Melhoria Em Molde De Injeção De Alumínio Fundido Sob Pressão

Melhoria em molde de Injeção de Alumínio Fundido sob pressão

OBJETIVO: Aumentar a vida útil do molde (redução do desgaste, redução da afinidade aço/alumínio, o desgaste químico, devido à corrosão intergranular pela difusão de alumínio no aço).

O Processo de Injeção de Alumínio sob pressão e o molde

O processo de fundição sob pressão de alumínio exige que o ferramental (moldes, matrizes e seus componentes) suporte enormes esforços, fazendo com que especial atenção seja dada à fabricação, para que a sua vida atinja com folga os valores estipulados e, muitas vezes, superá-los.

Os aspectos constantes da construção de uma ferramenta, todos eles de grande importância, são o projeto, o material, o processo de fabricação e os tratamentos térmicos e superficiais, baseados entre outros, no projeto da peça final, no processo de injeção e na vida esperada da ferramenta.

A vida da matriz ou molde de injeção é determinada pelo tempo de produção, em ritmo normal, de peças com ausência de defeitos, sejam eles superficiais, dimensionais, internos, estruturais ou decorrentes, como rebarbas, sobras de material, etc.

Seguindo o conceito acima, quando são necessárias alterações nos parâmetros do processo, como aumento da pressão de injeção (para compensar maior aderência do material na matriz), considera-se que o ritmo normal de produção foi alterado.

Outro ponto a destacar são as pequenas manutenções necessárias, como limpeza do material aderido a ferramenta, que prejudicam a produtividade, devido ao tempo parado.

Na realidade, o que as empresas buscam sempre é manter-se competitivas, aumentando a produção, por meio de:

• Diminuição dos tempos de ciclo de processo

• Aumento da vida útil das ferramentas

• Eliminação de paradas para correção de defeitos, limpeza ou substituições de componentes.

• Não utilização de desmoldantes, lubrificantes ou refrigerantes.

• Facilidades de troca, ajustes e manutenção.

Diante dessas considerações, a qualidade do molde ou matriz é de fundamental importância para ganhos de produtividade. Este deve suportar, pelo maior tempo possível, os esforços estruturais envolvidos pelas pressões de fechamento e de injeção, sob diferentes condições, os esforços físico-químicos devidos as agressões superficiais e as variações térmicas.

A resistência estrutural que o molde pode suportar é determinada pelo projeto, assegurado pelo aço utilizado e pelos tratamentos térmicos e/ou superficiais utilizados.

Para o processo de injeção de alumínio sob pressão, os fabricantes de aços tem desenvolvido, continuamente, melhores materiais, incrementando as propriedades mecânicas, como a resistência (limite de escoamento), a ductilidade e a fluência, resistindo e absorvendo as tensões oriundas do processo (mecânicas e térmicas).

As tensões térmicas criadas na superfície do molde pela alternância de temperatura durante o ciclo de injeção dão origem às chamadas trincas térmicas, pois o material não consegue absorver essas tensões e, estas superando o limite de escoamento, na temperatura de trabalho, dão início às trincas.

Conforme citado anteriormente, os moldes também estão sujeitos a outras agressões e podemos citar como principais agressões sofridas por eles:

• O desgaste abrasivo entre o alumínio fundido e o molde, notadamente nos

casos de ligas de alumínio com maior conteúdo de silício (> 13%);

• O desgaste adesivo, devido à “afinidade” do alumínio com o aço;

• O desgaste químico, devido à corrosão intergranular pela difusão de alumínio

no aço;

• O desgaste das partes móveis do molde, devido ao contato metal / metal

Nos moldes, as regiões das cavidades em frente à entrada do metal líquido são aqueles que mais sofrem com os desgastes abrasivo e químico, tornando-se um ponto crítico na determinação da vida das ferramentas. Muitos projetos prevêem a colocação de insertos nessa zona para aumentar a vida do molde pela substituição somente desta parte.

As peças móveis, como gavetas e pinos estão sujeitas, além dos desgastes sofridos pelas outras áreas, ao desgaste metal / metal, abrasivo, adesivo e químico.

Além da consideração da vida útil do molde e seus componentes, afetados grandemente pelos mecanismos de fadiga, desgaste e corrosão, outros parâmetros têm também grande importância na parcela do desempenho do molde em serviço, visando a produtividade.

Assim por exemplo, a velocidade e taxa de escoamento de um material num molde são, geralmente, inversamente proporcionais ao valor do coeficiente de fricção observado entre o material do molde e a superfície da peça moldada. Uma das consequências deste parâmetro é evidente, pois condiciona diretamente a duração da fase de escoamento na moldagem, influenciando desta forma, no tempo da moldagem e agindo diretamente nos custos da operação de transformação.

Também muito importantes, são as interações físico-químicas eventuais entre a superfície da parte moldante e os materiais moldados. Estas interações podem ser responsáveis pelos fenômenos ditos de “incrustação”.

Sobre estes casos, as ocorrências de tais fenômenos de incrustação conduzem, não somente ao aumento dos esforços de desmoldagem, mas também a uma degradação na qualidade dos produtos moldados. Como também é sabida, esta incrustação necessita de limpezas periódicas das superfícies dos moldes, geralmente através da diluição química em um banho alcalino ou por meio mecânico como, por exemplo, micro-jateamento, impondo que:

• O material de construção do molde ou o revestimento sejam inertes

quimicamente perante os materiais de limpeza utilizados, protegendo o

molde.

• A