Fundição Em Molde De Areia

Objetivos

O objetivo da prática consiste na aprendizagem sobre o processo de moldagem em areia verde, todos os cuidados com o mesmo desde as caixas de fundição, compactação e posicionamento, alem das técnicas e cuidados com os canais de vazamento e alimentadores.

2. Introdução

A fundição é um dos processos mais antigos e também um dos mais versáteis pelo qual os metais ou ligas metálicas em estado líquido são vazados em um molde para a fabricação dos mais variados tipos de peças, objetos decorativos e jóias. Na maioria das vezes, a fundição é o processo mais simples e econômico de se produzir uma peça, principalmente quando esta é de grande porte, de geometria intrincada ou com canais internos e cavidades(1).

No processo de fundição podem-se utilizar materiais ferrosos, não-ferrosos, aços, alumínio, cobre, zinco, magnésio e respectivas ligas. Entretanto alguns cuidados na escolha são necessários; os aços fundidos, por exemplo, podem apresentar elevadas tensões residuais, microporosidade, zonamento e variações de tamanho de grão. Tais fatores resultam emmenor resistência e ductilidade (2).

A fundição pode dar origem a peças acabadas, já em seu formato final, ou não; De modo geral, as peças fundidas passam por processos de acabamento como corte de canais, usinagem, e rebarbação. Quando necessário, as peças também podem passar por tratamento térmico para conferir maior resistência.

Existem vários processos diferentes para se produzir peças fundidas, os mais comuns são: fundição por gravidade, por centrifugação, sob pressão e de precisão. Cada um se ajusta a determinadas exigências de qualidade, custo e tempo.

Os modelos são usados para dar forma ao fundido quando o molde utilizado é do tipo não permanente (geralmente de areia). Os modelos podem ser de madeira, plástico, isopor, metal ou mesmo de cera e podem ser aplicados produtos desmoldantes (talco, grafite, areia de separação) para facilitar sua retirada de dentro do molde(1).

Nos processos de fundição também podem ser utilizadas peças chamadas de machos que servem para formar canais em peças que precisem ser vazadas. Os machos devem ser feitos de um material resistente o suficiente para suportar o processo de vazamento do metal fundido, mas devem ser quebráveis após o processo de solidificação e esfriamento para que possa ser retirado da peça.

O tipo de material com que os moldes são feitos depende doprocesso que será utilizado; Os mais comuns são de areia de fundição: a areia sintética, composta por uma mistura de areia, argila e água; a areia verde, que contém areia silicosa; e a areia seca, utilizada quando se precisa de peças com melhor acabamento ou estabilidade dimensional, que contém aditivos que melhoram suas propriedades. No processo de moldagem com areia, o reaproveitamento é decerca de 98% da areia utilizada. Ela é peneirada e volta para o processo.

Os moldes de metal permanente permite a fabricação de milhares de peças com um único molde que deve ser feito de um metal com ponto de fusão maior que o metal da peça a ser produzida. Devido ao seu custo mais elevado, os moldes em metal são feitos apenas para produção de peças em série.

2.1 Fenômenos que ocorrem durante o processo de solidificação

A cristalização consiste no aparecimento das primeiras células cristalinas unitárias, que servem como "núcleos" para o posterior desenvolvimento dos cristais, dando, finalmente, origem aos grãos definitivos e à "estrutura granular" típica dos metais.

Os metais, ao solidificarem, sofrem uma contração. A contração dá origem a uma heterogeneidade conhecida por vazio ou rechupe.

Algumas ligas metálicas contêm impurezas normais, que se comportam de modo diferente, conforme a liga esteja no estado líquido ousólido. O caso mais geral é o das ligas ferro-carbono que contêm, como impurezas normais, o fósforo, o enxofre, o manganês, o silício e o próprio carbono. Quando essas ligas estão no estado liquido, as impurezas estão totalmente dissolvidas no líquido, formando um todo homogêneo. Ao solidificar, entretanto, algumas das impurezas são menos solúveis no estado sólido, o que ocasiona em uma segregação. O inconveniente dessa segregação é que o material acaba apresentando composição química não uniforme, conforme a seção considerada, e consequentes propriedades mecânicas diferentes.

Esse inconveniente pode ser evitado pelo controle mais rigoroso da composição química das ligas e controle da própria velocidade de resfriamento.

O desprendimento de gases ocorre, principalmente nas ligas ferro-carbono. O oxigênio dissolvido no ferro, tende a combinar-se com o carbono dessas ligas, formando os gases CO e CO2 que escapam facilmente à atmosfera, enquanto a liga estiver no estado liquido. À medida, entretanto,