Areia de fundição

INTRODUÇÃO

Vamos falar sobre areia à verde (areia de fundição), moldes de areia, principais materiais e processos de moldagem / macharia, requisitos da areia de moldagem, durante a moldagem moldabilidade, durante e após o vazamento, comportamento do molde, constituição de uma areia verde nova, areia na fundição, densidade em uma areia verde, areia base, areia sílica, empilhamento de grãos, fotos da forma dos grão, correlações permeabilidade base X áreas específicas e módulo, areias-base para aços, areias-base para ferros fundidos, areias-base para ligas de cobre(bronzes e latões)‏, areias-base para ligas de alumínio e areias-base para ligas de magnésio.

Areia verde

1.Conceito de (moldagem com) areia verde

   •Atributos, características das areias verdes

2.Componentes da mistura e sua caracterização

   •Areia base

   •Argila (bentonita)‏

   •Aglomeração: o trinômio areia / argila / água

   •Aditivos

   •Compactação (métodos de moldagem)‏

   •Preparo / recirculação e seus efeitos

3.Propriedades tecnológicas, Ensaios, Controle de sistemas de areia

4.Defeitos associados à areia de moldagem e ao molde, correlações entre defeitos e os resultados dos ensaios de laboratório

[pic 1]

Requisitos da areia de moldagem

Durante a moldagem (Moldabilidade)‏

   •Escoabilidade (fluxibilidade) –adensar sobre o modelo

   •Consistência –retenção da forma

   •Plasticidade –extração do modelo

Durante e após o vazamento

   •Permeabilidade a ar, gases e vapores

   •Estabilidade dimensional no aquecimento

   •Difusividade térmica

   •Propriedades a quente: plasticidade, resistência

   •Desmoldabilidade

Durante a moldagem: Moldabilidade

Para gerar bons moldes, a areia de moldagem deve ser capaz de reproduzir fielmente as formas do modelo

Escoabilidade (fluxibilidade)‏

   •Capacidade de movimentação dos grãos individuais de modo a adensar-se firmemente em torno do modelo

Consistência

   •Capacidade de reter a forma após a compactação; medida pela resistência mecânica a verde

Plasticidade

   •Confere resiliência ao molde, permitindo que ele se deforme plasticamente sem se romper; essencial para a extração do modelo

[pic 2]

Durante e após o vazamento

Permeabilidade

         Permite escape de ar, gases e vapores

                 – depende do tamanho médio e distribuição dos vazios intergranulares do molde / macho

Estabilidade térmica dimensional

          Outros constituintes da areia devem

                 – compensar a expansão dos grãos de areia base

                 – conferir plasticidade a alta temperatura

Difusividade térmica

          Determina o esfriamento da peça fundida; é função de

                 – condutividade térmica

                 – capacidade térmica

                 – densidade

Resistência mecânica a altas temperaturas

          É importante que seja transitória; sua diminuição com o tempo define a característica de colapsibilidade

Desmoldabilidade

          Facilidade de desfazer o molde após solidificação

                 – Quanto menor a resistência residual do molde (isto é, a resistência que o molde retém ao esfriar após a solidificação da peça), menor o trabalho requerido na desmoldagem

         [pic 3][pic 4]

[pic 5]

O comportamento do molde ...

... e a qualidade da peça dependem de três conjuntos de fatores:

• fatores ligados à composição da areia de moldagem isto é,

        - tipos de constituintes e

        - proporção dos constituintes

• fatores ligados ao preparo da areia de moldagem e

• fatores ligados à moldagem propriamente dita, tais como

        - modo de compactação e

        - intensidade de compactação

Uma areia verde nova é constituída de

•Areia

       Base mais comum: de sílica (quartzo)‏

•Argila

       Mais comum: bentonita

•Água

       H2O + substâncias dissolvidas e em suspensão

•Aditivos

       Pó-de-carvão, pó-de-madeira, amido etc.

  A preparação da mistura é por muitos considerada como um quinto constituinte

Constituição de uma areia nova

[pic 6]

A areia na fundição

Água e aditivos contêm sais (cátions e ânions)‏

Calor do metal líquido decompõe parcialmente argila e aditivos

Na desmoldagem, os machos incorporam-se parcialmente à areia de moldagem

Na recirculação, H2O evapora mas os sais dissolvidos permanecem

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Variações de densidade em uma areia verde

[pic 8]

Constituição de 3 areias de sistema

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Areia base

As areias de sílica (quartzo) são as mais abundantes e baratas

Por isso são as selecionadas na quase totalidade dos casos

Outras areias (menos) usadas: cromita, zirconita, olivina, chamote ...