Processos de Processos de fundiçãofundição

•IntroduçãoIntrodução Os métodos de fundição são muito Os métodos de fundição são muito

antigos, sua importância é antigos, sua importância é fundamental para o crescimento fundamental para o crescimento tecnológico desde os primórdios da tecnológico desde os primórdios da humanidade. Seu aperfeiçoamento é humanidade. Seu aperfeiçoamento é contínuo, partindo desde pequenas contínuo, partindo desde pequenas peças fundidas artesanalmente às peças fundidas artesanalmente às técnicas de siderurgia técnicas de siderurgia

O processo de fundição consiste nO processo de fundição consiste no o conjunto de atividades requeridas para conjunto de atividades requeridas para dar forma aos materiais por meio da dar forma aos materiais por meio da sua fusão, conseqüente liquefação e sua fusão, conseqüente liquefação e seu escoamento ou vazamento para seu escoamento ou vazamento para moldes adequados e posterior moldes adequados e posterior solidificaçãosolidificação

Os processos podem ser classificados Os processos podem ser classificados pelo tipo de molde e modelo e/ou pela pelo tipo de molde e modelo e/ou pela força ou pressão usada par preencher o força ou pressão usada par preencher o molde com o metal líquido.molde com o metal líquido.

O processo de fundição aplica-se a O processo de fundição aplica-se a vários tipos de metais, tais como vários tipos de metais, tais como aços, ferros fundidos, alumínio, cobre, aços, ferros fundidos, alumínio, cobre, zinco, magnésio e respectivas ligas. zinco, magnésio e respectivas ligas. Porém existem também Porém existem também desvantagens. Os aços fundidos, por desvantagens. Os aços fundidos, por exemplo, podem apresentar elevadas exemplo, podem apresentar elevadas tensões residuais, microporosidade, tensões residuais, microporosidade, zonamento e variações de tamanho zonamento e variações de tamanho de grão. Tais fatores resultam em de grão. Tais fatores resultam em menor resistência e ductilidade, menor resistência e ductilidade, quando comparados aos aços obtidos quando comparados aos aços obtidos por outros processos de fabricação por outros processos de fabricação como conformação a quente.como conformação a quente.

Materiais e processosMateriais e processos Geralmente são fundidos metais e Geralmente são fundidos metais e

certos materiais sintéticos hà certos materiais sintéticos hà exemplos de plásticos e polímeros.exemplos de plásticos e polímeros.

Peça original que será fundida.

Antes da fusão do material, é Antes da fusão do material, é necessária a preparação do necessária a preparação do moldemolde. . Este por sua vez consiste num Este por sua vez consiste num componente cuja função é receber o componente cuja função é receber o produto liquefeito e transformá-lo por produto liquefeito e transformá-lo por solidificação na peça correspondente solidificação na peça correspondente ao modelo que serviu de base para a ao modelo que serviu de base para a sua formaçãosua formação

Modelo da peça em madeira,

(nota-se que tem que ser de maior espessura que o original)

O processo de fusão se dá pelo O processo de fusão se dá pelo aquecimento da matéria prima até aquecimento da matéria prima até atingir seu ponto de liquefação. Após atingir seu ponto de liquefação. Após derretida será escoada ou injetada, derretida será escoada ou injetada, numa cavidade normalmente numa cavidade normalmente denominada molde. Uma vez denominada molde. Uma vez resfriada, a matéria prima solidifica-resfriada, a matéria prima solidifica-se tomando a forma em se tomando a forma em positivopositivo..

Após fundido e retirado do molde, o componente adquire a coloração do material de que é formado

Os processos mais utilizados ainda Os processos mais utilizados ainda para a confecção dos moldes para a confecção dos moldes convencionais são em areia de convencionais são em areia de fundição ou fundição ou terrasterras especiais. Estes especiais. Estes materiais são refratários e materiais são refratários e abundantes na natureza, os mais abundantes na natureza, os mais usados são a areia, gesso, cimento e usados são a areia, gesso, cimento e outras substâncias cerâmicas.outras substâncias cerâmicas.

Após fundido e retirado do molde, o componente vai para a usinagem e

tratamento térmico(se for o caso

Etapas do processoEtapas do processo Primeiro deve se fazer o molde Primeiro deve se fazer o molde

levando em conta todos aspectos. levando em conta todos aspectos. ( Como por exemplo drenos ( Como por exemplo drenos executados na feitura dos moldes de executados na feitura dos moldes de fundição, que se tratam de alguns fundição, que se tratam de alguns canais de vazamentocanais de vazamento para para possibilitar a drenagem do materialpossibilitar a drenagem do material .) .)

Esfriamento e solidificaçãoEsfriamento e solidificação Esta é a etapa mais crítica de todo o Esta é a etapa mais crítica de todo o

processo, já que um esfriamento processo, já que um esfriamento excessivamente rápido pode provocar excessivamente rápido pode provocar tensões mecânicas na peça, se houver tensões mecânicas na peça, se houver um resfriamento muito lento ocorrerá a um resfriamento muito lento ocorrerá a diminuição da produtividade.diminuição da produtividade.

Os fatores mais importantes que afetam Os fatores mais importantes que afetam estes eventos são: o tipo metal, as estes eventos são: o tipo metal, as propriedades térmicas do metal e do propriedades térmicas do metal e do molde, a relação geométrica entre o molde, a relação geométrica entre o volume e área da superfície da fundição volume e área da superfície da fundição e a forma do molde.e a forma do molde.

