Fundição

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ

FUNDIÇÃO DOS METAIS

Docente:
Prof. Me. Paulo Machado

Discentes:
Fausto Filipe Teixeira de Toledo (10133001218)
Fernando Alves Gaia (10133003818)
Juliana Garcia Gaia (10133000618)
Leticia Fernanda Rabelo Castelo Branco (10133002418)
Josué Saldanha (09133002918)

INTRODUÇÃO

O processo de fundição consiste em vazar (despejar) metal líquido
em um molde havendo uma cavidade com o formato e as medidas
correspondentes aos da peça a ser fabricada.
De modo econômico, a fundição, permite obter peças grandes ou de
geometria complexa, sendo essa sua principal vantagem em relação
a outros processos.
Os materiais que podem constituir os moldes é outra de suas
vantagens, como será visto, a utilização de moldes de areia é a forma
mais barata de se realizar o processo de fundição, pois alguns tipos
de areia empregados, são quase que totalmente reaproveitados.

FUNDIÇÃO DOS METAIS 4

ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO

 Confecção do modelo

 Fabricação do molde (moldagem)

 Fabricação do macho (macharia)

 Fusão

 Vazamento

 Desmoldagem

 Rebarbação e limpeza

 Controle de qualidade

ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO

Quadro 1. Contração do metal após o resfriamento

MATERIAL CONTRAÇÃO

AÇOS 1 a 2%

FERRO FUNDIDO CINZENTO 0,8%

FERRO FUNDIDO DUCTIL 0,8 a 1%

ALUMÍNIO 355 E 356 1,5%

ALUMÍNIO 13 1%

COBRE-CROMO 2%

BRONZE AO ESTANHO 1%

BRONZE AO SILÍCIO 1%

BRONZE AO AMNGANÊS 1,5%

BRONZE ALUMÍNIO 1,5%

Fonte: Norberto Moro, 2007


ESCOLHA DO PROCESSO

 Peças à serem produzidas;
 Projeto da fundição;
 Tolerâncias requeridas;
 Grau de complexidade;
 Especificação do metal;
 Acabamento superficial desejado;
 Custo do ferramental;
 Comparativo econômico entre usinagem e fundição;
 Limites financeiros do custo de capital;
 Requisitos de entrega.


CARACTERÍSTICAS E DEFEITOS DOS
PRODUTOS FUNDIDOS

 Sobremetal;

 Ausência de furos pequenos e detalhes complexos

 Cantos arredondados e paredes mais grossas;

 Inclusão de material refratário do molde na peça;

 Heterogeneidade na composição da liga metálica;

 Rechupe;

 Porosidade;


CARACTERÍSTICAS E DEFEITOS DOS
PRODUTOS FUNDIDOS

Figura 1. tipos de macroporosidades: rechupe

Fonte: Site CIMM


PROCESSOS DE FUNDIÇÃO

• Fundição em Molde de Areia

• Fundição sob Pressão/Die Casting

• Fundição de Precisão

• Ligas Metálicas

• Lingotamento Contínuo


MOLDAÇÃO EM AREIA

• Fundição em Molde de Areia

 Características da areia:

• Possuir estabilidade dimensional e térmica a elevadas temperaturas;

• Ser quimicamente inerte a metais fundidos;

• Não conter elementos voláteis que produzam gás no aquecimento;

• Ser disponível em grandes quantidades e preços razoáveis;


MOLDAÇÃO EM AREIA

• Microestrutura:

 Grãos de pequeno;

 Grãos de grande tamanho ;

 Grãos de formas irregulares;


MOLDAÇÃO EM AREIA

• Vantagens:

 Pode criar geometrias complexas

 Pode criar formas externas e internas

 Alguns processos de fundição são net shape (forma final), enquanto
outros near net shape (próximo a forma final)

 Capaz de produzir peças de grande porte

 Alguns métodos de fundição são adequados à produção em massa


FUNDIÇÃO EM MOLDES DE AREIA

Figura 2. Processo mecanizado de moldes em areia.

 Vantajoso
 Por que chama-se areia
verde?
 Composição simples.
 Propriedades do molde.
 Preparação do molde.
 Produção de peças em
ferro, aço, aço
inoxidável e ligas de
cobre, magnésio e
níquel.

Fonte: Norberto Moura 2007

MOLDAÇÃO EM AREIA VERDE

• Etapas do processo de moldação:

Figura 3. (a) modelo de madeira; (b) molde sendo colocado no estrado de areia;

(a) (b)

Fonte: processos de fundição.pdf




Figura 4: molde pronto, na posição á ser utilizada





Figura 5: colocação da caixa superior para verificar se a posição do canal de
vazamento e alimentador estão corretas.





Figura 6. retirada dos modelos





Figura 7. criação das bacias e eliminação dos canto vivos





Figura 8. construção do canal de distribuição





Figura 9. adição do metal líquido.





Figura 10. peça fundida (para retirada da peça é necessário quebrar o molde.
Aproximadamente 98% areia pode ser reaproveitada).





Figura 11. peça pronta depois de feito os acabamentos.



MOLDAÇÃO EM AREIA VERDE (VIDEO)


MOLDAÇÃO EM AREIA SECA

• indicado para peças médias e grandes
• ferrosos e não-ferrosos
• melhor acabamento e tolerâncias dimensionais que o de
areia verde.

• Mistura: Areia sintéticas ou semi-sintéticas + aglomerantes
orgânicos
• Secagem em estufas 150 a 300 C
• Superfície do molde pode ser protegida com tintas
refratárias (melhor acabamento).


