ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃODisc.: Processos de Fabricação II
Prof. Jorge Marques
Aula 3Fundição em Areia Verde
Referências:CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Vol. II
TORRE, J. Manual Prático de FundiçãoTelecurso 2000. Processos de Fabricação.
Síntese genérica do processo de fundição
• O modelo tem o formato da peça a ser produzida.• As reentrâncias e furos são feitos com os machos
adequadamente posicionados no modelo.• No processo por gravidade, o processo ocorre em
caixa de moldagem bipartida na horizontal. Normalmente a caixa inferior recebe a maior parte da peça e a superior (ou tampa) o canal de vazamento do metal líquido, massalotes, machos de reentrâncias superiores e sobressaltos.– Massalote é uma reserva de metal a repor na peça, a fim
de se evitar a contração de volume com a solidificação.
Fundição em Areia Verde(ou simplesmente Areia)
• Processo de vazamento por gravidade, com molde feito em areia de fundição.
• A areia recebe adição de argila e água e, de acordo com a necessidade outros elementos.
• A mistura umedecida de areia e argila é compactada sobre o molde, numa caixa de moldagem.
• A compactação pode ser manual ou mecanizada.• A granulação da areia deve ser fina o suficiente para
promover bom acabamento, mas grossa o suficiente par permitir a saída de gases
Sequência de Operações da Fundição em Areia
Fonte: Chiaverini
Sequência de Operações da Fundição
Fonte: Chiaverini
Fundição em Areia - Modelos
• Os modelos têm o formato e o tamanho ligeiramente maior da peça, por causa da dilatação térmica e também sobremetal para usinagens posteriores.
• Quando necessário, os modelos contém aberturas para alojamento de machos e massalote.
• São produzidos por usinagem de diversos materiais, de acordo com a aplicação e escala de produção:– Madeira– Alumínio– Aço– Material plástico
Fundição em Areia - Machos
• Os machos também são de areia e são produzidos numa caixa de macho com dimensões ligeiramente menores que o furo ou reentrância desejada.
• A caixa de macho pode ser feita de madeira ou metal, por processo de usinagem.
MachoCaixa de Macho
Caixas de Moldar
• São feitas de chapas de aço, com nervuras para suportar as pressões de compactação.
• Não possuem fundo: uma face (que fará divisa com a caixa complementar) é apoiada sobre a superfície de modelagem (uma tábua ou bancada) e a outra face recebe a compactação.
• Nas extremidades possuem garras para a fixação da parte superior com a inferior.
Caixas de Moldar
Processo mecanizado
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Areia– Composição: areia, argila e água– Deve resistir à pressão e erosão de vazamento– Controle da granulometria: acabamento x saída de
gases.– O molde de areia é destruído para a retirada da
peça fundida.– A areia é até 98% reutilizada.
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Modelo: – Principais materiais usados na sua fabricação:
madeira, alumínio, aço, PVC e outros plásticos.– Tem o formato da peça desejada.– Nas dimensões, acrescenta-se a contração térmica
e o sobremetal para acabamentos.– É reutilizado diversas veses.– É moldado na caixa inferior
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Caixa de macho– É o molde de fabricação de macho.
• Bipartido, com união firme por grampos, os moldes são reutilizados diversas vezes.
– Material da caixa de macho: madeira, alumínio, aço, etc.
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Macho– Elemento que produz furos e reentrâncias na peça
fundida.– Feito de areia compactada na caixa de macho.– Deve ter as dimensões inferior à peça acabada:
das dimensões da peça, subtrai-se a contração térmica e o sobremetal de acabamento.
– É alojado no molde (que contém o alojamento adequado para o encaixe deste)
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Massalote (ou alimentador)– Elemento que realimenta as zonas esvaziadas
pelas contrações líquida de da mudança de fase – É posicionada do lado oposto ao canal de descida.– É moldado por meio de um “modelo” simples na
caixa superior, conectando-se com o molde (caixa inferior).
