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Conteúdo

ÁREAS E VOLUMES .................................................................................................................................... 3

Diversas etapas da Fundição .................................................................................................................................... 4

OS QUATRO COMPONENTES QUE REPRESENTAM ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO ......................................................................................................................................................................... 4

FABRICAÇÃO DO MACHO ......................................................................................................................... 5

Moldes de fundição ................................................................................................................................................ 7

MOLDE EM AREIA VERDE ......................................................................................................................... 7

MOLDE EM AREIA SECA ............................................................................................................................ 7

MOLDE MECÂNICO ..................................................................................................................................... 7

MODELO DE CERA DESCARTÁVEL EM MOLDES PARA MICRO FUSÃO ......................................... 8

MOLDE COQUILHA ..................................................................................................................................... 8

FUNDIÇÃO POR INJECÇÃO ........................................................................................................................ 8

MOLDE METÁLICO ..................................................................................................................................... 8

FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO ......................................................................................................... 9

FUNDIÇÃO DE PRECISÃO .......................................................................................................................... 9

FUNDIÇÃO CONTÍNUA ............................................................................................................................... 9

CONTROLE DE QUALIDADE DE PEÇAS FUNDIDAS ......................................................................... 9

CARACTERÍSTICAS DESEJÁVEIS PARA O SISTEMA DE ENCHIMENTO: ................................. 11

TRAÇADO DOS ELEMENTOS DO SISTEMA DE ENCHIMENTO VERTICAIS ............................ 12

BACIA DE VAZAMENTO ........................................................................................................................ 13

GITO DE DESCIDA E BASE DO GITO .................................................................................................. 14

FASES DE ENCHIMENTO ....................................................................................................................... 15

SISTEMAS DE ENCHIMENTO SUPERIOR ......................................................................................... 16

SISTEMAS DE ENCHIMENTO INFERIOR .......................................................................................... 18

TEMPO DE ENCHIMENTO DA MOLDAÇÃO ..................................................................................... 19

AVALIAÇÃO DA GEOMETRIA E DISTRIBUIÇÃO DE MASSA NA PEÇA .................................... 20

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ESCOLHA DA RELAÇÃO DE GITAGEM .............................................................................................. 20

MÉTODO DIRECTO ................................................................................................................................. 21

CÁLCULO A PARTIR DO TEMPO DE ENCHIMENTO ..................................................................... 21

1. CÁLCULO DO TEMPO DE ENCHIMENTO - PEÇAS PEQUENAS .............................................. 22

2. CÁLCULO DO TEMPO DE ENCHIMENTO – MÉTODO DE DIETERT ..................................... 22

3. CÁLCULO DO TEMPO DE ENCHIMENTO – MÉTODO DE TITOV ET AL. .............................. 22

DETERMINAÇÃO DA ALTURA DE QUEDA DO METAL (HM = H EM CM) ................................ 23

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERDA DE VELOCIDADE (CM) .................................. 23

DETERMINAÇÃO DA SECÇÃO MÍNIMA (SM, EM CM2) .................................................................. 24

CANAIS DE SECÇÃO CONSTANTE ...................................................................................................... 25

CANAIS DE SECÇÃO DECRESCENTE .................................................................................................. 25

DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS DE GITAGEM .................................................................... 27

RESOLUÇÃO .............................................................................................................................................. 28

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Áreas e volumes

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Diversas etapas da Fundição

Antes da fusão do material, é necessária a preparação do molde.

O molde recebe o metal liquido que irá solidificar obtendo-se desta forma a peça correspondente

ao modelo que serviu de base para a sua formação.

Os processos mais utilizados ainda para a confecção dos moldes convencionais são em areia de

fundição ou terras especiais. Estes materiais são refractários e abundantes na natureza, os mais

usados são a areia, gesso, cimento e outras substâncias cerâmicas.

Após fundido e retirado do molde, a areia (componente) adquire a coloração do material de que é

formado

Quando misturados com água, argila (em alguns casos), e um aglutinante, os moldes adquirnuma

coesão uniforme e maleabilidade, sem perder a permeabilidade que permite evacuar os gases no

momento da injecção, ou do escoamento.

