependem não só do processamento como também dacomposição química
Aço ao carbono com 0,8% C resfriado a 3°C /S. Microestrutura perlítica.
Aço ao carbono com 0,8% C resfriado a 300°C /S. Microestrutura martensítica.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUSÃO
Tabela – Influência da alteração da composição química e processamento naspropriedades e aplicações do cobre.
Composição química ProcessamentoLimite de
escoamento aproximado (Mpa)
Aplicação típica
Cu com 99,99% pureza
Tratadotermicamente por
recozimento, tamanho de grão
em torno de 10µm.
50Condutores
elétricos em geral.
Cu com 99,99% pureza
Deformado a frio, encruado.
300 Contatos elétricos.
75%Cu – 25%NiTratado
termicamente por recozimento
150Tubos para trocador
de calor.
75%Cu – 25%NiDeformado a frio,
encruado400
Fabricação de moedas.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
VAZAMENTO
- O metal fundido é vazado na cavidade do molde – devepreencher todas as partes da cavidade antes de solidificar.
- Propriedade fundamental é a propriedade do metal em fluir epreencher o molde é conhecida como fluidez.
FLUIDEZ
- Composição química da liga;- Temperatura de fusão;- Intervalo de solidificação- Superaquecimento.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
VAZAMENTO
- A fluidez é medida pela distância que o metal percorre antes dese solidificar.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
VAZAMENTO
Temperatura de vazamento:
- É determinada pelo superaquecimento a ser utilizado no processo.
Liga eutética AlSi – Al 12% em peso de Si- Temperatura de fusão (577°C)- Temperatura de vazamento (627°C ou maior)
Um superaquecimento adequado deve ser especificado- temperatura baixa – ocorre solidificação do metal antes do
vazamento.- temperatura alta – consumo de energia, intensidade de reação
entre o metal e o molde, fluxo turbulento do metal liquido durante ovazamento, erosão, aprisionamento de ar no metal liquido, aumento daoxidação, bolhas e porosidades
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
VAZAMENTO
Temperatura de vazamento:
- É determinada pelo superaquecimento a ser utilizado no processo.
Liga eutética AlSi – Al 12% em peso de Si- Temperatura de fusão (577°C)- Temperatura de vazamento (627°C ou maior)
Um superaquecimento adequado deve ser especificado- temperatura baixa – ocorre solidificação do metal antes do
vazamento.- temperatura alta – consumo de energia, intensidade de reação
entre o metal e o molde, fluxo turbulento do metal liquido durante ovazamento, erosão, aprisionamento de ar no metal liquido, aumento daoxidação, bolhas e porosidades
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Diagrama de equilíbrio de uma liga Al-Si
Liga hipoeutética – Al-6% Si. Liga eutética – Al-11,7% Si. Liga hipereutética – Al-18% Si.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Curvas de resfriamento
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃO ENTRE DUAS PAREDES DE MOLDE
Liga eutética e liga pura Liga com intervalo pequeno
Não têm a formação dezona pastosa, persistindo,assim, o canal para fluxo dometal líquido através dessaregião do molde até omomento em que as duasfrentes da fase sólida seencontram.
A liga é uma mistura desólido e líquido,formando uma pasta como volume sólidoconstituído por cristais naforma de arvoresdenominadas dedendritas.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃO ENTRE DUAS PAREDES DE MOLDE
Liga com intervalo grande
Liga com intervalo intermediário
Não se solidificamprogressivamente,direcionalmente, massimultaneamente emdiversas regiões da peça ede modo aleatório.Resulta em uma zonapastosa em todo volumeda peça. Com aprogressiva solidificação olíquido tem uma restriçãono fluxo metal líquido porentre esse canais,podendo provocar falta demetal líquido em diversasregiões dentro do moldeque se solidificam econtraem-se. Ao final dasolidificação, pelaformação de vazios eporosidades.
A liga com solidificaçãointermediária tendem aformar a seção de zonapastosa, que é umaregião de mistura decristais na forma dendritae metal líquido. Aocorrência dessa zonadificulta, ou mesmoimpede, o fluxo de metallíquido, podendo resultar,como nas ligas comintervalo grandesolidificação, vazios porfalta de alimentação.Essa obstrução do fluxode metal persiste até omomento em que asduas frentes da misturade dendritas e líquidosse encontram.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Contração na solidificação
Os moldes devem prever
Ultimas partes de solidificação
Vazios Rechupe
Massalotes
Cavidades adicionais
Partes do molde que funcionam
como isolante térmico.
