Processo De Fabricação

1. Os processos de fabricação ou de conformação, de semiprodutos e de produtos metálicos, podem ser classificados em dois grupos, ou seja: processos mecânicos e processos metalúrgicos; assim sendo, pede-se distinguir os critérios técnicos que levam a essa classificação geral. Apresentar ainda, a caracterização dos processos que se enquadram em nível de subgrupos, citando os que são comumente utilizados industrialmente.

R: Os processos mecânicos são processos de fabricação que emprega a deformação plástica de um corpo metálico, mantendo suas massas e integridade. Processo de metalurgia é denominado sinterização, e vem a ser um processo altamente desenvolvido de manufatura de peças metálicas ferrosas e não ferrosas.

2. As figuras abaixo esquematizam as fases típicas no fenômeno de solidificação de um material metálico, o qual vai originar uma peça fundida chamada lingote; ou seja: nucleação, desenvolvimento dos grãos cristalinos e a estrutura granular solidificada. Considerando-se as fases envolvidas e a obtenção de lingotes com estruturas diferentes, como as evidenciadas pelas secções transversais dos lingotes 1 e 2, pede-se:

a)Descrever os mecanismos que ocorrem no fenômeno de solidificação, desde o vazamento do material metálico líquido, até a solidificação do lingote.

R: Cristalização, contração de volume, concentração de impureza e desprendimento de gases.

b)Quais as implicações técnicas decorrentes das formas estruturais, resultantes nesses lingotes.

R: As implicações técnicas são defeitos ou efeitos indesejáveis que podem ocorrer em peças fundidas, dentre eles estão crescimentos dendrítico. Formação de denrritas que se encontram em planos diagonais, essas diagonais formam pontos de maior fragilidade, podendo aparecer fissuras ou trincas durante o processos posteriores de conformação plástica.

3. Na fabricação de lingotes ou peças fundidas metálicas haverá sempre a ocorrência natural da contração do material ao passar do estado líquido ao sólido, sendo assim, pergunta-se:

a)Quais os consequentes efeitos causados pela contração, sólida nos produtos fundidos?

R: Os efeitos causados são tensões mecânicas na peça, com aparecimento de trincas e formação de bolhas.

B) Esses efeitos podem ser controlados ou eliminados, seja no caso de lingoteiras, seja no caso de moldes? Em caso afirmativo, quais os recursos e ou as técnicas que devem ser utilizadas?

R:

4. De um modo geral, as ligas de ferro-carbono comumente empregadas para a fabricação de lingotes e peças fundidas, apresentam teores de impurezas (como o Fósforo e o Enxofre) que ao se solidificaram concentram-se em regiões preferenciais, dando origem ao que se denomina “Segregação de impurezas”, e que pode comprometer a qualidade desses produtos.

a) Quais os mecanismos de geração desse fenômeno?

R: Esse fenômeno ocorre por causa de algumas impurezas, as quais não puderam ser completamente eliminadas. Como algumas impurezas são menos solúveis no estado sólido, durante a solidificação estas acompanham o metal líquido, buscando maiores regiões de maiores temperaturas (onde são mais solúveis), acumulando-se desta forma na ultima parte a solidificar.

b) Quais as consequências e implicações que podem comprometer a qualidade dos lingotes e das peças fundidas? Como podem ser controladas ou eliminadas?

R: A principal consequência da segregação é a heterogeneidade na composição do material, conforme a seção considerada, com consequentes alterações nas suas propriedades mecânicas. Esse inconveniente pode ser evitado pelo controle mais rigoroso da composição química das ligas e controle da própria velocidade do resfriamento.

5. Considerando-se o fenômeno de “desprendimento de gases”, que ocorre durante a fusão e solidificação, notadamente, de ligas ferro-carbono, pergunta-se:

a) Como se processa o mecanismo de geração desse fenômeno?

R: Esse fenômeno ocorre principalmente nas ligas de 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 a atmosfera no seu estado liquido, entretanto com a queda de temperatura e a solidificação do material fica mais difícil a fuga desses gases causando assim bolhas.

b) Quais as consequências que o mesmo causa à qualidade dos produtos fundidos? Como podem ser atenuados ou eliminados?

R: As consequências são a formação de bolhas, as mesmas podendo chegar até a superfície da peça, causando imperfeições no acabamento das peças. Essas imperfeições podem ser eliminadas com a adição de elementos desoxidantes.

6. A fundição abrange diversos processos, cada um dos quais apresentando características próprias. Entretanto, quaisquer que seja o processo adotado, devem ser consideradas as seguintes etapas: desenho da peça fundida; projeto do modelo; modelagem (construção do modelo); moldagem (construção do molde); fusão do material; vazamento metálico; vazamento no molde; solidificação; desmoldagem; limpeza e rebarbação; controle de qualidade final.

Com relação à etapa “desenho de peça fundida”, justificar a adoção das seguintes recomendações técnicas.

a) Estabelecer variação gradual da secções transversais.

R: Evitar variações bruscas das secções transversais e cantos vivos para que não ocorram fissuras devido estrutura dendrítica e tensões de resfriamento.

b) Considerar dimensões mínimas de espessuras de paredes e diâmetros de orifícios.

R: Paredes muito finas não são bem preenchidas com o metal líquido. E a maior velocidade de resfriamento pode originar regiões de maior dureza.

c) Prever ângulo de saída para permitir a desmoldagem (ângulo de inclinação da superfície externa).

R: A conicidade para melhor confecção do molde, é considerado um ângulo de saída de (1º à 3º).

Com relação à etapa “projeto do modelo”, justificar a adoção das seguintes recomendações técnicas:

a) Considerar