Os materiais usados na fabricação de moldes podem ser recuperáveis ou perecíveis metálicos.

Os quatro componentes que representam etapas do processo de fundição

O modelo deve ser ligeiramente maior que a peça original, já que se deve levar em conta a

contracção tridimensional desta quando da solidificação. Existem normas que devem ser

seguidas conforme os metais ou ligas a serem fundidas, estas são disponíveis em tabelas ou

ábacos.

As superfícies do molde devem respeitar ângulos

mínimos em relação ao modelo, com o objectivo de

não danificar os formatos tomados pela areia durante

a extracção da peça que serve como modelo. Este

ângulo é denominado ângulo de saída.

Devem ser incluídos no molde canais de

alimentação e respiro para o vazamento de excessos

de material fundido e para a saída do ar.

Se necessário, devem ser incluídos prensos, que são prolongamentos que servem para a colocação

do macho, pois a forma muitas vezes consiste em duas peças, um macho e uma fêmea, ou duas

metades, estando no centro a parte oca que servirá de negativo para ser preenchida pelo material

liquefeito. A função dos prensos é prender uma peça à outra.

Fabricação do modelo

Para a confecção do modelo para imprimir na forma de areia o formato da peça a ser fundida,

geralmente é utilizada madeira, plásticos como o poliuretano, metais como o alumínio ou o ferro

fundido. Muitas vezes, utiliza-se a própria peça como modelo, porém esta passa por um processo

de aumento tridimensional, geralmente com a aplicação de diversas camadas de tinta ou resina,

por exemplo para compensar o efeito da contracção da peça fundida após o seu arrefecimento.

Bipartição do modelo

Geralmente, fabricam-se dois semi-modelos correspondentes a cada uma das partes do modelo

principal que é necessário fabricar. Muitas vezes, dependendo da geometria da peça, são

confeccionados moldes macho e fêmea, os semi-modelos porém são considerados machos. Em

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algumas regiões a forma de fundição é chamada de caixa de machos, nomenclatura também

adoptada pelas normas técnicas.

Devido ao processo de utilização de dois semi-modelos (ou duas metades) para imprimir as duas

cavidades da forma, notamos em algumas peças depois de prontas uma espécie de marca (no

plano de apartação) separando-a em duas metades, esta é a impressão dos moldes.

Compactação da areia em redor do modelo

Para a compactação da areia em redor do modelo, cada semi modelo é colocado sobre uma tábua,

esta em seguida é cercada por quatro tábuas para formar uma caixa. A caixa contendo a peça

molde é preenchida com areia de fundição. Em seguida é feita a compactação em cada forma e

viradas 180 graus.

São retirados os moldes, e são feitos os canais de respiro (ou vazamento). Após este processo são

montadas as duas metades, ou seja, os dois blocos formando uma peça em cujo interior está o

negativo (cavidade) a ser preenchida pelo metal em fusão.

As areias de fundição actualmente são sintéticas, não no sentido químico, mas porque são uma

mistura de vários tipos de areias, ligantes argilosos e outros aditivos. O componente crítico da

areia refractária é o cristal de quartzo, um material de toxicidade conhecida. O componente

desagregado mais perigoso é a farinha de sílica ou areia de faceamento, que é colocada sobre o

molde, para se obter um bom acabamento superficial.

Na produção em massa o molde é executado numa máquina de moldagem. Este equipamento é

projectado para compactar a areia firmemente na caixa de moldagem, minimizando desta forma o

esforço físico do moldador e melhorando a qualidade do molde.

Fabricação do Macho

O macho é um elemento refractário colocado no molde para definir uma cavidade ou espaço

vazio no fundido final. Uma vez que o material irá fluir em volta do macho ele tem de ser

mecanicamente resistente durante o vazamento e ainda tornar-se quebradiço após o vazamento e o

arrefecimento, permitindo assim, uma fácil remoção da peça fundida do molde, ou seja, a

desmoldagem. A areia para a fabricação do macho é preparada num misturador através da mistura

de areia de sílica com um ligante orgânico tal como o óleo de linhaça e amido ou dextrina.