MATERIAL CONTRAÇÃO
AÇOS 1,5 a 2,0 %
Ferro fundido Cinzento 0,8%
Ferro fundido dúctil 0,8 a 1,0 %
Alumínio 355 e 356 1,5 %
Alumínio 13 1,0 %
Cobre Cromo 2,0 %
Bronze ao Estanho 1,0 %
Bronze ao Silício 1,0 %
Bronze ao Manganês 1,5 %
Bronze Alumínio 1,5 %
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Metal líquido
Nucleação
Crescimento
Gradientes térmicos
Velocidades de solidificação
Taxas de resfriamento
Rejeição de soluto
Composição química
Morfologia da interface S/L
Mistura de soluto no sólido e no líquido
Estrutura Segregação Defeitos
Metal solidificadoProduto final En
cad
eam
ento
de
fen
ôm
eno
s d
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nte
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olid
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PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA.
É o processo mais usado na fundição, responsável pela maioria significativa das toneladas de fundidosproduzidos pelas indústrias do mundo todo.
O processo consiste no vazamento do metal fundido é retirada com a quebra do molde.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM AREIA COMPACTADA EM CAIXA
A confecção do modelo tem que levar em conta os seguintes fatores:
Material
N° moldes
madeira
gesso
metal
polímeros
isopor
DimensõesContração
do material
Desenho
Aspectos facilitadores (conicidade)
Minimizam os defeitos de solidificação (cantos
vivos, variações bruscas de seções, espessura
mínima ).
Uso de macho Prever cavidades e encaixe
Projetar o sistema de canais de vazamento e massalotes
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Concordância
Conicidade
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Recortes
Linha divisória
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Requisitos básicos para
areia de fundição
Estabilidade térmica
Dimensional a altas temperaturas
Partículas com forma e granulometria
Quimicamente inerte com o metal fundido
Baixa molhabilidadecom o metal
Livre de materiais voláteis
Viabilidade econômica
Adequada pureza e pH
Compatibilidade com o sistema de aglomerantes
Geralmente é usada areia silicosa (SiO2 na forma de quartzo) por ser abundante e barata.As areias usadas na fundição são as denominadas areias sintéticas, lavadas para aremoção da argila e material orgânico, peneiradas, classificadas o tamanhogranulométrico e misturadas para formar a distribuição granulométrica desejada.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Areia verde
Baixa resistência com a presença de umidade
Compactação manual ou mecanizada
Areia silicosa
Argila (bentonita)
Água
100 partes
20 partes
4 partes
Adição de materiais para melhorar a aglomeração
Carvão Cereais e Celulose
Estabilidade dimensional
O acabamento superficial da peça
Destacamento do modelo
Colapsibilidade do molde
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Areia seca ou molde estufado
Variação do processo de areia verde
Molde seco em estufa –temperatura de 150 a 300°C
Maior dureza
Maior estabilidade dimensional
Melhor o acabamento superficial da peça
Maior a resistência à pressão do metal liquido.
Maior permeabilidade
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Areia soprada (cold box)
Gás ou vapor para curar uma substância aglomerante
3 a 4% silicado de sódio curado com CO2 (gás)
Usada principalmente na confecção de machos em que se
exigem dureza superficial e controle dimensional
Adição de resina epoxiacrílicacurada com dióxido de enxofre
(gás)
Adição de resina fenoluretânicacurada com vapor de amina
(dimetilamina ou trietilamina)
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Areia cimento
O cimento é usado como aglomerante
90% Areia silicosa10% Cimento portland
8% água, em peso da mistura
Indicado para moldagem de peças médias e grandes.
