Aula 03 moldes

fundição

2. Molde
M
O molde é o dispositivo no qual o metal
fundido é colocado para que se obtenha a
peça desejada. Ele é feito de material
refratário
composto
de
areia
e
aglomerante
.
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refratário
composto
de
areia
e
aglomerante
.
M
Essematerialémoldadosobreomodeloque,
após retirado, deixa uma cavidade com o
formatodapeçaaserfundida.

3. Tipos de Molde
M
MoldesMetálicos:
•
Nãodestrutíveis;
•
Limitaçãoquantoàpesodaspeçasetemperatura de
fusão
do
metal
;
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de
fusão
do
metal
;
•
Melhoresprecisõesdimensionais.
M
MoldesdeAreia:
•
Destrutíveis(utilizaçãoúnica);
•
Aareiapodeserreciclada;
•
Pioresprecisõesdimensionais.

4. Tipos de Molde
M
Ostiposdemoldesdistinguemoprocessodefundição:
M
MoldeTemporário:
•
MoldedeAreiadeFundição(areiaverde,areiaseca,areia-
cimento). •
MoldeemCasca Molde
por
Cera
Perdida
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•
Molde
por
Cera
Perdida
M
MoldePermanente:
•
Moldemetálico;
•
Fundiçãosobpressão;
•
Fundiçãoporcentrifugação;
•
Fundiçãocontínua.
M
MoldeMisto.

5. Areias de Fundição
M
Mistura formadora do molde:
Elemento granular refratário
(areia silicosa)
+
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+
Elemento aglomerante
mineral
(argila, cimento) ou orgânico
(óleos,
resinas, farinhas). Geralmente dispersos em
água.

6. Areias de Fundição
M
Quantoàorigem:
•
Areias naturais
: arenito de cimento argiloso ou de rochas
feldspáticas (saibro). Grão silicoso envolto por pasta
argilosa.
•
semi-sintéticas
: Areia natural + adições p/ correção de
propriedades
.
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propriedades
.
•
Sintéticas
: mistura correta e específica de areia,
aglomeranteeumidade.
M
Quantoaouso:areianovaouusada
M
Quantoaoempregonomolde:
•
faceamento
•
enchimento
•
macho

7. Areias de Fundição
M
Uma composição típica para areias de moldagem
sintética é:
•
Areia de Sílica Velha: 60% em peso
•
Areia Nova: 34 a 37%
•
Bentonita
: 1 a 4 % (depende da resistência inicial
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•
Bentonita
: 1 a 4 % (depende da resistência inicial
requerida)
•
Pó de carvão: 2%
Previne a adesão da areia às peças, servindo como
redutor ao decompor o óxido formado na zona
externa das mesmas quando o metal fundido entra
em contato com a umidade da areia.
FeO+C = Fe+ CO

8. Características de um
Molde de Areia
⇒
Plasticidade⇒Resistência a esforços (extração
domodelo); ⇒
Consistência
⇒
Reproduzir e conservar a forma
dacavidadeapósaextraçãodomodelo;
Refratariedade
⇒
Resistir
às
temperaturas
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⇒
⇒
Refratariedade
⇒
Resistir
às
temperaturas
elevadasàsquaissãosubmetidos;
⇒
Permeabilidade⇒Permitir a saida do ar e de
gasesdacavidadedomolde; ⇒
Colapsibilidade⇒Devem ser facilmente
destrutíveisapósasolidificaçãodaspeças.

9. Moldagem em Areia de
Fundição
M
Molde é composto por caixa de moldagem
(metálica)divididaemduaspartes(superiore
inferior),preenchidacomareiadefundição.
M
Areia
de
fundição
:
areia
com
aglomerantes
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M
Areia
de
fundição
:
areia
com
aglomerantes
(argila,breu,outros)eágua.
M
Formadomoldeéobtidaemfunçãodaforma
domodelo.

10. Moldagem em Areia de
Fundição
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11. Moldagem em Areia de
Fundição
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co

12. Moldagem em Areia de
Fundição
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co

13. Moldagem em Areia de
Fundição
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co
M
Deve-se aplicar desmoldante (talco ou grafite) ao
modeloparafacilitarsuaretiradadedentrodomolde. M
Paraaretiradadapeçaomoldedeveserquebrado.
M
98%daareiapodeserreaproveitada.

14. Moldagem em Areia de
Fundição
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15. Moldagem em Areia de
Fundição
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16. Moldagem em Areia de
Fundição
M
A moldagem pode ser automática, semi-
automáticaoumanual.
•
Enchimento da caixa de moldagem;
•
Compactação da areia de moldagem.
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•
Compactação da areia de moldagem.