A areia preparada é colocada numa caixa de macho determinando a forma do mesmo, após o

macho é retirado e vai par uma estufa para se conseguir uma forma refractária enrijecida.

Colocação do macho

Se a peça que se quer fabricar é oca, será necessário dispor de machos que evitem que o metal

fundido se propague pelas cavidades. Geralmente os machos são fabricados com areias mais finas

e misturadas com materiais que proporcionam uma compactação maior (Existem algumas argilas

específicas para isso). Esta técnica permite uma manipulação manual na inserção destes na

cavidade do molde.

Um exemplo do uso deste tipo de macho é os blocos de motores, em que existe a necessidade de

preservar os condutos de lubrificação e de passagem de água para arrefecimento.

Uma vez montado o macho dentro das cavidades, formadas pelo modelo primário, as duas metades

do molde de fundição serão juntadas para receberem o material sob fusão.

Drenos

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Quando o material fundido preenche as cavidades, é necessário que haja uma pequena sobra deste

para expulsar o ar e possíveis contaminações. São executados no fabrico dos moldes de fundição

alguns canais de vazamento para possibilitar a drenagem do material.

Arrefecimento e solidificação

Esta é a etapa mais crítica de todo o processo, já que um arrefecimento excessivamente rápido

pode provocar tensões mecânicas na peça, inclusive com aparecimento de fissuras, e a formação

de bolhas. Se houver um arrefecimento muito lento ocorrerá a diminuição da produtividade.

Estes eventos influenciam bastante o tamanho, forma, uniformidade e composição química dos

grãos formados na peça fundida, que por sua vez influência as suas propriedades globais.

Os factores mais importantes afectam são: o tipo do metal, as propriedades térmicas do metal e do

molde, a relação geométrica entre o volume e área da superfície da fundição e a forma do molde.

Desmoldagem

Após arrefecido e solidificado o material fundido, é executada a retirada da peça do molde. Ao

fazê-lo deve-se tomar o cuidado de retirar a areia dos machos. Retirada a areia dos machos e da

peça, esta pode ser reaproveitada em outros moldes de fundição indefinidamente, desde que não

tenha sido contaminada por nenhum elemento que venha a causar alguma reacção.

Erro comum nas fundições é a contaminação de determinados materiais superficialmente por

outros que ficaram dispersos na areia, causando por vezes certas contaminações superficiais

indesejáveis.

Rebarbagem

Após retirada do molde de fundição a peça possui diversas rebarbas ocasionadas pelo vazamento

através dos canais de respiro alimentação e dreno, além da marca da emenda das caixas de macho

que deixa às vezes alguma rebarba.

Quando ocorre este efeito, é necessária uma limpeza da peça através do desrebarbeamento, este

processo consiste na retirada das sobras e rebarbas por esmeris, ou por lixadeiras. Estas máquinas

possuem ferramentas ou materiais abrasivos cuja finalidade é limpar ou retirar as rebarbas.

Acabamento e limpeza

Depois do processo de retirada das rebarbas, ainda existem imperfeições e areia nas saliências e

reentrâncias das peças, normalmente faz-se uma limpeza através de escovas de aço manuais ou

rotativas, além da utilização de lixas, ou jactos de água, se for o caso.

Tratamento térmico

Depois de rebarbadas, as peças podem necessitar algum tipo de tratamento térmico para rearranjo

de sua estrutura interna. Esta é executada em fornos para aliviar tensões internas recozimento de

normalização.

Maquinagem

Peças mecânicas dificilmente ficam prontas e acabadas após a sua limpeza, necessitam serem

maquinadas e trabalhadas por máquinas ferramentas. Somente componentes que não necessitam

precisão absoluta em suas dimensões, não precisam ser torneados, rectificados, maquinados.