Existem processos que usam resinas de cura a quente, tais como um ligante termorrígido e um catalisador ácido, que são misturados à areia seca e, então, compactados dentro de uma caixa aquecida.A cura é induzida pelo calor, sendo uma exotérmica.Aquecimento posterior em estufa - 220 a 245°C. Processo denominado de caixa quente (hot-box) e quando não é denominado de caixa morna (warm-box)
Caixa quente
Resina furânicasou fenólicas e
cloretos e nitratos
Caixa mornaResina furânicasou álcool-furfurile sais de cobre
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
MOLDES DE AREIA
Resistência mecânica para suporta o peso do metal líquido
Suportar a ação erosiva do metal líquido durante o vazamento
Geração, quando em contato com o metal fundido, de uma menor quantidade de gás possível.
Permeabilidade adequada para permitir a saída dos gases.
Refratariedade para não fundir ao ser preenchido pelo metal líquido.
Estabilidade térmica para não ocorrer transformações estruturais que levem a uma alteração das propriedades mecânicas do molde ou uma alteração dimensional que,
além de distorções, gere trincas.
Apresentação de colapsibilidade adequada após a solidificação da peça, que permita a sua quebra mandendo
a integridade da peça.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM CASA OU SHELL
(CRONING)
MOLDE
AREIA
RESINA
Endurecida com o calor, o qual atua como aglomerante.
Resina largamente utilizada é termoplástica fenólicana qual se adiciona o hexametileno tetra-amida –agente que provoca a formação de ligações cruzadasentre as cadeias do polímero com o aquecimento.
Mistura areia - resina
2,5 a 4% resina Aditivos
Estearato de cálcio Óxido de ferro
Melhora a fluidez da areia. Previne contra trincas térmicas.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
A placa contendo o modelo metálico(geralmente aço), aquecido à temperaturade aproximadamente 200°C, é colocadosobre uma caixa basculante contendo amistura areia-resina-aditivos.
A caixa é basculada em 180°, promovendo acobertura de toda a superfície do modelopela mistura de areia. A mistura em contatocom a superfície do modelo aquecidocomeça a endurecer pela cura da resina.
FUNDIÇÃO EM CASCA OU SHELL (CRONING)
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Após um tempo suficiente para que umacamada (casca) de aproximadamente 5mmseja formada, a caixa é novamentebasculhada; a areia não endurecida cai devolta no fundo da caixa, enquanto a cascafica aderida ao modelo.
O modelo, juntamente com a cascasemicurada (semiendurecida), é colocadonum forno a 350°C – 400°C por um temposuficiente para que a cura de resinaaglomerante se complete.
FUNDIÇÃO EM CASA OU SHELL (CRONING)
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
A casca é retirada da placa com o modelopor pinos extratores que fazem parte doconjunto, podendo se estocada ou montadaem uma caixa para vazamento do metal.
O molde é obtido pela junção de duaspartes, unidas por grampos ou cola. Devido àlimitada resistência mecânica da casca, nocaso de peças grandes, com grandesuperfície, um suporte adicional parasustentação do molde é necessário, o que éconseguido, por exemplo, colocando omolde em uma caixa e preenchendo oespaço entre a parede externa do molde e acaixa com areia ou granalha de aço.
FUNDIÇÃO EM CASA OU SHELL (CRONING)
O metal fundido é vazado no molde, que, após a solidificação, é quebradopara a retirada da peça fundida.Ligas: ferro fundido, liga de alumínio e ligas de cobre.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM CASA OU SHELL (CRONING)
Vantagens
Produção de 5 a 200 pçs/h (superior a fundição de areia).
Alta precisão dimensional (tolerância de ± 0,25mm)
Acabamento superficial muito bom (rugosidade mínima de até 2,5 µm)
Possibilidade de estocagem dos moldes
Grande potencial de automação
Limitações
Alto custo do modelo metálico
Custo da resina
Custo do processo de cura a quente pela necessidade de fornos de aquecimento do modelo e de cura do molde
Limitação no tamanho da peça pela restrição de manuseio de cascas grandes dimensões (pçs 10 g a 20kg e
área do molde inferior a 3000 cm2)
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO EM MATRIZ POR GRAVIDADE
Molde permanente
Vazamento por gravidade
Geralmente metálico
Ferro fundido;Aço;
Bronze;Grafite.Desmoldagem
O molde é uma matriz formada por partesque permitem fechamento e aberturarápida e precisa. A cavidade do molde éusinada
O metal fundido é vazado por gravidade dentro do molde pré-aquecido.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO FUNDIÇÃO EM MATRIZ POR GRAVIDADE
Após a solidificação, o molde é aberto, e o fundidoretirado
Um jato de ar com aditivos é usado para limpeza dasuperfície interna do molde para a retirada depossíveis e pequenas partes metálicas da peça feita.Principais ligas: Aluminio, Magnésio, cobre, ferrofundid, aços, chumbo, estanho e zinco.Peças de 5 a 300 kg.
