Trabalho de Processos5. Vazamento e acabamentoVrios mtodos tm sido praticados para introduzir metal fundido s conchas utilizando a gravidade, presso, vcuo e mtodos centrfugos. Quando o metal fundido presente na concha tenha se solidificado e arrefecido suficientemente, a carcaa pode ser removida do reservatrio. No entanto, importante que a microestrutura do componente fundido esteja em uma forma aceitvel, uma vez que susceptvel de ser afetada devido aos processos de vazamento e de arrefecimento. Jovanovic et al. (2005) fizeram uma tentativa para estudar a microestrutura e propriedades mecnicas do TiAl presente no rotor de um turbo-compressor, utilizados no processo de vazamento centrfugo vcuo. O rotor da turbina do turbo-compressor, 75 mm de dimetro, composto por 10 lminas torcidas com arestas principais (espessura de cerca de 1 mm), mostrado na Fig. 9.

Figura 9. Detalhes da rotor do turbo-compressor: (a) rotor turbo-compressor e (b) borda da lmina

Durante a fuso e fundio, o pr-aquecimento da temperatura do molde de cermica variou entre 400C e 800C, a temperatura de vazamento variou entre 1550C e 1650C, a velocidade manteve-se a 200 rpm e o vcuo durante o processo foi mantido a 1 Pa. Verificou-se que os reservatrios de cermica tiveram excelente estabilidade qumica, muito boa resistncia ao choque trmico bem como uma resistncia suficiente para suportar a presso da massa fundida durante a solidificao. Ao mesmo tempo, foi possvel quebrar os moldes com bastante facilmente sem causar qualquer dano ao fundido. Assim, o processo de vazamento centrfugo a vcuo pode ser utilizado com sucesso para vazar complexas ligas de alta temperatura de fundio. um aprecivel trabalho realizado por eles visto que a fundio super ligas com sucesso muitas vezes uma tarefa difcil. No entanto, se tivessem realizado a modelagem da espessura do molde de cermica com a taxa de transferncia de calor durante a fundio, os resultados teriam ajudado a otimizar a espessura do molde.Previtali et al. (2008) produziram um pick-holder, um dos componentes de fora de uma mquina de tear, por meio do processo de fundio tradicional, empregando vazamento por gravidade. O componente foi fundido com uma matriz de alumnio reforada com partculas de compsito. A Fig. 10 mostra um modelo principal de cera de um pick-holder. Desta forma, Al20% SiC/Al7.5% B4C foram os compsitos obtidos utilizando o mtodo de mistura dupla com gravidade vertida em dois invlucros de cermica, que estavam pr-aquecidos a 450C. A temperatura de vazamento era 730 C. Depois do arrefecimento, as conchas de cermica foram removidos utilizando jateamento de gua a alta presso (350 bar). Operaes padro ps-fundio foram executadas, como o corte dos canais de entrada (utilizando discos abrasivos) e a triturao dos massalotes (com cintos de abrasivos). Os componentes eram tratados termicamente de acordo com o processo de tratamento trmico T6 convencional. Os resultados mostraram que o componente fundido por liga alumnio com reforo SiC teve distribuio uniforme de partculas cermicas, interface de som sem compostos frgeis e resistncia ao desgaste mais elevada do que a do componente reforado com partculas de B4C. Esta descoberta muito til na fundio de peas complexas que so usadas em componentes de fora de mquinas tear e maquinas de corte e costura, etc.