Tratamentos térmicos Alguns tipos de ferros fundidos, podem ser submetidos há tratamentos

localizados de superfície, tal como; têmpera de borda nas ferramentas de corte e superfícies que

sofrerão severos atritos, este procedimento é aplicado para prolongar a vida útil dos fundidos, para

Com este procedimento aumenta-se a dureza das peças

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Rectificação

Depois do tratamento térmico, algumas peças podem necessitar um aumento de precisão nas suas

dimensões. Muitas vezes utiliza-se o processo de rectificação executado por máquinas ferramentas

chamadas rectificadoras. Os processos de acabamento descritos acima variam de peça para peça,

podendo ser utilizados em maior ou menor grau, dependendo do tipo de peça, ao sair da fundição

já está pronta e acabada.

Processos

Existem diversos processos de fundição. Estes consistem na fusão da matéria-prima a ser moldada

geralmente em "cadinhos".

Cadinhos são reservatórios fabricados em material refractário onde a matéria-prima é derretida e

drenada ou derramada posteriormente para as formas, ou moldes de fundição.

Moldes de fundição

Existem diversos tipos de moldes de fundição. Alguns em areia, outros em gesso ou materiais

refractários diversos, existem ainda moldes cerâmicos e metálicos, descartáveis, recicláveis,

mecanizados, manuais, etc.

Molde em areia verde

Consiste na elaboração do molde com areia húmida modelada pelo formato do modelo da peça a

ser fundida. É o método mais utilizado na actualidade, serve para todos os metais. É especialmente

apropriado para peças de tamanho pequeno e médio.

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

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

Molde em areia seca

Este tipo de molde é realizado a altas temperaturas (entre 200 e 300°C). Este método utilizado para

aumentar a resistência mecânica e a rigidez da forma de fundição. Este processo permite a

modelação de peças de grandes dimensões e geometrias complexas. A precisão dimensional é boa

e o acabamento superficial é bom.

Molde mecânico

Actualmente, ao invés da conformação em areia de forma convencional por compactação manual,

usa-se um tipo molde mais compactado chamado de molde mecânico. Trata-se de um sistema

desenvolvido para que o material de conformação do molde seja comprimido através de

equipamento pneumático ou hidráulico cujas cavidades mecânicas (negativo) ou formas recebam o

metal com maior tamanho densidade ou pressão, de forma a suportar os esforços sem que ocorram

desmoronamentos durante o preenchimento. Este sistema foi desenvolvido para resolver as

deficiências da utilização dos moldes em areia verde, menos resistente.

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Modelo de cera descartável em moldes para micro fusão

Os sistemas de fundição que utilizam modelos de cera descartável, normalmente são utilizados

para modelagens delicadas das peças que precisam de acabamento fino. Estes processos são

chamados também de micro fusão. Consiste num modelo de cera ou plástico de baixo ponto de

fusão.

Em seguida a peça em cera ou plástico é inserida no material que a recobrirá, formando assim o

molde preenchido com o modelo.

A granulação do material do molde que recobre o modelo deve ser fina para dar um melhor

acabamento na peça fundida. Após a formação do molde preliminar, este material é recoberto por

outro de granulação maior com a finalidade de proporcionar rigidez mecânica ao conjunto que terá

a cavidade preenchida com o material liquefeito.

Um detalhe importante deste sistema de confecção do molde, é que uma vez completa, o modelo

não é retirado de seu interior, ele é derretido. O modelo em cera é pré aquecido portanto derreterá

e escorrerá para fora do molde, ficando desta forma a cavidade pronta para receber o material

fundido.

A principal vantagem deste sistema é a ausência de machos e de superfícies de junta, ficando a

peça com acabamento fino e precisando de pouca maquinagem principal.

Molde coquilha

Actualmente, ao invés da conformação em areia usa-se um tipo de molde fixo e maciço chamado

"coquilha". Trata-se de um sistema onde o metal fundido ou é derramado por gravidade em

cavidades mecânicas (negativo) ou formas de metal maciço não aderente à liga fundida.

Fundição por injecção

Basicamente obedece ao mesmo processo da coquilha, porém o molde é mecanizado. Existem

menos restrições à geometria das peças, pois o molde é fabricado por processos modernos como

electroerosão, por laser, entre outros, que dão excelente acabamento, possibilitando menos

maquinagem nas peças.

