Baixe PF-molde permanente e outras Notas de aula em PDF para Tecnologia Industrial, somente na Docsity!
Esse molde é (quase) para sempre
Manuais ou mecanizados, de precisão, não importa qual o pro- cesso de fundição que tenhamos estudado até agora, todos ti- nham em comum duas coisas: o fato de que o material básico para a confecção dos moldes era, na maioria dos casos, areia e que após a produção da peça o molde era destruído.
Acontece que, ao lado de todas as vantagens que a areia apre- senta na confecção de moldes, existem sempre os problemas comuns à sua utilização para a fundição: quebras ou deforma- ções dos moldes, inclusões de grãos de areia na peça fundida, problemas com os materiais aglomerantes e com as misturas de areia, e assim por diante.
Dependendo do trabalho que se quer realizar, da quantidade de peças a serem fundidas e, principalmente, do tipo de liga metálica que será fundida, o fabricante tem que fundir suas peças em ou- tro tipo de molde: os moldes permanentes, que dispensam o uso da areia e das misturas para sua confecção. Veja, nesta aula, como isso é feito.
O que é um molde permanente
Os processos de fundição por molde permanente usam moldes metálicos para a produção das peças fundidas. Por esses pro- cessos realiza-se a fundição por gravidade ou por pressão.
Usar um molde permanente significa que não é necessário pro- duzir um novo molde a cada peça que se vai fundir. A vida útil
de um molde metálico permite a fundição de até 100 mil peças. Um número tão impressionante deveria possibilitar a extensão de seu uso a todos os processos de fundição. Só que não é bem assim.
A utilização dos moldes metálicos está restrita aos metais com temperatura de fusão mais baixas do que o ferro e o aço. Esses metais são representados pelas ligas com chumbo, zinco, alumí- nio, magnésio, certos bronzes e, excepcionalmente, o ferro fundi- do. O motivo dessa restrição é que as altas temperaturas neces- sárias à fusão do aço, por exemplo, danificariam os moldes de metal.
Os moldes permanentes são feitos de aço ou ferro fundido ligado, resistente ao calor e às repetidas mudanças de temperatura. Mol- des feitos de bronze podem ser usados para fundir estanho, chumbo e zinco.
Os produtos típicos da fundição em moldes permanentes são: bases de máquinas, blocos de cilindros de compressores, cabe- çotes, bielas, pistões e cabeçotes de cilindros de motores de au- tomóveis, coletores de admissão.
Esses produtos, se comparados com peças fundidas em moldes de areia, apresentam maior uniformidade, melhor acabamento de superfície, tolerâncias dimensionais mais estreitas e melhores propriedades mecânicas.
Por outro lado, além de seu emprego estar limitado a peças de tamanho pequeno e produção em grandes quantidades, os mol- des permanentes nem sempre se adaptam a todas as ligas metá- licas e são mais usados para a fabricação de peças de formatos mais simples, porque uma peça de formas complicadas dificulta não só o projeto do molde, mas também a extração da peça após o processo de fundição.
Para fundir peças em moldes metálicos permanentes, pode-se vazar o metal por gravidade. Nesse caso, o molde consiste em
Pare! Estude! Responda!
Exercícios
1. Responda com Sim ou Não. a) A fundição em moldes permanentes usa areia? .......... b) Uma das características desse processo é a longa vida útil do molde? ........ c) O vazamento em moldes permanentes pode ser feito por gravidade ou sob pressão? ........ d) Nesse processo, o molde é sempre de aço? ........ e) Esse processo se aplica a metais com altas temperaturas de fusão como o aço? ........ g) O processo é mais empregado para a fundição de peças de formatos mais simples? ........ 2. Complete as frases usando as seguintes palavras: os disposi- tivos, a matriz, uma pasta, a produção, manualmente, o for- mato, a gravidade, a peça. a) Na fundição em moldes permanentes, .......... é de peque- no tamanho, .......... é feita em grandes quantidades e .......... das peças é simples. b) O metal é vazado por .......... e o fechamento do molde pode ser feito .......... ou por meio de .......... mecânicos. c) Na fundição sob pressão o molde chama-se ........... d) Tanto .......... quanto o macho são cobertos por .......... adesiva rala.