Vantagens
O molde pode ser usado até 250.000 vezes;Boa precisão dimensional;Bom acabamento superficial;Resfriamento rápido;Estrutura refinada;Taxa de produção de 5 a 100 conjuntos/hora
Desvantagens Alto custo do molde;Limitação da forma;Tamanho e complexidade;Vida útil do molde para fundição de metais de alta temperatura de fusão.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO
Molde permanente
Vazamento sob pressão (7 a 140 Mpa)
Aço ferramenta
Refrigerado a agua
Abertura automatizada
Macho de areia
Macho metálico com mecanismo retrátil
Câmara quente
Câmara fria
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO – CAMARA FRIA
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO – CAMARA QUENTE
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Vantagens
Bom acabamento superficial;Precisão dimensional (± 0,076mm em peças pequenas)Taxa de produção alta ( 200 pçs/h);Economia para grandes lotes;Peças com geometria complexa e com seções finas (0,5mm);Alta taxa de resfriamento;Microestruturas refinadas, com pequeno tamanho de grão.
DesvantagensAlto custo do equipamento;Alto custo do molde;Limitação às ligas não ferrosas de alta fluidez;Tamanho da peça em função da máquina de injeção (5 a 25kg)O volume mínimo e economicamente viável é elevado (>10.000 pçs)
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO
Ligas mais comuns:Ligas de alumínio, zinco, magnésio, chumbo, ligas de cobre e estanho.Ligas com ponto de fusão inferior à do cobre. (1083°C)
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO
Molde
Vazado enquanto o molde está em movimento rotacional
Movimento em rotação de modo que a força centrifuga origina um pressão maior do que a gravidade, que força o metal líquido de encontro às paredes do molde onde se
solidifica.
Câmara horizontal
Câmara vertical
Areia verde
Areia seca
Grafite
Aço ou cobre
Aplicações típicas: Tubos, vasos de pressão e carretel de bobinadeiras, camisa de cilindrode motores e cilindros de laminação feitos com ligas de aço de alta resistência e baixaliga, aços inoxidáveis e aço cromo-molibdênio.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO – HORIZONTAL.
FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO – VERTICAL.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Vantagens Grande variedade de peças cilindricas, incluindo as de grandes dimensões;Boa precisão dimensional;Produção de até 50 pçs/h;Ótimo rendimento da liga (90 a 100%, por não ter canais devazamento ou massalotes.
Desvantagens Geometria da peça, que é limitada;Alto custo do equipamento;Heterogeneidade microestrutural;Diferente propriedades ao longo da espessura da peça.Pode ocorrer um gradiente funcional de propriedades.
FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO DE PRECISÃO
Molde
Modelo de cera
Microfusão – Cera perdida
Cera é derretida antes do vazamento.
Cerâmica refratária que endurece com aquecimento
Aplicações típicas: Estruturais para a indústria aeronáutica, peças para motores de avião,sistema de combustão de aviões, instrumentos de controle de aviões, equipamentoaeroespacial, processamento de dados, motores elétricos, equipamento eletrônico decomunicação, armamentos de pequeno porte, máquinas operatrizes, equipamentosmédicos e odontológicos, equipamento ótico, equipamentos para indústria têxtil e jóias.Metais: ligas de alumínio, cobre, níquel, cobalto, titânio, aços-carbono, aços inoxidáveis eaços ferramentas.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO DE PRECISÃO
Modelos de cera são obtidos pelo vazamentoou injeção de cera fundida em moldesmetálicos.A cera é uma mistura de cera de abelha,carnaúba, parafina, breu, antioxidantes,termoplásticos, plastificantes e tinturas.O vazamento ou injeção – temperatura 43 a77°C em moldes de liga Zn, Latão, bronze, aço eborracha.