Figura 10. Modelo de cera de um pick-holder (Previtali et al., 2008).A remoo completa da casca que envolve a pea, que muitas vezes chamada de "knock-out", muitas vezes feita por processos longos, sujos, perigosos e caros, utilizando jateamento, vibrao mecnica ou banhos custicos. Moldes de cermica devem ter elevada resistncia mecnica em verde para evitar danos durante o processo de construo da casca e deve ter fora quente substancial para evitar deformao a alta temperatura. Uma vez que a pea fundida arrefecida e solidificada, desejado uma baixa resistncia para facilitar a destruio ou a remoo da casca cermica em torno do vazamento.A maioria dos processos de fundio em casca contm quantidades significativas de slica. Quando exposta a temperaturas acima de 1000C, a slica cristalizada torna-se amorfa, formando beta cristobalita. A transio de fase para cristobalita reduz a resistncia a quente da slica, interferindo no molde de fundio. No entanto, moldes cermicos a base em slica podem ser utilizados com sucesso para a fundio de alumnio e magnsio, visto que eles normalmente possuem temperaturas de fuso e vazamento que so insuficientes para promover a formao de cristobalita. Mas, os moldes permanecem indevidamente forte aps a queima, e so difceis de remover das peas vazadas. Batllo (2003) adicionado um sal de metal alcalino ou metal alcalino-terroso em pelo menos uma das camadas de um molde de fundio em casca, melhorou significativamente a remoo casca cermica em torno da parte metlica, reduzindo a resistncia do molde particularmente aps a queima. Este mtodo pode ser aplicado tanto em fundidos ferrosos e no ferrosos. Novamente, Batllo et al. (2006) foi bem-sucedido na posterior melhoria deste mtodo de remoo da casca cermica circundante ao fundido, hidratando a casca previamente construda com xido de metal alcalino ou de um xido de metal alcalino-terroso. A hidratao foi realizada por diferentes mtodos, como a aplicao de gua pulverizada, e um processo semelhante a imerso da casca em gua. O trabalho desenvolvido por Batllo e sua equipe aprecivel. No entanto, se a proporo da adio de sal alcalino maior do que o valor desejado pode ocasionar a quebra aps a queima. Pesquisas futuras so necessrias a fim de encontrar a composio da pasta secundria que reduza a resistncia da casca, de modo que o processo de retirada do molde seja facilitado.Aps as operaes de knock-out, as peas fundidas so submetidas a operaes secundrias, como tratamento trmico, alisamento, usinagem, acabamento, inspeo, ensaios no-destrutivos, e, em seguida, envio para o cliente. Gil et al. (2009) fez algumas anlises sobre as propriedades mecnicas de uma pea de submetida a um processo de fundio, verificando como a microestrutura muda com aplicao de tratamentos trmicos, especialmente em ligas base cobre. Dois mtodos diferentes de tratamento trmico, tratamento combinado e tratamento da soluo parcial, foram realizados. Foram feitos ensaios para determinar a trao e dureza das amostras. Os resultados mostraram que o tratamento de soluo parcial promoveu a mudana morfolgica do carboneto o que gerou boas propriedades mecnicaspara o material a ser implantado no corpo humano. Por outro lado, verificou-se que o tratamento trmico combinado no foi benfico para melhoria das propriedades mecnicas das amostras, como aumentou a dureza da matriz. Embora o tratamento trmico tenha melhorado as propriedades mecnicas de ligas de base cobre fundidas, o processo de um modo geral tende a aumentar o custo geral do produto. No entanto, o processo de tratamento trmico pode melhorar as propriedades mecnicas para satisfazer essas necessidades cruciais, sendo usado apenas quando os fundidos so incapazes de satisfazer o requisito especificado de propriedades na sua forma bruta de fuso.Lee et al. (2003) estudaram os efeitos da tecnologia de compresso isosttica a quente (hipping) em propriedades de fadiga de alto ciclo no processo de fundio de ligas A356 Al, pois a mesma minimiza ou elimina poros. Os resultados dos testes de fadiga de alto do ciclo indicaram que a resistncia fadiga das ligas foram submetidas ao procedimento foi maior do que o das ligas no aplicaram o mesmo. Mais tarde, Pilchak et al. (2008) descobriram que os fundidos que so pressionados isostaticamente a quente (HIP) (para fechar a porosidade interna) tem uma estrutura grossa, totalmente lamelar e com uma baixa resistncia fadiga. Eles usaram processamento por frico (FSP) para modificar localmente a microestrutura da superfcie de uma pea fundida Ti-6Al-4V prato. O processo de frico converte a microestrutura do fundido para gros equi-finos, o que aumenta drasticamente a resistncia fadiga de ligas de titnio fundidas. Embora o trabalho realizado por estes pesquisadores sobre a reduo da porosidade satisfatria, mais espao existe para investigar os efeitos de outros processos semelhantes, como agitao eletromagntica, de desgaseificao a vcuo, etc., que reduzem os defeitos relativos porosidade. Em seguida, a comparao pode ser feita entre os diferentes processos adotados e o processo mais eficiente pode ser encontrado.Nesta conjuntura, vale a pena saber que Sahoo et al. (1985) adicionadas quantidades extremamente pequenas de oligoelementos do grupo IA e IIA da tabela peridica para a fuso de ligas de Zn-Al e encontrado encolhimento que o defeito foi eliminado em fundidos de areia convencionais. Eles tambm descobriram que as propriedades mecnicas das fundidos no foi adversamente afetado devido adio do trao elementos. No entanto, esforos semelhantes no foram ainda tentou com carcaas de investimento. Operaes knock-out tem que ser feito cuidadosamente sem causar danos fundio, para minimizar o operaes envolvidas acabamento.