17. Moldagem em Areia de
Fundição
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18. Moldagem em Areia Verde
M
Mais conhecido
M
Mais empregado
M
Economia e rapidez
M
Usado com a maioria dos metais (ferrosos e
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M
Usado com a maioria dos metais (ferrosos e não-ferrosos)
M
Produção em série

19. Moldagem em Areia Verde
Areia de Moldagem
(mistura plástica)
=
Areia Sintética
+
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+
Bentonita
+
Água
M
Não necessita de Secagem
M
Pior acabamento

20. Moldagem em Areia Verde
M
Variações:
•
Secagemaoar;
•
Secagem superficial (Álcool + água como
aglomerante).
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M
Eliminaçãodaumidadesuperficialeaumento
darigidez M
Melhoria na erosão do molde pelo metal
líquido e redução da geração de gases no
interiordomolde.

21. Moldagem em Areia Seca
M
Indicadoparapeçasmédiasegrandes;
M
Utilizadoparafundirpeçasdemetaisferrosos
enão-ferrosos;
M
Melhor
acabamento
e
tolerâncias
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M
Melhor
acabamento
e
tolerâncias
dimensionaisqueodeareiaverde.

22. Moldagem em Areia Seca
Areia de Moldagem:
Areia sintéticas ou semi-sintéticas
+
aglomerantes orgânicos
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aglomerantes orgânicos
⇒
Secagemem estufas ⇒150 a 300°C
⇒
Superfície do molde pode ser protegida com
tintas refratárias
(melhor acabamento).

23. Moldagem em Areia Seca
M
Vantagens:
•
maior resistência à erosão do metal líquido;
•
maior estabilidade dimensional;
•
maior resistência à pressão estática do metal
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•
maior resistência à pressão estática do metal líquido;
•
maior resistência à penetração do metal.

24. Moldagem em Areia Seca
⇒
Variações:
⇒
Loam molding (moldagem em barro)⇒peças
grandes:
•
Barro:areia+argila⇒misturabastanteplástica;
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⇒
Moldagememchamote(areia)⇒peçasgrandes.
•
Chamote:argilarefratáriasilico-aluminosacalcinada+
tijolo refratário moído (silico-aluminoso) + argila
refratáriaplástica+areia. ⇒
Pintura e aquecimento em temperaturas
próximasa500°C.

25. Moldagem em Areia
Cimento
M
peças grandes;
M
não precisa de calor para a secagem;
M
alta resistência a seco.
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26. Moldagem em Areia
Cimento
Areia de Fundição:
Areia silicosalavada
+
10% cimento
Portland
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10% cimento
Portland
+
5% Água
M
Ex.: moldes para lingoteirasde grande porte

27. Moldagem em Areia
Cimento
⇒
Desvantagens:
⇒
Custo elevado da mistura;
⇒
Não recuperável;
⇒
Baixa
colapsibilidade
⇒
difícil
desmoldagem
.
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⇒
Baixa
colapsibilidade
⇒
difícil
desmoldagem
.

28. Moldagem pelo Processo
CO
2
M
Confecção do molde idêntica ao processo de
areiaverde; M
Tratamento com CO
2ao final do processo de
moldagem; M
Precisão
dimensional
superior
à
da
areia
seca
.
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M
Precisão
dimensional
superior
à
da
areia
seca
.
M
Desvantagens:
M
Custo do CO
2;
M
Areia não recondicionável(pode ser empregado
apenas no faceamentoda peça).

29. Moldagem pelo Processo
CO
2
Mistura:
areia lavada
+
silicato de sódio (aglomerante)
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silicato de sódio (aglomerante)
Na
2SiO
3+ H
2O + CO
2⇒Na
2CO
3+ SiO
2+ H
2O
⇒
Endurecimento rápido (alta resistência), sem a
necessidade de estufas

30. Moldagem Plena
M
Utilizam-se modelos de espuma de
poliestireno(isopor). M
Não é necessário retirar o modelo antes do vazamento
do
metal
(é
vaporizado
ou
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vazamento
do
metal
(é
vaporizado
ou
queimadopelometalfundido).
M
Vantagens: não são necessários ângulos de
saídaoucantosarredondados. M
Desvantagem: geração de gases pode piorar
acabamentosuperficial.

31. Areia para Macho
M
Precursor dos métodos modernos de fundição de
precisão; M
Peçascomplicadasparaométododeareiacomum;
M
Boaprecisãodimensional;
M
Pintura
com
tintas
especiais
para
macho
.
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M
Pintura
com
tintas
especiais
para
macho
.
M
Mistura: Areia + óleo de macho, óleo de linhaça
(secativos)+elementosorgânicos+bentonita M
Moldes:Confecçãomanualouemmáquinas,secosem
estufas(150a250°C) M
Ex.:Corposdecompressoresresfriadosaoar.

