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Fundição em Moldes Permanentes

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by

Larissa Torres

on 6 August 2014

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Transcript of Fundição em Moldes Permanentes

Processo de Fundição em Moldes Permanentes
Etapas Envolvidas no Processo

• O molde é pintado com pincel ou spray nas superfícies que entrarão em contato com o metal líquido.

• Machos, se usados, são inseridos, e o molde é fechado manual ou mecanicamente.

• Vazamento de liga e enchimento do molde.

• Após solidificação da peça, abertura do molde e extração dos machos.

• Remoção dos canais e massalotes e operações de acabamento das peças.

Regras Gerais de Projeto das Peças:
• Desenho da peça não deve ser complexo.
• Seções devem ser uniformes.
• Evitar cantos vivos.
• Evitar machos (metálicos ou de areia).
• Espessura mínima em torno de 3mm.
• Usar nervuras para evitar paredes pesadas.

Projeto do Molde:

• Requisito Principal: O molde deve extrair calor do metal líquido a uma determinada velocidade.

Princípios Básicos Aplicados:

• Necessidade de resfriamento com água.
• Controle da direção do fluxo de calor.
• Uso de materiais e recobrimentos com diferentes capacidades de extração do calor.
Vantagens e Desvantagens do Processo Sob Pressão
• Alta produtividade.
• Excelente preenchimento da cavidade do molde.
• Excelente acabamento e precisão dimensional.
• Ausência de bolhas, devido à alta pressão.
• Obtenção de estruturas finas, devido à rápida velocidade de resfriamento.


• Pode ocorrer ataque químico às matrizes.
• Pode provocar colamento ou soldagem das peças fundidas à matriz.
• A turbulência é muito elevada, o que dá origem a inclusões que deterioram a qualidade mecânica da peça.

Peças fabricadas por fundição que necessitem de seções com elevada resistência mecânica podem ser produzidas através de moldes “mistos”.

As coquilhas podem ser movimentadas:
• Manualmente (quando são de pequeno porte).
• Mecanicamente (usando-se Máquinas Coquilhadeiras).

Moldes Permanentes
• O molde (ou coquilha) é confeccionado em material metálico (ferro fundido, aço e, mais raramente, o bronze).

• Ideia de “PERMANENTE”: O molde pode ser usado inúmeras vezes, sem comprometimento do mesmo ou da peça produzida.

• A vida útil do molde depende do material a ser vazado e da temperatura de vazamento da liga.
Ex.: 5.000 peças (ferro fundido).
1.000.000 peças (ligas de magnésio e zinco).

Nesse processo, é feito o vazamento de uma liga metálica no interior de um molde metálico.

Por Gravidade:
• O molde metálico é preenchido unicamente pela ação da gravidade.

• Geralmente a coquilha é aberta e fechada manualmente (o mesmo acontecendo com a movimentação dos machos metálicos).

• É possível em alguns casos a mecanização total ou parcial da abertura e do fechamento das matrizes (assim como de movimentação dos machos metálicos).

• Pode-se também utilizar machos de areia, ou meio molde em areia e meio molde em metal = Fundição semi-permanente.
• Transferência do metal líquido para o interior do molde metálico sob ação de um pistão a elevadas pressões.

• Resultado: Peças de altas características mecânicas e com tolerâncias dimensionais bem restritas.

• Utiliza máquinas de injeção de câmara quente ou de câmara fria.

• Este processo, atualmente é utilizado principalmente na produção de peças e ligas não ferrosas como Magnésio, Alumínio e Zinco.

A Fundição em Coquilha por Gravidade é indicada:
• Quando o número de peças a serem fundidas for relativamente pequeno.

• Quando a espessura da parede da peça é apreciável, da ordem de 10 a 12mm ou mais.

• Quando o volume e a massa da peça a ser fundida, são relativamente grandes.

• Geralmente a massa da peça não passa 25kg, podendo excepcionalmente, atingir massas bem maiores.

• Quando se deseja uma tolerância dimensional, não muito apreciada.

• Quando não se quer investir capital em equipamentos e em ferramental.

A alta condutibilidade térmica dos materiais dos moldes permite um resfriamento rápido do fundido
Surgimento de granulações mais refinadas na estrutura da peça fundida
Melhora de suas propriedades mecânicas.
Por Pressão:
Características desse Processo
• Paredes de espessura de até 1,0mm.

• Baixa rugosidade superficial.

• Peças com excelente aparência, reduzindo em muito as operações complementares de acabamento superficial.

• Processo que envolve equipamentos e ferramentas complexos e de altos requisitos para o controle do processo.

• É indicado para a produção de peça sem grande escala, principalmente para as indústrias automobilísticas e de equipamentos eletrônicos.
Manualmente
Mecanicamente
• Devem resistir aos esforços de manuseio e apresentar a maior vida útil possível.

• Utilização de materiais resistentes e cuidados na fabricação.

• Devem extrair calor do metal líquido a uma determinada velocidade.

• Necessidade de sistemas de resfriamento.
Requisitos Principais dos Moldes:
• Vida útil relativamente longa.
• Precisão Dimensional.
• Necessidade de altas velocidades de produção.
Fatores a serem considerados:
• Temperaturas máxima e mínima da face do molde durante o ciclo.
• Magnitude dos gradientes de temperatura através das paredes dos moldes.
• Frequência de repetição do ciclo de produção.

Fatores importantes no projeto de moldes para processos intermitentes:

Composição Química:

• Silicato de Sódio: Como ligante.
• Água: Como solvente.
• Grafite coloidal, vermiculita, óxido de alumínio, argila e outros ingredientes.

Aplicação: Pistola na cavidade da peça e com pincel (base isolante para massalotes).

Obs.: Quando a camada é espessa. Taxa de resfriamento lenta (ação isolante).
Revestimentos dos Moldes (Coquilhas)
• Controlar a gradiente de temperatura ⇒ Ótima solidificação direcional e peças isentas de rechupes.

• Controlar o fluxo de metal para assegurar que o metal atinja todas as partes da coquilha com a temperatura necessária a não ocorrência de “juntas frias”.

• Facilitar a extração da peça.

• Garantir um bom acabamento na peça.

• Garantir uma maior vida útil do molde (evita soldagem do metal no molde).

• Reduzir o choque térmico.
Principais Funções das Tintas para Coquilhas:
• Limpeza da cavidade com jato de areia ⇒ melhor aderência da tinta.

• Aquecimento do molde a ≈ 1500C.

• Aplicações de quantas camadas forem necessárias (em função do efeito de isolamento desejado).


Obs.1:
Uma aplicação bem feita pode ser usada continuamente por 24h dependendo do desenho da peça.

Obs.2
:
Recomenda-se a remoção completa e a repintura do molde em vez da realização de reparos.

Sequência Operacional:
O Vazamento do metal líquido nos moldes pode se dar por gravidade ou por pressão:
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