Molde Metálico

Os processos que empregam moldes metálicos são:

Fundição em Molde Permanente;

Fundição sob pressão.

Moldes Permanentes

A aplicação mais conhecida é a da fundição de "lingotes", ou seja, peças de forma regular,

cilindrica ou prismática, que irão sofrer posteriormente processamento mecânico. Os moldes nesse

caso, serão chamados de "lingoteiras".

Fundição sob pressão

Consiste em forçar o metal líquido sob pressão, a penetrar na cavidade do molde, chamada matriz.

Esta é metálica, portanto de natureza permanente e, assim pode ser usada inúmeras vezes.

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Devido à pressão e a consequente alta velocidade de enchimento da cavidade do molde, o processo

possibilita a fabricação de peças de formas bastante complexas e de paredes mais finas do que os

processos por gravidade, permitem.

A matriz é geralmente construída em duas partes, que são hermeticamente fechadas no momento

do vazamento do metal líquido. Ela pode ser utilizada fria ou aquecida à temperatura do metal

líquido, o que exige materiais que suportem essas temperaturas. O metal é bombeado na cavidade

da matriz e a sua quantidade deve ser tal que, não só preencha inteiramente esta cavidade, como

também os canais localizados em determinados pontos para evacuação do ar. Esses canais

garantem o preenchimento completo das cavidades da matriz.

Assim, simultaneamente, produz-se alguma rebarba. Enquanto o metal solidifica, é mantida a

pressão durante um certo tempo, até que a solidificação se complete. A seguir, a matriz é aberta e a

peça é expelida. Procede-se, então, a limpeza da matriz e a sua lubrificação. Fecha-se novamente e

o ciclo é repetido.

Fundição por centrifugação

O processo consiste em vazar-se metal líquido num molde dotado de movimento de rotação, de

modo que a força centrífuga origine uma pressão além da gravidade, que obriga o metal líquido ir

de encontro com as paredes do molde onde aquele se solidifica. Um dos exemplos mais

conhecidos de utilização do processo, corresponde a fabricação de tubos de ferro fundido para

linhas do fornecimento de água. A máquina utilizada, consiste essencialmente de um molde

metálico cilíndrico, montado em roletes, de modo que nele se possa aplicar o movimento de

rotação. Esse cilindro é rodeado por uma camisa de água estacionária, montada por sua vez, em

rodas, de modo a permitir que o conjunto se movimente longitudinalmente.

Fundição de Precisão

Os processos de fundição por precisão utiliza um molde obtido pelo revestimento de um modelo

consumível com uma pasta ou argamassa refractária que endurece à temperatura ambiente ou

mediante a um adequado aquecimento. Uma vez que essa pasta refractária foi endurecida, o

modelo é consumido ou inutilizado. Tem-se assim uma casca endurecida que constitui o molde

propriamente dito, com as cavidades correspondentes à peça que se deseja produzir. Vazado o

metal líquido no interior do molde, e solidificada a peça correspondente, o molde é igualmente

inutilizado.

Fundição Contínua

Neste processo, as peças fundidas são longas, com secções quadrada, rectangular, hexagonal ou de

formatos diversos. Em outras palavras, o processo funde barras de grande comprimento com as

secções mencionadas, as quais serão posteriormente processadas por maquinagem ou pelos

métodos de conformação mecânica no estado sólido. Em princípio, o processo consiste em vazar-

se o metal líquido num cadinho aquecido. O metal líquido escoa através de matrizes de grafite ou

cobre, arrefecidos na água.

Controle de Qualidade de peças fundidas

A inspecção de peças fundidas - como de peças produzidas por qualquer outro processo

metalúrgico - tem dois objectivos:

Rejeitar as peças defeituosas;

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Preservar a qualidade das matérias-primas utilizadas na fundição e a sua mão-de-obra.

