Fundição: solidificação de metal líquido em um molde refractário

Fundição: Solidificação do metal líquido em um molde refratário, que apresenta a forma da peça desejada.

Operações:

1. Modelagem;

2. Moldagem;

3. Macharia (se necessário);

4. Fusão;

5. Vazamento;

6. Desmoldagem;

7. Acabamento (rebarbação e limpeza)

Vantagens:

1. Obtenção da peça a partir do metal líquido, sem necessidade de processos secundários de conformação

2. Obtenção de contornos e formas internas e externas das mais complexas, com um mínimo de operações subseqüentes de acabamento;

3. Tamanho/Peso. Desde poucos gramas a peças com mais de 200 T. Dimensões praticamente ilimitadas;

4. Boa adaptação a produção em série  indústria automobilística;

5. Acabamento e tolerâncias dimensionais variadas, de acordo com o processo escolhido;

 0,2 a  6 mm

Considerações importantes sobre a FUNDIÇÃO, quanto ao material a ser fundido:

• Oxidação parcial do metal com a atmosfera durante a fusão do material gera perdas;

• (Possível) reação do metal líquido com o cadinho refratário ou metálico;

• Escória: de refino ou protetora;

• Fluidez: facilidade do material em preencher o molde.

Viscosidade

FLUIDEZ Tensão superficial

Perdas por Oxidação:

• Perdas por escumagem (remoção da escória);

• Penetração e contaminação do cadinho;

• Respingos;

• Volatilização de um ou mais elementos da liga.

Rendimento metálico de fusão

O rendimento metálico de fusão depende de diversas variáveis:

• Quanto maior a presença de elementos oxidantes na liga  Menor o f ;

• Quanto menores as dimensões do material carregado  Menor o f

• Tipo do forno. Ex.: Reverberatórios a combustível, gás de combustão entrando em contato com o carregamento  Menor f ; Fornos de indução  perdas mínimas.

Atenuação da oxidação:

a) Atmosfera inerte ou protetora (He, Ar), ou redutoras (Hidrocarbonetos gasosos, hidrogênio e CO);

b) Emprego de escórias protetoras (Sílica, Borax, Misturas salinas complexas).

 Meios usuais para inibir a oxidação:

Adição de elementos (as vezes em teores mínimos).

Ex.: Al-10Mg  alta oxidação e grande quantidade de escória,

Al-10Mg + 0,02% Be  inibição quase total da oxidação.

Latões (Cu+Zn) : Altas perdas de Zn por oxidação e evaporação, que pode ser atenuada pela adição de pequenas quantidades de Al (0,1 a 0,3%)

Em geral,

1. Elemento adicionado oxida mais facilmente;

2. Óxido formado apresenta maior estabilidade, protegendo o líquido restante.

FLUIDEZ

Propriedade relativa à capacidade de um metal líquido fluir livremente no interior de um molde, preenchendo-o completamente, antes que sua solidificação o impeça.

Depende de vários fatores ligados ao metal e ao processo

Variáveis do metal:

1. Viscosidade;

2. composição química;

3. tensão superficial;

4. filmes superficiais de óxidos;

5. teor de gás dissolvido;

6. inclusões (sólidas) em suspensão;

7. temperatura de vazamento.

Variáveis do processo:

1. forma da peça;

2. forma e dimensões da bacia de vazamento;

3. material do molde (poder de extração de calor);

4. velocidade do vazamento;

5. grau de aquecimento do molde.

ALTA FLUIDEZ  MAIOR CAPACIDADE DE REPRODUÇÃO DE DETALHES

Solidificação dos metais

Contração: todos os metais se contraem, exceto o Cd e o Bi.

Conseqüências da contração:

• Vazio de retração ou chupagem (shrinkage)

Interno ou externo

• Diminuição dimensional da peça;

• Trincas a quente;

• Tensões residuais.

 Formas de compensar as conseqüências da contração:

• No modelo superdimensionado, segundo a contração linear do material;

• O projeto adequado das peças e o uso de machos altamente colapsíveis eliminam as trincas a quente;

• O projeto adequado das peças e a técnica adequada de moldagem eliminam as tensões residuais (que podem também ser eliminadas por tratamento térmico posterior);

• Massalotes