Os modelos de cera da peça são montados no canal devazamento também feito de cera – A montagem dosmodelos no canal é feito através do processo de soldagemcom uma espátula aquecida que derrete ambas assuperfícies. Denominada como árvore.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO DE PRECISÃO
A arvore é mergulhada numa suspensãocerâmica (pós cerâmicos, sílica coloidal, silicatode etila, etc).Recebe uma pulverização de partículas dematerial cerâmico refratário ( zirconita,alumino-silicatos, alumina) que aderem àsuperfície da árvore.
Várias camadas de suspensão cerâmicas seguida depulverização com material refratário ( de 6 a 9 camadas),com intervalos de 24horas – Espessura de 5 a 8 mm.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO DE PRECISÃO
A arvore, feita de cera, é derretida emautoclave, deixando assim o molde cerâmicocom uma cavidade.O molde cerâmico é sinterizado à temperaturade 1.100°C para adquirir resistência mecânica eestabilidade térmica.
Metal fundido vazado no molde;Após a solidificação do metal, as peças fundidas sãodesmoldadas pela quebra do molde.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
Vantagens
Produção em massa de peças com formas complexas.Reprodução de detalhes precisos, cantos vivos, paredes finas com maior precisão dimensional e superfícies lisas; Qualquer metal ou liga – molde com alta temperatura de fusão.Peças acabadas, necessitando de pouca usinagem ou nenhuma.Permite rigoroso controle do tamanho de grão, solidificação direcional, que resulta em controle mais preciso das propriedades mecânicas.O processo pode adotar fusão sob atmosfera protetora ou sob vácuo.
Desvantagens
Devido à baixa taxa de solidificação, ocorre crescimentode grão em peças que possuem grandes seções,limitando a tenacidade e a resistência à fadiga.As dimensões e o pesão são limitados – resistênciamecânica do modelo de cera que limita a suamanipulação – máximo de 5kg.
FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO FUNDIÇÃO POR SPRAY
O processo de conformação por spray, também denominado de fundição por spray ou deposição por spray.
O processo acontececom a atomização deum fluxo de metallíquido por meio dainjeção um gás inerteà alta pressão, quepassa pelo bocalatomizador e as gotasde metal atomizadosão depositadas sobreum substrato.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO FUNDIÇÃO POR SPRAY
Ligas depositadas
Exibem fases com solubilidade sólida extendidaOu metaestáveis, incluindo amorfa.Estrutura refinada devido a alta taxa de resfriamento.
Peças de até 1 tonelada e com uma alta velocidade deprodução.
Solidificação rápida (microestrutura refinada,minimização de macro e microsegragação).
Ligas de: Al, Pb, Cu, Mg, Ni, Ti, Co e aços
Aplicação: Camisa de pistão em ligas de Al-Si, tubos deaços inoxidáveis, ligas de Cobre, Ligas de alta resistência(Cu-Mn-Ni).
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO TIXOFUNDIÇÃO
Tixofundição é uma variante da fundição sob pressão onde o metal é conformado noestado semissólido.
Matéria prima é aquecida, decomposição hipoeutética, até a oponto de fusão da ligaResfria-se até uma temperaturadentro da zona pastosa (comduas fases – sólida e líquida)Agitação para quebrar os braçosdendríticos da fase sólidatornando globular.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO TIXOFUNDIÇÃO
Após a solidificação, a matéria primapossui uma estrutura de fase primáriaem forma equiaxial homogeneamentedistribuída, similar a estrutura eutética.
Essa microestrutura confere à liga umcomportamento, quando parcialmenterefundida, de um fluido tixotrópico – aviscosidade decresce com a imposição detensões de cisalhamento).Depois é reaquecida até a fusão parcial,injetá-la em matriz num processo defundição por pressão.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO TIXOFUNDIÇÃO
Estado semissólido
Baixa viscosidade
Ótimo preenchimento da cavidade sem turbulência
Maior grau de homogeneidade
Inexistência da Macrossegregação
Contração menor
Propriedades mecânicas melhores
Ligas de alumínio
Indústria automobilística (peças até 9 kg).Cilindro mestre de freio;Carcaça de ar condicionado;Componentes do sistema de suspensão e do motor.