Vantagens:
• maior resistência à erosão do metal líquido;
• maior estabilidade dimensional;
• maior resistência à pressão estática do metal líquido;
• maior resistência à penetração do metal.

Variações;
Loam molding (moldagem em barro) peças grandes
(Chapelona).
Moldagem em chamote (areia) peças grandes.
Barro: areia + argila mistura bastante plástica;
Pintura e aquecimento em temperaturas próximas a 500 C.


AREIA CIMENTO
• peças grandes;
• não precisa de calor para a secagem;
• alta resistência a seco.

Mistura: Areia silicosa lavada + 10% cimento Portland
+ 5% Água

Ex.: moldes para lingoteiras de grande porte.

Desvantagens:
• Custo elevado da mistura;
• Não recuperável;
• Baixa colapsibilidade difícil desmoldagem.

MOLDAÇÃO DA AREIA DE MACHO

• Precursor dos métodos modernos de fundição de precisão;
• Peças complicadas para o método de areia comum;
• Boa precisão dimensional;
• Pintura com tintas especiais para macho.

Mistura: Areia + óleo de macho, óleo de linhaça
(secativos) + elementos orgânicos + bentonita
Moldes: Confecção manual ou em máquinas, secos
em estufas (150 a 250 C)
Ex.: Corpos de compressores resfriados ao ar.


MOLDAGEM EM CASCA (SHELL MOLDING)

Mistura: Areia + resina sintética polimeriz. a quente
(termofixa) 3 a 10%
Estufa: 150 a 350 C
• Acabamento excelente;
• Alta rigidez boa precisão dimensional
• Como a espessura da casca é pequena, pode ser
empregada areia bem fina sem prejuízo na
permeabilidade do molde.

Cascas de até 5 mm de espessura (mínima)
dependente do tamanho, peso, complexidade da peça e
do metal utilizado.

Molde + machos duas partes fechadas com
grampos ou colados antes do vazamento.
Desvantagens:
• Custo elevado do modelo (precisão dimensional
e resistência térmica)
• Areia não recondicionável.

Limitações: Peças não maiores que 15 – 20 Kg.
Utilização: motor de explosão refrigerado a
ar, virabrequins, peças de responsabilidade
(justificando o custo do processo).

ESTUDO DE CASO

Mapeamento de gerenciamento das areias verde
de fundição no estado do Paraná sob a ótica da
produção mais limpa: uma contribuição para o
estabelecimento de estratégias.


ESTUDO DE CASO


ESTUDO DE CASO

• Com relação ao controle de qualidade das areias:
- Realizam ensaios com areias em suas próprias instalações
(recorrendo a terceiros, de forma complementar, quando
necessário): 56% das empresas pesquisadas;
- Não realizam ensaios com areias em suas
própriasinstalações (recorrendo a terceiros): 15% das
empresas pesquisadas;
- Não realizam ensaios com areias (nem internamente, nem
através de terceiros): 3,7% das empresas pesquisadas;


ESTUDO DE CASO

Equipamento para areia a verde: percentual presente nas empresas.


ESTUDO DE CASO

• O descarte final das areias e finos das empresas que fizeram
parte da amostra
• apresentou-se mais concentrado nos aterros Industriais para
descarte exclusivo de
• areias de fundição (próprios), absorvendo 96,6% do montante
total descartado
• (98,2% do total das areias a verde, 94,6% das areias ligadas
quimicamente e 95,1%
• do total dos finos descartados), seguido dos aterros industriais
para descarte de
• resíduos industriais em geral (próprios), que absorvem 2,1% do
montante total
• descartado (1,8% do total das areias a verde, 3,2% do total das
areias ligadas
• quimicamente e 4,8% do total dos finos descartados)


CONCLUSÃO

Com base no texto e nas demais pesquisas realizadas, observou-se
que a fundição em moldes de areia tem um grande destaque nas
indústrias, pois proporciona a fabricação de peças que
praticamente não necessita de acabamento final, ou seja, em
muitos casos as peças fundidas não necessitam ser usinados, além
disso, a fundição proporciona a fabricação de peças complexas que
dificilmente seriam conseguidas por outros processos, o que
influencia diretamente no custo beneficio uma vez que em
decorrência do seu custo relativamente baixo e manufatura
simples. E dependendo da composição os moldes podem ser
nomeados seguindo determinada características especificadas.


REFERÊNCIAS

• Askeland, Donald R. Phulé, Pradeep P. Ciência e Engenharia dos materiais. São
Paulo. Cengage Learning, 2008. 5ª Ed.
• Groover, M. P., Fundamentals of Moder Manufacturing, Prentice Hall, 1996.
• http://www3.fsa.br/mecanica/arquivos/02%20Fundi%C3%A7%C3%A3o.pdf.
Acesso em: 28/03/2013.
• http://www.abal.org.br/aluminio/processos_fundicao.asp. Acesso em:
28/03/2013.
• http://www.metalmat.ufrj.br/downloads/livro_FUNDICAO.pdf. Acesso em:
28/03/2013.
• http://www3.fsa.br/mecanica/arquivos/02%20Fundição.pdf. Acesso em
28/03/2013.
• Norberto Moro, Prof. Eng. Mec.. Processos de fabricação- Fundição. Centro
Federal de Educação e Tecnologia de santa Catarina. Disponível em:
http://www.norbertocefetsc.pro.br/fundicao.pdf . Acesso em: 28/03/2013.
• http://dc189.4shared.com/doc/RTFYXo-L/preview.html Acesso em
29/03/2013
• http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/3685-
macroporosidade#.UVwl_TextS0 Acesso em: 29/03/2013


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