DesmoldagemDesmoldagem Após resfriado e solidificado o material Após resfriado e solidificado o material

fundido, é executada a retirada da fundido, é executada a retirada da peça do moldepeça do molde

DesrebarbeamentoDesrebarbeamento Após retirada do molde de fundição a Após retirada do molde de fundição a

peça possui diversas rebarbas peça possui diversas rebarbas ocasionadas pelo vazamento através ocasionadas pelo vazamento através dos canais de respiro alimentação e dos canais de respiro alimentação e dreno.dreno. E Este processo consiste na ste processo consiste na retirada das sobras e rebarbas por retirada das sobras e rebarbas por esmeris, ou por lixadeiras. esmeris, ou por lixadeiras.

Acabamento e limpezaAcabamento e limpeza É É uma limpeza através de escovas uma limpeza através de escovas

de aço manuais ou rotativas, além da de aço manuais ou rotativas, além da utilização de lixas, ou jatos de areia, utilização de lixas, ou jatos de areia, se for o caso.se for o caso.

Quando a peça necessita de precisão Quando a peça necessita de precisão absoluta em suas dimensões, ainda absoluta em suas dimensões, ainda são são torneadastorneadas, retificadas, usinadas , retificadas, usinadas ou manipuladosou manipulados

Classificação de Classificação de processosprocessos

Existem muitas variantes no processo Existem muitas variantes no processo de fundição (grau de automação, de fundição (grau de automação, produtividade, precisão dimensional, produtividade, precisão dimensional, acabamento superficial) , entretanto acabamento superficial) , entretanto destaca-se a influência do tipo de destaca-se a influência do tipo de molde nas propriedades físicas do molde nas propriedades físicas do material resultante. Por este motivo os material resultante. Por este motivo os processos de fundição são muitas processos de fundição são muitas vezes classificados de acordo com o vezes classificados de acordo com o tipo de molde utilizado.tipo de molde utilizado.

Molde em areia verdeMolde em areia verde Consiste na elaboração do molde Consiste na elaboração do molde

com areia úmida modelada pelo com areia úmida modelada pelo formato do modelo da peça a ser formato do modelo da peça a ser fundida. É o método mais empregado fundida. É o método mais empregado na atualidade, serve para todos os na atualidade, serve para todos os metais. É especialmente apropriado metais. É especialmente apropriado para peças de tamanho pequeno e para peças de tamanho pequeno e médiomédio

Não é adequado para peças grandes, Não é adequado para peças grandes, de geometria complexas, nem para de geometria complexas, nem para acabamentos finos,acabamentos finos,

Fundição em areia verde

pois ficam as marcas de corrugamento da areia, e sua tolerância dimensional é reduzida.

Fundição sob pressãoFundição sob pressão Consiste na injeção de um metal Consiste na injeção de um metal

líquido contido em um recipiente líquido contido em um recipiente (câmara de injeção) para o interior (câmara de injeção) para o interior da cavidade de um molde fabricado da cavidade de um molde fabricado em aço, por meio de um pistão. em aço, por meio de um pistão.

Primeiro, o ar é eliminado da câmara Primeiro, o ar é eliminado da câmara de injeção. Depois, há um rápido de injeção. Depois, há um rápido preenchimento da cavidade do preenchimento da cavidade do molde para evitar o resfriamento do molde para evitar o resfriamento do metal. Por último o metal é metal. Por último o metal é compactado para diminuir o volume compactado para diminuir o volume das microporosidades decorrentes da das microporosidades decorrentes da contração de solidificação do metal.contração de solidificação do metal.

Representação esquemática do processo de fundição sobre pressão em câmera quente.

Cera perdidaCera perdida Utiliza um modelo consumível de cera Utiliza um modelo consumível de cera

ou plástico obtido por injeção em ou plástico obtido por injeção em matriz metálica. matriz metálica.

Basicamente, a produção de peças pelo Basicamente, a produção de peças pelo processo pode ser dividida em seis processo pode ser dividida em seis etapas principais, descritas a seguir: etapas principais, descritas a seguir:

        1. Produção do modelo em cera1. Produção do modelo em cera 2. Montagem da árvore (cacho) (a)  2. Montagem da árvore (cacho) (a) Imersão em lama cerâmica (b) Imersão em lama cerâmica (b) Chuveirada com refratárioChuveirada com refratário      

3. Fabricação do molde3. Fabricação do molde4. Deceragem e Calcinação 4. Deceragem e Calcinação 5. Fusão e vazamento (a) 5. Fusão e vazamento (a)

Desmoldagem (b)Desmoldagem (b)Separação do canalSeparação do canal6. Limpeza das peças6. Limpeza das peças

Preparo do modelo da peça em cera Acabamento.

Banho-maria

Banho de Chamote

Secagem

Desceragem dos cachos Vazamento

Cacho incandescente

Peça produzida e modelo de cera (vermelho)

Molde permanenteMolde permanente A aplicação mais conhecida é a da A aplicação mais conhecida é a da

fundição de "lingotes", ou seja, peças fundição de "lingotes", ou seja, peças de forma regular, cilindrica ou de forma regular, cilindrica ou prismática, que irão sofrer prismática, que irão sofrer posteriormente processamento posteriormente processamento mecânico. Os moldes nesse caso, mecânico. Os moldes nesse caso, serão chamados de "lingoteiras".serão chamados de "lingoteiras".

Processo de vazamento do metal no estado líquido em um molde.

Molde metálico para produção de peças.

Solidificação do metal junto à parede do molde.

Algumas peças produzidas por fundição.

ConclusãoConclusão Fundição é um campo do conhecimento

tecnológico, bastante complexo e com um grande número de variáveis.

Cabe ao fundidor analisar o quadro e determinar corretamente o material, molde e processo à ser usado a fim de um melhor resultado. Mesmo sendo um processo muito antigo passa por inovações ao passar do tempo, que não estão perto de cessar.