Processos de Fundição

Caros leitores,

Hoje vamos falar um pouco sobre os processos de fundição. Primeiramente, é importante saber que os processos de fundição são divididos em duas categorias principais: fundição por gravidade e fundição por pressão. Visto que a fundição por pressão precisa de equipamentos específicos aos quais não temos acesso, decidimos realizar a nossa fundição por gravidade. Existe uma vasta gama de moldes que podem ser usados para o nosso propósito. Iremos falar deles nos parágrafos a seguir.

Moldagem em areia:

Um molde de areia deve atender a uma série de requisitos, sendo eles: permeabilidade (suficiente para que os gases possam sair, o que é mais fácil com grãos maiores), refratariedade para altas temperaturas (não permitir a troca de calor), resistência à pressão do metal líquido e à ação erosiva do metal, mínima geração de gases durante o processo e permitir a contração da peça. Também é necessário levar em consideração a granulometria da areia (quanto mais fina, melhor o acabamento superficial da peça) e sua resistência mecânica (quanto maior a umidade da areia, maior a resistência mecânica) e ao calor (quanto maior o teor de óxido de ferro na areia, maior a resistência a quente).

Moldagem em areia verde:

A fundição com molde de areia verde é um processo simples e de baixo custo, o que faz esse processo ser muito utilizado na indústria. A areia pode ser facilmente recuperada e pode ser compactada manualmente ou através de máquinas. Esse processo traz uma boa estabilidade dimensional, no entanto, pode propiciar uma menor qualidade da peça e um acabamento superficial inferior aos demais processos, além de trazer risco de erosão do molde para peças com grandes dimensões.

Moldagem em areia seca:

Conhecido também como molde estufado (já que a secagem é executada em estufa), o molde de areia seca apresenta maior resistência a pressão do metal líquido, maior estabilidade dimensional, maior permeabilidade, maior dureza e melhor acabamento, além de poder ser usado para peças de qualquer dimensão e peso.

Moldagem em areia-cimento:

A fundição em molde de areia-cimento tem princípio semelhante aos dos moldes estufados. Ela é normalmente utilizada para peças de dimensões médias e grandes.

Fundição em casca:

A fundição em casca também é um processo de fundição em areia, porém, nesse processo, não há necessidade de compactação da areia. Ele necessita de cura, podendo ser a quente ou a frio. Além disso, a areia utilizada nesse processo é quimicamente modificada.

 

 Cura a frio:É um processo mais caro e perigoso, por isso é também menos comum. Esse processo gera um bom acabamento superficial, porém é necessário cuidado na manipulação devido ao uso de catalizadores ácidos e corrosivos.Para obtenção do molde por cura a frio é necessário fixar os modelos (geralmente de madeira) na caixa. A mistura de areia, resina e catalisador é despejada na caixa, fazendo-se a gradativa compactação. A cura é iniciada imediatamente após a moldagem e termina algumas horas depois. Após a retirada do modelo, o molde é pintado com tintas especiais para fundição e aquecido para secagem da tinta. 

Cura a quente:Esse processo produz somente metade do molde, reduzindo a quantidade de areia necessária. Ele fornece um bom acabamento superficial, juntamente com uma boa estabilidade dimensional e permeabilidade. Ele é um processo mais adequado para peças complexas e é facilmente automatizado, porém seu custo é maior e suas dimensões são limitadas em comparação com o molde de areia verde.

Fundição em moldes permanentes:

Para esse tipo de fundição, deve-se projetar a peça com geometria adequada para extração do molde. Uma de suas vantagens é que seu molde pode ser utilizado repetidamente, tendo uma vida útil da ordem de 100 000 peças. Para esse processo, o metal a ser fundido deve ter baixo ou médio ponto de fusão, para que não haja risco de fundir o molde.

Processo em cera perdida

Esse processo permite a produção de peças com geometria complexa e pequenas dimensões. Ele traz excelente acabamento superficial e precisão dimensional, fazendo com que pouca ou nenhuma usinagem seja necessária após o processo. Seu molde é perdido após a fundição.

Após a análise dos prós e contras dos diferentes moldes, decidimos testar a fundição tanto com molde de areia verde, quanto com o molde permanente e compará-los posteriormente.

Casting Processes

Dear readers, 

Today we are going to talk a little about casting processes. Firstly, it’s important to know the casting processes are divided into two main categories: casting by gravity and casting by pressure. Since casting by pressure needs specific equipment that we do not have access to, we decided to make our casting by gravity. There is a wide range of molds that can be used to our purpose. We’re going to talk about them in the following paragraphs.

Sand molding:

A sand mold must meet a series of requirements, such as: permeability (enough to let the gas out, which is easier with bigger grains), refractoriness to high temperatures (it can’t allow heat exchange), resistance to liquid metal pressure and to metal erosive action, minimal gas generation during the process and allow the piece to contract. It is also necessary to take into consideration the sand’s granulometry (thinner grains leads to better superficial finish of the piece) and it’s mechanical resistance (wetter the sand leads to better mechanical resistance) and heat resistance (more iron oxide on the sand leads to better resistance to heat).

Green sand molding:

Casting with a green sand mold is a simple process with low cost, which makes this process largely used in the industry. The sand can be easily recovered e can be compacted manually or by machine. This process brings great dimensional stability, however, it can provide lower piece quality and a superficial finish inferior to other processes, besides bringing risk of mold erosion when casting pieces with big dimensions.

Dry sand molding:

The dry sand molding presents a better resistance to liquid metal pressure, better dimensional stability, better permeability, better hardness and better finishing, besides being able cast any dimension and weight.

Sand-cement molding:

Casting on sand-cement molding has a principle similar to the dry sand molding. It is normally used for pieces with medium and big dimensions.

Shell molding

Shell molding is also a process of sand casting, however, on this case, there is no need to compact the sand. It needs cure that can be either hot or cold. Besides that, the sand used in this process is chemically modified.

Cold cure:It’s a more expensive and dangerous process, which is why it is also less common. This process generates a good superficial finish, however, caution is necessary in manipulation due to the use of acid and corrosive catalysts.To obtain a mold through cold cure, it is required to fixate the models (usually made of wood) on the box. A mixture of sand, resin and catalyzer is dropped on the box, making a gradual compaction. The cure starts immediately after the molding and ends a couple hours later. After removing the model, the mold is painted with special casting paints and heated to dry.

Hot cure:This process produce only half of the mold, reducing the required amount of sand. It provides a good superficial finish, alongside with a good dimensional stability and permeability. It's a process more adequate to complex pieces and it is easily automated, however it’s cost is bigger and it’s dimensions are limited in comparison with the green sand mold.

Casting on permanent molds:

For this type of casting, the piece must be projected with adequate geometry to be extracted from the mold. One of it’s advantages is that the mold can be used repeatedly, having a life of up to 100 000 pieces. For this process, the metal to be casted must have low to medium fusion point, so that there is no risk of melting the mold.

Process with lost wax

This process allows the production of pieces with complex geometry and small dimensions. It brings excellent superficial finish and dimensional precision, which makes little to no machining necessary after the process. It’s mold is lost after the casting.

After analyzing the pros and cons of the different molds, we decided to test green sand casting as well as permanent casting and compare them posteriorly.


Postado por/ Posted by: Rafaela Almeida