O controle de qualidade compreende as seguintes etapas:

INSPEÇÃO VISUAL: usada para detectar defeitos visíveis, resultantes das operações de

moldagem, confecção e colocação dos machos, de vazamento e limpeza;

INSPEÇÃO DIMENSIONAL: é realizada geralmente em pequenos lotes produzidos, antes

que toda a série de peças seja fundida;

INSPEÇÃO METALÚRGICA: inclui análise química; exame mecanográfico, para

observação de microestrutura do material; ensaios mecânicos, para determinação de suas

propriedades mecânicas; ensaios não-destrutivos, para verificar se os fundidos são

totalmente 'perfeitos'.

Muitas vezes, uma inspecção, para ser completa, exige testes de uma montagem, onde são

incluídas as peças fundidas, e onde simulam ou duplicam as condições esperadas em serviço.

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Sistema de Enchimento

Características desejáveis para o Sistema de Enchimento:

• Deve garantir o enchimento completo da Moldação, no menor tempo possível e sem necessidade

de sobreaquecimento excessivo do metal fundido;

• Permitir o enchimento sem que ocorra erosão da Moldação e dos Machos;

• Impedir a formação de películas soltas de óxidos e a passagem destas para a peça;

• Impedir o arrastamento ou aspiração de ar para o interior da Moldação;

• Criar condições favoráveis ao arrefecimento e Alimentação da peça;

• Ser económico, tanto no que refere ao consumo de metal, como à facilidade de moldação.

Para cumprir estes requisitos, durante projecto do sistema de enchimento, deve ter-se em atenção

ao Traçado do sistema

O objectivo principal do Sistema de Enchimento é o de permitir a distribuição do metal líquido na

Moldação

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Traçado dos elementos do sistema de enchimento

Traçado dos elementos do sistema de enchimento verticais

Canais de Distribuição e Ataques

Máquinas de moldação automática com plano de apartação vertical

Peças altas com vários planos de apartação horizontais

Moldação em carapaça ou por cera perdida

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Bacia de vazamento

Elementos filtrantes – Elementos

introduzidos no Sistema de Enchimento de

forma a reter as impurezas antes de estas

serem arrastadas para o interior da

Moldação.

Tipos de impurezas:

• Produtos da oxidação do metal fundido;

• Partículas refractárias provenientes do Forno ou

da Colher de Vazamento;

• Partículas refractárias arrastadas da Moldação ou

dos Machos;

• Compostos resultantes das operações

metalúrgicas;

filtro

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Gito de Descida e Base do Gito

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Fases de Enchimento

Limitar a turbulência:

• Evitar curvas em ângulo vivo

• Evitar mudanças bruscas de secção

• Limitar velocidade de escoamento

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O regime de escoamento de um fluido incompressível numa conduta impermeável é governado

pela Lei da Continuidade e pela Lei da Conservação da Energia.

Sistemas de Enchimento superior

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Sistemas de Enchimento inferior

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Tempo de enchimento da moldação

O tempo de enchimento das Moldações deve estar situado entre dois limites:

O tempo máximo não pode ultrapassar o tempo de início de solidificação do material a

vazar, isto é, o tempo necessário para se atingir a temperatura de liquidus.

O tempo mínimo será aquele que permite manter a velocidade de enchimento em valores

óptimos, de forma a evitar a erosão da Moldação e, ao mesmo tempo, evitar Canais de

Distribuição com secções excessivas a que se iriam associar baixos rendimentos da

Moldação.

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Dimensionamento dos sistemas de gitagem

Avaliação da geometria e distribuição de massa na peça

1. Escolha da posição da peça na Moldação;

2. Definição do Plano ou Planos de Apartação;

3. Desenho provisório do Sistema de Enchimento, o qual inclui

a. Definição do número e localização dos Ataques;

b. Número e traçado dos Canais de Distribuição;

4. Escolha da Relação de Gitagem;

5. Dimensionamento do sistema:

a. Cálculo da Secção Mínima;

b. Dimensionamento de todo o sistema, com base na Secção Mínima.

Escolha da Relação de Gitagem

Relação de Gitagem

Sg : Sc : Sa

Sg –Gito de Descida.