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde• Massalote
– Repõe as zonas esvaziadas pelas contrações
(a) Contração no estado líquido; (b) contração na mudança de estado; (c) contração no estado sólido; (d) resulta em peça menor que o molde
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Canal de descida (ou canal de vazamento)– Juntamente com o canal de entrada, conduz o
metal fundido até o molde.– É moldado por meio de “modelo” simples na caixa
superior.
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Canal de entrada– Normalmente o canal é aberto com o auxílio de
ferramentas manuais para fazer a ligação entre o canal de descida até o molde.
– Pode também ser moldado por meio de um complemento no modelo. Mas, neste caso é preciso garantir a precisão de locação do canal de descida.
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Caixa de moldagem– É dividida em caixa inferior e caixa superior– Fabricadas em aço, as caixas não possuem tampa
nem fundo, só laterais.– Devem resistir às pressões de compactação– A caixa inferior é unida à superior por grampos.
Fundição em Areia Verde
Elementos da fundição em areia verde
• Placa de separação (ou porta modelos)– Têm a função de garantir o alinhamento entre o
elemento da caixa inferior (molde) e os elementos da caixa superior (massalote, partes do molde e canal de descida).
– Servem também para protegem o molde infeior quando da moldagem do superior.
Vantagens da moldagem em areia verde
1. A moldagem por areia verde é o que exige menos investimento dentre todos os métodos de produção de moldes.
2. Há menos distorção de formato do que nos métodos que usam areia seca.
3. As caixas de moldagem estão prontas para a reutilização em curto intervalo de tempo.
4. Boa estabilidade dimensional.5. Menor possibilidade de surgimento de trincas.
Desvantagens da areia verde
1. O controle da areia é mais crítico do que nos outros processos que também usam areia.
2. Maior erosão quando as peças fundidas são de maior tamanho.
3. O acabamento da superfície piora nas peças de maior peso.
ModelosMachos
Massalotes
DIMENSIONAMENTOS
Contração no estado sólido
Da temperatura de solidificação até a temperatura ambiente as contrações típicas são:
MATERIAL CONTRAÇÃO (%)Aço carbono 2,5 a 3,5Alumínio 6,5Cobre 5,0Ferro fundido branco 4,0 a 5,5Ferro fundido cinzento 0 a 2,0
Dimensionamento do modelo e do macho
Dimensionamento do(s) Massalote(s)
O massalote tem a função de reabastecer o molde durante a contração líquida e durante a contração de mudança de fase (solidificação).Para isso o massalote deve:• Ser o último elemento a solidificar• Exercer pressão (coluna líquida) para sobre a peça
em formação.• Ter reserva líquida suficiente para abastercer as
zonas contraídas.
Dimensionamento de MassalotesRequisito Térmico
• Módulo de resfriamento: – = Volume– = Área superficial
• O módulo de resfriamento do massalote deve ser maior que o módulo de resfriamento da peça.
= coeficiente de segurança. Depende dos e formatos materiais da peça e do molde
Tempo de resfriamento: = constante do material.
Dimensionamento de MassalotesRequisito Volumétrico
• O volume do massalote deve ser maior ou igual ao volume de metal a ser fornecido para compensação da contração durante a solidificação.
Equação Básica ⇒• = Volume da peça • b = Coeficiente de contração volumétrica• η = Rendimento do massaloteCaso Geral: η = 14%
Valores de b para algumas ligas metálicas
LIGA b Bronze 0,04Latão 0,06 a 0,07
Ligas de Mg 0,045 a 0,06Al Si 0,045 a 0,08Al Cu 0,065 a 0,08Al Mg 0,08 a 0,09
Aço 0,8 %C 0,06 a 0,07Aço 0,3%C 0,05 a 0,06
Número de massalotes
• Regra geral: o massalote é capaz de reabastecer bem até uma região 2T distante. Sendo T a espessura/altura da peça.
Exercícios
Projeto do modeloContraçãoSobremetal
MachosMassalote
Top Related