32. Areias de Fundição
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33. Moldagem em Casca
M
Molde é composto por mistura de areia (mais
fina)eresina.
Mistura:
Areia
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Areia
+
resina sintética polimeriza quente (termofixa)
3 a 10%
Estufa: 150 a 350°C

34. Moldagem em Casca
⇒
Possui formato de uma casca, obtido sobre
modelometálico. ⇒
Acabamentoexcelente;
⇒
Altarigidez⇒boaprecisãodimensional
⇒
Como
a
espessura
da
casca
é
pequena
,
pode
ser
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⇒
Como
a
espessura
da
casca
é
pequena
,
pode
ser
empregadaareia bem finasem prejuízo na
permeabilidadedomolde. ⇒
Cascas de até 5 mm de espessura (mínima)⇒
dependentedotamanho,peso,complexidadeda
peçaedometalutilizado.

35. Moldagem em Casca
⇒
Molde + machos⇒duas partes fechadas com
grampos ou colados antes do vazamento. ⇒
Desvantagens
:
⇒
Custo elevado do modelo (precisão dimensional e
resistência térmica) ⇒
Areia não
recondicionável
.
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⇒
Areia não
recondicionável
.
⇒
Limitações
: Peças não maiores que 15 –20
Kg.
⇒
Utilização
: motor de explosão refrigerado a
ar, virabrequins, peças de responsabilidade
(justificando o custo do processo).

36. Moldagem em Casca
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co

37. Moldagem em Casca
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co

38. Moldagem em Casca
M
Depois de obtida
a forma
geométrica,
conforme o
modelo, deve ser
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modelo, deve ser feita a cura do
molde para
garantir boa
resistência
mecânica.

39. Moldagem em Cera Perdida
⇒
Utilizam-sedoismoldes:
•
obtençãodemodelosdeprecisão(ceraoutermoplástico);
•
obtençãodaspeçasnomaterialdesejado.
⇒
O primeiro molde é feito em alumínio ououtro metal
quepossaserfacilmentetrabalhado. ⇒
Revestimento
c/
lama
refratária
:
gesso,
pó
de
sílica,
pó
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⇒
Revestimento
c/
lama
refratária
:
gesso,
pó
de
sílica,
pó
dezircônia.
⇒
Endurecimentodorevestimento
⇒
Fusão do modelo, gerando as cavidades do molde⇒
queima do molde para eliminar umidade (600 a 1000
°C)
⇒
Vazamento.

40. Moldagem em Cera Perdida
M
Emprego: •
Produção em série de pequenas peças (alguns gramas até
algunsquilos); •
Acabamentosmelhoresqueosdafundiçãoemcasca
•
Peçascomplexas.
M
Desvantagens
:
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M
Desvantagens
:
•
Custo do molde metálico para a confecção do modelo (de
precisão) •
Lamarefratáriaécara;
•
Mão de obra na montagem dos cachos, revestimento e
secagem. •
Relação peso das peças/peso do canal de alimentação é
baixa.

41. Moldagem em Cera Perdida
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co

42. Moldagem em Cera Perdida
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43. Moldagem em Cera Perdida
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44. Moldagem em Gesso
M
Antigo(±4000anospeloschineses)
M
Utilizado na fundição de não-ferrosos, bom
acabamentoeprecisãonasmedidas M
Desvantagens:baixapermeabilidadedogesso.
M
Variantes
:
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M
Variantes
:
•
Processo Antioch
: moldes em gesso levados a uma
autoclavec/vaporetemperaturaselevadas,afimde
provocarporosidade.
•
GessoEsponjoso
: porosidadeconseguidac/adiçãode
detergentes, para reter ar durante a operação de
mistura.

45. Moldes Permanentes
(Coquilhas)
⇒
Emaço,ferrosfundidosoubronze;
⇒
Bomacabamentoetolerânciadimensional;
⇒
Vida útil: dependente do material a ser vazado e da
temperaturadevazamento.Ex:5.000(Fofo)a100.000(Mg
eligasdeZn).
⇒
Vazamento
pode
ser
por
gravidade,
baixa
pressão,
vácuo
ou
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co
⇒
Vazamento
pode
ser
por
gravidade,
baixa
pressão,
vácuo
ou
altapressão.
⇒
Vantagensdovazamentosobpressão(70a7.000kgf/cm
2
)
•
bomacabamentoeprecisãodimensional;
•
paredesfinaseformascomplicadas;
•
resfriamento rápido⇒melhores propriedades mecânicas da
peça.

46. Moldes Permanentes
(Coquilhas)
M
Fabricadosemmateriaismetálicos.
M
Permitemaobtençãodecentenasdemilharesde
peçascomumúnicomolde. M
Vantagens
:
melhor
acabamento
superficial,
tolerâncias
dimensionais
e
resistência
mecânica
.
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co
M
Vantagens
:
melhor
acabamento
superficial,
tolerâncias
dimensionais
e
resistência
mecânica
.
M
Desvantagens: maiores custos (viável para
produção seriada), metais para peça devem ter
ponto de fusão menor que metal dos moldes,
possíveldiminuiçãodatenacidadedomaterialda
peça.

47. Moldes Permanentes
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co

48. OBRIGADO!
Prof. BrennoFerreira de Souza – Engenheiro Metalúrgi co
OBRIGADO!
01 de Março de 2011
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