Processos de Fundição - COLD BOX

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Apresentação do processo de fundição Cold Box.

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Criado e desenvolvido nos EUA;

Foi patenteado com o nome de Isocure;

Seu início de aplicação nas fundições foi em 1968, nos EUA;

No Brasil começou a ser usado na fundição da Cofap e da Ford, São Paulo, em 1975;

Em Santa Catarina, começou a ser usado na Fundição Tupy em 1976.

Constitui-se na mistura de dois tipos de Resina e Areia que depois de soprada, gasa-se o Catalisador;

O processo Caixa Fria obtém-se moldes e machos já em condições de uso;

Atualmente, é usado para produzir fundidos de aço, ferro e ligas de cobre, alumínio e magnésio;

Não é necessário o uso de calor externo;

Os tipos de areia utilizados são sílica, cromita e zirconita;

A areia deve conter acima de 98% de SiO2

(Dióxido de Silício)

Uma análise típica de uma areia produzida em Araquari-SC, destinada às fundições de Joinvile-SC, destacando-se a Fundição Tupy, apresentou as características seguintes(Ferreira e Daitx, 2003): teor de SiO2, 99,6%; de argila, 0,15%; módulo de finura, 55 AFS (American Foundry Society).

Melhor granulometria: de 50 à 60 ASF (média);

Quanto maior o MF, ou seja mais fina, maior o consumo de resinas e diminui a permeabilidade (capacidade de transmitir fluido).

Grãos de formato arredondado garantem melhores propriedades físicas para um nível de aglutinação;

Reduzindo a superfície coberta com resina.

Quanto mais neutro for o pH (6 a 7), melhor será a mistura de areia e maior o tempo de vida útil da areia preparada.

A temperatura da areia pode variar de 10 a 40ºC;

Mas a melhor temperatura fica entre 21 e 26 ºC;

Para temperaturas inferiores a 10°C tornam a ‘Resina 1’ viscosa e o mesmo ocorre com a ‘Resina 2’ acima de 40°C.

A variação de umidade aceitável é até 0,25%;

Acima disso a água reage com a resina 2 e diminui a fluidez da areia, retarda a reação com o catalizador, diminui a resistência e o tempo de estocagem.

Maneiras: ◦ Moldagem por vibração; ◦ Vibração com compressão; ◦ Socagem manual; ◦ Meia socagem com passagem de rolo; ◦ Sopro (comumente usado).

Pressão de Sopro: baixas entre 2,5 a 3,2

Kg/cm2

Quanto menor a pressão de sopro, menor o desgaste e menor será a aderência de resina na caixa de macho

Resina 1: Fenólica

Resina 2: Poliisocianato

São produtos químicos denominados aminas terciárias: trietilamina ou dimetilietilamina;

TEA – Trietilamina usado em grandes volumes, quando se desejar um odor menos ofensivo e um ponto de inflamação (fulgor) mais alto;

DMA – Dimetiletilamina mais efetivo, porém mais caro e tem odor mais forte que o TEA;

Catalisador vaporizado cura os dois componentes da resina instantaneamente.

Tempo de cura:

Tamanho do Macho

Tempos em Segundos

Máquina Cura Total % Tempo

Cura Total

Pequeno (2,4 Kg) 13 4 17 23,5

Médio (33 Kg) 31 10 41 24,5

Grande (155 Kg) 68 24 92 26,1

Temperatura de cura: entre 38° a 67° (na entrada da câmara de gasagem);

Pressão de cura: quanto menor a pressão inicial, mais rica será a mistura catalisador/gás;

Ventilação: são usadas peneiras (respiros) para o escape do gás.

Feitas em machos e moldes;

Adquire-se melhor acabamento superficial;

Tintas: ◦ À base de água;

◦ Inflamáveis e auto secativas;

Secagem com temperatura para estufagem entre 120° e 180°.

Elevada Colapsibilidade (facilidade com que

a areia entra em colapso no início da

solidificação do metal dentro do molde);

Elevada produtividade;

Fluidez da mistura;

Excelente acabamento superficial;

Baixa pressão de compactação;

Não requer estufagem;

Precisão dimensional;

Utilização imediata após extração.

Alto custo das resinas e catalisadores;

Rigoroso controle da qualidade da areia;

Necessidade de controle da temperatura de

trabalho da areia;

Ferramentais para produção seriada exigem

maior investimentos, elevando os custos;

O ambiente precisa ser arejado com

controle da exaustão;

Baixo tempo de estocagem;

O sistema de gasagem aumenta o custo.