PRODUÇÃO DE UMA PEÇA METÁLICA EM ALUMÍNIO ATRAVÉS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO EM AREIA VERDE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA E MATERIAIS

PRODUÇÃO DE UMA PEÇA METÁLICA EM ALUMÍNIO ATRAVÉS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO EM AREIA VERDE

RELATÓRIO 01

GRUPO 06

FORTALEZA 2017

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

1. OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS

1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. Areia e molde
2. Canal de vazamento e seção de choque
3. Forno e carga metálica
4. Procedimento e parâmetros do processo

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

1. Carga metálica
2. Superfície e acabamento da peça fundida
3. Avaliação da formação de rechupe

1. Perdas e eficiência do processo
2. Corte de secção da peça fundida

1. CONCLUSÃO

1. INTRODUÇÃO

O processo de fundição consiste no vazamento de um metal líquido em uma cavidade (molde) com o formato e dimensões da peça que se deseja fabricar. As ligas metálicas mais utilizadas nesse processo são: ferros fundidos, aços, zinco, alumínio, cobre e magnésio. Essas ligas apresentam características em comum, as quais são: temperatura de fusão relativamente baixa e boa fluidez, que estão intimamente relacionadas, respectivamente, com a limitação energética do forno em fundir ligas que necessitam da disponibilidade de uma elevada energia para que ocorra a transformação do estado sólido para o líquido (fusão), e a capacidade do metal escoar e preencher o molde por completo.

Além da importância da escolha de uma liga metálica adequada para garantir a fabricação de peças e componentes com qualidade por meio do processo de fundição, a seleção do tipo de molde também é essencial no que se diz respeito ao bom desempenho das funções que essa peça ou componente irão ser submetidos, visto que essa escolha influencia nas propriedades físicas da peça final, como resistência mecânica. Por esse motivo, um forma de classificar o processo de fundição é por meio do tipo de molde utilizado.

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Figura 1. Tipos de molde para fundição. Fonte: Pavanati, 2007.

1. Etapas do Processo de Fundição

1. Confecção do modelo (modelação);
2. Confecção do molde (moldagem);
3. Confecção do macho (macharia), quando necessário;
4. Fusão;
5. Vazamento;
6. Desmontagem;
7. Rebarbação e limpeza;
8. Controle da qualidade.

1. Processo de Fundição em Areia Verde

Dentre os processos de fundição que utiliza molde de areia (areia aglomerada com cimento, com resinas de cura a frio e a quente, etc.), o processo que emprega areia verde é o mais conhecido.

Diferentemente dos demais moldes de areia, o de areia verde não apresenta a etapa de secagem, mantendo-se, desse modo, sua umidade original. Esses moldes são compostos por areia-base (sílica, cromita ou zirconita), aglomerante e água.

A preparação desse molde consiste em compactar a mistura de areia numa caixa sobre o modelo com o formato da peça a ser fundida. Esse processo pode ser mecanizado, possibilitando a obtenção de elevada produtividade.

Etapas da Modelagem

1. A caixa de moldar é colocada em uma superfície plana de madeira ou no solo. O modelo é posicionado no fundo da caixa, coberto por talco ou grafite para evitar a aderência na areia, a qual será compactada sobre o modelo manualmente ou com auxílio de marteletes automáticos, em caso de ser um processo mecanizado, até que a caixa fique completamente preenchida com areia.

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1. Essa caixa, denominada caixa-fundo, será virada a fim de que o modelo fique voltado para cima.

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1. Outra caixa, a caixa-tampa, é posicionada acima da caixa-fundo, colocando-se o modelo de massalote e o de canal de descida, e em seguida preenchendo o restante da caixa com a mesma mistura de areia.

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1. Retira-se o modelo de massalote e de canal de descida (ou canal de vazamento) e, em seguida, separe-se as duas caixas.

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1. Abre-se o copo de vazamento na caixa-tampa.

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1. Faz-se o canal de distribuição e de choque, retirando-se o modelo da peça posteriormente.[pic 8]

1. Coloca-se novamente a caixa-tampo sobre a caixa-fundo, juntando-as com presilhas ou grampos. Caso haja a necessidade do macho, coloca-o nessa etapa.[pic 9]

Após esse processo de modelagem, faz-se o vazamento do metal líquido e, depois da solidificação e resfriamento da peça, retira-a da caixa-fundo. Por fim, realiza-se a limpeza e rebarbação da peça final.

Vantagens

• Custo relativamente baixo;
• Menor distorção por não precisar aquecer;
• Boa estabilidade dimensional;
• Equipamentos mais simples;
• A areia é mais facilmente reciclada;
• Menor incidência de trincas a quente;
• As caixas de modelagem podem ser reutilizadas.

Desvantagens

• A composição da areia varia para cada parte, o que influencia na qualidade das peças;
• Acabamento superficial de baixa qualidade;
• A precisão dimensional diminui com o tamanho da peça;
• Limitação do molde (erosão) para peças fundidas de grande dimensão.

1. Comparação entre os Processos

Tabela 1. Comparação entre os vários tipos de processo de fundição e suas características. Fonte: Pavaneti,2007.

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1. OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS

O objetivo deste trabalho é a produção de uma peça metálica através do processo de fundição em areia verde, utilizando alumínio, e avaliar a qualidade da peça produzida.