Fundição sob pressão
Os moldes metálicos também são usados no processo de fundi- ção sob pressão. Este consiste em forçar o metal líquido a pene- trar na cavidade do molde, chamado de matriz.
A matriz, de aço-ferramenta tratado termicamente, é geralmente construída em duas partes hermeticamente fechadas no momen- to do vazamento do metal líquido. O metal é bombeado na cavi- dade da matriz sob pressão suficiente para o preenchimento total
de todos os seus espaços e cavidades. A pressão é mantida até que o metal se solidifique. Então, a matriz é aberta e a peça eje- tada por meio de pinos acionados hidraulicamente.
Muitas matrizes são refrigeradas a água. Isso é importante para evitar superaquecimento da matriz, a fim de aumentar sua vida útil e evitar defeitos nas peças.
Para realizar sua função, as matrizes têm que ter resistência sufi- ciente para agüentar o desgaste imposto pela fundição sob pres- são, e são capazes de suportar entre 50 mil e 1 milhão de inje- ções.
modo que ambos possam ficar em contato direto com o banho de metal.
Se a liga se funde a uma temperatura mais alta, o que prejudica- ria o sistema de bombeamento (cilindro e pistão), usa-se a má- quina de fundição sob pressão de câmara fria, empregada princi- palmente para fundir ligas de alumínio, magnésio e cobre.
O princípio de funcionamento desse equipamento é o mesmo. A diferença é que o forno que contém o metal líquido é uma unidade independente, de modo que o sistema de injeção não fica dentro do banho de metal. Veja representação esquemática ao lado.
A máquina de fundição sob pressão em câmara fria pode ser:
- horizontal, na qual o pistão funciona no sentido horizontal;
- vertical, na qual o sistema de injeção funciona no sentido verti- cal.
Vantagens e desvantagens
Como todo o processo de fabricação, a fundição sob pressão tem uma série de vantagens e desvantagens. As vantagens são:
- peças de ligas como a de alumínio, fundidas sob pressão, a- presentam maiores resistências do que as fundidas em areia;
- peças fundidas sob pressão podem receber tratamento de su- perfície com um mínimo de preparo prévio da superfície;
- possibilidade de produção de peças com formas mais comple- xas;
- possibilidade de produção de peças com paredes mais finas e tolerâncias dimensionais mais estreitas;
- alta capacidade de produção;
- alta durabilidade das matrizes.
As desvantagens são:
- limitações no emprego do processo: ele é usado para ligas não-ferrosas, com poucas exceções;
- limitação no peso das peças (raramente superiores a 5 kg.);
- retenção de ar no interior das matrizes, originando peças in- completas e porosidade na peça fundida;
- alto custo do equipamento e dos acessórios, o que limita seu emprego a grandes volumes de produção.
A indústria automobilística utiliza uma grande quantidade de pe- ças fundidas sob pressão: tampas de válvulas, fechaduras, car- caças de motor de arranque, maçanetas, caixas de câmbio de máquinas agrícolas. O mesmo acontece com a indústria aeronáu- tica, que usa peças fundidas principalmente de ligas de alumínio e magnésio. Essa variedade de produtos indica a importância desse processo de fabricação dentro do setor de indústria metal- mecânica. Por isso, estude tudo com atenção e faça os exercícios a seguir.
4. a) A quente b) fora/a frio c) geralmente, devem d) a água, aumentar 5. - Vantagens: Peças de ligas como a de alumínio apresen- tam maiores resistências do que fundidas em areia. - Possibilidade de produção de peças com formas mais complexas. - Desvantagens: Limitação no peso das peças (raramente superior a 5 kg). - Retenção de ar no interior das matrizes