Sc –Canal de Distribuição.

Sa –Ataques.

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Cálculo da Secção Mínima

Método directo

√ P - Peso da peça incluindo Alimentadores

Ce - constante que leva em consideração o tipo de liga e dimensões da peça

Cálculo a partir do tempo de enchimento

1. Determinação do tempo de enchimento da Moldação (t, em

segundos)

2. Determinação da altura de queda do metal (Hm, em cm)

3. Determinação do coeficiente de perda de velocidade (Cm)

4. Determinação da secção mínima de passagem do metal, também

designada por área de choque (Sm, em cm2)

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1. Cálculo do tempo de enchimento - Peças pequenas

2. Cálculo do tempo de enchimento – Método de Dietert

Vazamento de Ferro Fundido em Moldações em Areia

3. Cálculo do tempo de enchimento – Método de Titov et al.

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Determinação da altura de queda do metal (Hm = h em cm)

Determinação do coeficiente de perda de velocidade (Cm)

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Determinação da secção mínima (Sm, em cm2)

Sistemas Divergentes - a Secção Mínima (Sm) situa-se no fundo do Gito e é inferior à

secção global dos Canais de Distribuição e dos Ataques;

Sistema Convergentes - a Secção Mínima (Sm) corresponde aos Ataques, sendo a secção

dos Canais de Distribuição e da Base do Gito superior.

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Canais de secção constante

Canais de secção decrescente

Princípio Geral: Reduzir a secção do Canal de

Distribuição depois de cada Ataque.

Regras:

- A redução a efectuar deverá ser igual à secção do

Ataque antecedente.

- Corrigir a secção calculada dos Canais de

Distribuição e dos Ataques em mais 5%.

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Dimensionamento dos sistemas de gitagem

Material: Ferro Fundido Cinzento

Sobreaquecimento: 50 ºC

Módulo: 1,5

Peso da peça: 25 Kg

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Problemas de aplicação da matéria dada.

1-Pretende-se vazar uma peça em Alumínio como mostrado na figura. Determine as secções dos

canais de gitagem Sc, Sd e Sa?

As percas de carga no sistema de gitagem são de K=80%. O tempo máx. admissível de enchimento

pode ser obtido pelo gráfico de Jeancolas em anexo considerando um sobreaquecimento de 100ºC.

A relação de gitagem é 1:2:1.

Dados:

A= 300 mm ; B= 70 mm ; C= 100 mm ; D= 200 mm ; H=270 mm

Resolução

A velocidade de enchimento obtida a partir da equação de Bernoulli é:

Determinação do volume total:

Superfície da peça:

Superfície do alimentador:

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Superfície total:

Determinação do modulo de arrefecimento:

Determinação do tempo de arrefecimento até liquidus pelo gráfico de Jeancolas, para uma peça em

Alumínio vazado com um sobreaquecimento de 100ºC:

tarref. ≅ 140 segundos

Determinação da secção mínima do sistema de gitagem:

Relação de gitagem ΣSc : ΣSd : ΣSa = 1:2:1

Secção do canal de vazamento

Secção de cada um dos dois canais de distribuição

Secção de cada um dos quatro canais de ataque

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2 -Determine as dimensões mínimas do alimentador necessário para alimentar a peça de Ferro

Fundido mostrada na figura. Verifique se o raio de acção do alimentador é o adequado para uma

boa alimentação da peça.

A = 400mm ; B= 200mm; C=100mm ; H=1.5xD

Volume da peça

Módulo para o gráfico de Bishop:

Dimensões do alimentador:

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Determinação do raio de acção do alimentador pelo gráfico de “Gabel”:

Módulo de arrefecimento da peça:

Raio de acção para Ferro fundido normal segundo Gabel: 70 cm

portanto suficiente para uma boa alimentação da peça.

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Gráficos bi-logaritmícos para determinação do tempo de arrefecimento até liquidus segundo Jeancolas.

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Bibliografia

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W. Kurz & D. J. Fisher, Fundamentals of Solidification, Trans Tech Publications, 1992

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