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO FUNDIÇÃO EM MOLDE CHEIO
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO FUNDIÇÃO EM MOLDE CHEIO
Fundição de espuma perdida ou fundição de modelo evaporativo.
Molde de areia sem aglomerante
Modelo para cada fundição.Modelo evaporável.
Poliestireno expandido
Várias peças em uma operação
Massalotes e canais de alimentação
Banho de uma suspensão aquosa
Evita que a areia se misture com o metal líquido.
Recipiente – areia secaO conjunto é vibrado para
compactação
Metal fundido e vazado
O modelo vaporiza em contato com o metal liquido
A velocidade de enchimento do molde depende velocidade de
degradação do modelo.
Após a solidificação o recipiente é tombado e a areia retirada
Fundido pronto – quebra-se os massalotes e canais de
alimentação
Sen
tid
o d
as e
tap
as d
e f
un
diç
ão
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO VIDEOS
https://www.youtube.com/watch?v=RNaY7YqdPM0
https://www.youtube.com/watch?v=Ofk9DrmDus4
FUNDIÇÃO - AREIA
FUNDIÇÃO – SHELL MOLDING
https://www.youtube.com/watch?v=Xar5r9Jm04g
https://www.youtube.com/watch?v=Ul00-KoC1Oc
https://www.youtube.com/watch?v=NR2m3z7JFLU&list=PLFC9A1F1B83819AD4
FUNDIÇÃO – GRAVIDADE – MATRIZ (COQUILHA)
https://www.youtube.com/watch?v=kQ5WZZ8vrVI
https://www.youtube.com/watch?v=rPzDC71lWQk
https://www.youtube.com/watch?v=BpgxERtKXlA
https://www.youtube.com/watch?v=4FLWYwframg
https://www.youtube.com/watch?v=vZIK1uTsu9w
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO VIDEOS
https://www.youtube.com/watch?v=KQ4W9AhJqzE
FUNDIÇÃO – CENTRIFUGAÇÃO HORIZONTAL
FUNDIÇÃO – CENTRIFUGAÇÃO VERTICAL
https://www.youtube.com/watch?v=rTcq39TOEjs
https://www.youtube.com/watch?v=OSNft6xyurc
https://www.youtube.com/watch?v=hcqXkPYbQsE
FUNDIÇÃO – SOB PRESSÃO
https://www.youtube.com/watch?v=xGrgx7J1IEI
https://www.youtube.com/watch?v=KI9_LqnTYos
https://www.youtube.com/watch?v=cPKsI8tT1Qg
https://www.youtube.com/watch?v=zQvDk46f3cc
FUNDIÇÃO – CERA PERDIDA
https://www.youtube.com/watch?v=WmQCbo23yG8
https://www.youtube.com/watch?v=FAh5DTebL5k
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO VIDEOS
https://www.youtube.com/watch?v=sF4q4uhLtk4
https://www.youtube.com/watch?v=lNv_-jSUzjk
https://www.youtube.com/watch?v=ldP1sQnjWcc
https://www.youtube.com/watch?v=Ihwboo9Ci2E
FUNDIÇÃO – POR SPRAY
PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO ENADE
No contexto do processo de fundição sob pressão, considere as afirmações a seguir.
I - O molde utilizado nesse processo geralmente é constituído de duas partes, que sãohermeticamente fechadas no momento do vazamento do metal líquido. Ele pode serutilizado frio ou aquecido à temperatura do metal líquido, o que exige materiais quesuportem essas temperaturas.II - O metal é bombeado na cavidade do molde e a sua quantidade deve ser tal que nãosó preencha inteiramente essa cavidade, como também os canais localizados emdeterminados pontos para evasão do ar. Esses canais servem também para garantir opreenchimento completo das cavidades do molde, sendo, simultaneamente, produzidaalguma rebarba .III - Devido à pressão e à conseqüente alta velocidade de enchimento da cavidade domolde, o processo possibilita a fabricação de peças de formas pouco complexas e deparedes mais espessas do que permitem os processos de gravidade.
Estão corretas as afirmações
(A) I, apenas. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.