Fundio em molde metlico

O que fundio?Fundio consiste basicamente de um conjunto de trabalhos que possibilita modificar a matria prima (ligas metlicas) por meio de fuso e consequente liquefao e escoamento -- ou vazamento -- para o molde em qual deseja-se trabalhar, e um posterior procedimento de resfriamento, que pode ser rpido ou demorado, de acordo com as propriedades mecnicas necessrias para a formao da pea.

Processo de fundio por molde metlicoPode ser definido como um processo de vazamento de uma liga metlica lquida no interior de um molde metlico, genericamente conhecidos como coquilha ou lingoteira. O processo por molde metlico tambm e conhecido como molde permanente devido ao alto perodo em que o molde pode ser utilizado em condies adequadas.

A aplicao mais conhecida dos moldes metlicos a confeco de lingotes. Os moldes nesse caso so chamados de lingoteiras.

No lingotamento o material resfriado e transformado em lingotes, blocos, placas entre outros. O ao pode ser vazado em lingoteiras de duas formas: 1. direto, o ao vazado direto na lingoteira 2. indireto, o ao vazado num conduto penetrando na lingoteira pela sua base

Escoamento indireto

Escoamento direto

A fundio em moldes permanentes requer um controle da temperatura do material fundido, evitando a colnia de segregao. O tempo de resfriamento do material dentro do molde dividido em tempo padro e tempo alternativo, os quais, se seguidos, evitam o aparecimento de trincas no material fundido.

Fundio em molde metlicoFundio sob presso

O processo de fundio sob presso consiste em forar, por presso, o metal lquido a penetrar na cavidade do molde chamado matriz. Este metlico, portanto de natureza permanente e assim pode ser usadas inmeras vezes. Devido presso e a alta velocidade de enchimento da cavidade do molde , o processo possibilita a fabricao de peas de formas bastante complexa e de paredes bem finas do que os processos por gravidade permitem.

A matriz geralmente construda em duas partes, que so hermeticamente fechadas no momento do vazamento do metal lquido . Ela pode ser utilizada fria ou aquecida temperatura do metal lquido, o que exige materiais que suportem essas temperaturas.

O metal bombeado na cavidade da matriz em uma quantidade tal que, no s preencha inteiramente essa cavidade, como tambm os canais para evaso do ar. Tais canais servem para garantir o preenchimento completo das cavidades da matriz. Assim, consequentemente, produz-se alguma rebarba.

Fundio em molde metlicoFundio por gravidade

No processo de fundio por gravidade o molde --conhecido como coquilha-- possui duas partes, como no caso da fundio por presso. O processo conhecido como por gravidade devido ao vazamento ser feito apenas pela fora da gravidade.

MateriaisAs ligas metlicas a serem trabalhadas precisam ter ponto de fuso menor que a do molde, evitando danificar o mesmo. Estas so normalmente formadas por alumnio, zinco, bronze e, em casos especficos, ferro fundido.

Materiais dos moldes Podem ser desenvolvidos a base de aos e ferros fundidos ou ligas resistentes ao calor (como o Cobre). So feitos de dois materias: um para a parte central e outro para o corpo do molde. So normalmente feitos de ferro fundido perltico com porcentagem de carbono entre 3% e 3,5%

Tabela 1 Ponto de fuso

VantagensFundio em molde metlico

O processo de fundio utilizando molde metlico se destaca dos demais processos por seu elevado perodo de vida til que pode chegar ate a 100.000 peas produzidas, logicamente que respeitando as restries dos matrias a cerca de sua temperatura de fuso.

Outras vantagens deste processo so:

Alta produtividade Excelente acabamento e preciso dimensional Excelente preenchimento da cavidade do molde Melhores propriedades mecnicas, devido a alta velocidade de resfriamento

DesvantagensFundio em molde metlico A nvel de produo tem-se como principais desvantagens o alto custo do molde e a limitao da escolha das ligas a serem trabalhadas, devido ao ponto de fuso destas. Alm destas tem-se tambm: A possibilidade de ocorrer o soldagem das peas s matrizes; Por a turbulncia ser elevada, pode-se dar origem a incluses, que deterioram a qualidade mecnica da pea.

Tabela 2 Comparao dos Processos

Confeco dos moldesAntes da confeco de um molde metlico necessrio a realizao de uma pesquisa quanto pea a ser construda levando-se em considerao o formato e os materiais na qual ser constituda. Aps estas consideraes o molde projetado e confeccionado afim de garantir alta eficincia e a durabilidade compatveis com seu alto custo de produo.

O processo de ventilao deve ser previsto em projeto, os canais de entrada e sada da pea devem ser bem dimensionados e disposto de formas corretas e no caso de existncia de machos os mesmo devem ter espao para sada. A figura abaixo apresenta o corte de uma matriz do processo de presso.

Impacto AmbientalTodos os processos das atividades humanas reagem com o meio ambiente (diretamente como a gua, ou indiretamente como matrias-primas), atravs da retirada de recursos fsicos e/ou gerao de resduos retirados do fim de cada processo (resduos slidos, efluentes lquidos ou emisses atmosfricas). Conhecidos como aspectos ambientais de todo o processo. Caso esses aspectos no forem controlados surgem ento alguns efeitos chamados de impactos ambientais. Um exemplo destes impactos na fundio seria o descarte da escria (subproduto gerado durante o processo de fundio) em rios ou no prprio solo, que resultariam em uma contaminao deste e at problemas de sade na populao.

A respeito de resduos temos como descrever os tais de trs maneiras: Uso ineficiente de equipamento, trabalho, espao, tempo ou energia; Materiais gerados no processo que no podem ser reaproveitados; Gerenciamento deficiente dos recursos. O processo de fundio por molde permanente permite ento como uma das formas de controle dos aspectos ambientais, a reutilizao do prprio molde como matria prima para refazer um novo, a tambm reutilizao de rebarbas da pea, e a procura de novas tecnologias para tornar o processo mais sustentvel. Sabidos que a matria-prima no renovvel.

ProjetoA pea apresentada se trata de uma caixa de engrenagens de uma serra circular modelo DW389-B2 028875008006 usado em marcenarias, carpintarias, construo civil e etc. Feito para aguentar engrenagens com rotao de at 5.900 RPM se trata de uma pea muito resistente e leve com alta complexidade. Seu material de composio o Duralumnio. Pea essa feita por fundio com molde metlico por processo de fundio sob presso para se conseguir menos irregularidade nas paredes do equipamento eliminando-se a bolhas de ar e maior preciso nas medidas.

DuralumnioConjunto de ligas metlicas de forja de alumnio, cobre (4,5%-1,5%) e magnsio (0,45%-1,5%), assim como mangans (0,6%-0,8%) e silcio (0,5%-0,8%) como elementos secundrios. Pertence famlia das ligas metlicas alumnio-cobre (2000). Os duralumnios apresentam uma elevada resistncia mecnica a temperatura ambiente, entretanto, sua resistncia a oxidao e soldabilidade so baixas. So empregados na indstria aeronutica e automobilstica.

Matria Prima

Confeco dos Machos

Processo de Fundio Manual

Processo de Fundio Automatizado

Tratamento Posterior

Vdeo

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Acadmicos: Diego Borges Ferreira de Jesus Fernando Marques Igor Alves Halterbeck Keldson Xavier de Barros Lazaro Marcos Aguiar Leandro Cesar de Paula Paulo Cesar Martins Braga Thalles Veloso de Lima Wanderson Lucas Fonseca de Almeida