Baixe PROCESSOS DE FABRICAÇÃO e outras Notas de estudo em PDF para Eletromecânica, somente na Docsity!
Fundição: um bom começo
Quando se fala em Mecânica, o que vem à sua cabeça? Certa- mente máquinas. Grandes, pequenas, complexas, simples, auto- matizadas ou não, elas estão por toda a parte. E se integraram às nossas vidas como um complemento indispensável que nos ajuda a vencer a inferioridade física diante da natureza.
Pois é, na aula anterior, vimos como o homem, ainda antes de construir abrigos e inventar a agricultura já “fabricava” instrumen- tos que o ajudavam em sua sobrevivência. E no momento em que ele se sentiu capaz disso, não existiram mais limites para a sua criatividade. E daí para a idéia dos mecanismos que pudessem tornar as tarefas mais rápidas, mais fáceis e cada vez mais perfei- tas, foi só uma questão de tempo. Foi um progresso que levou alguns milhares de anos, é verdade, mas que, de uns duzentos anos para cá tornou-se cada vez mais rápido.
É o caso, por exemplo, do relacionamento do homem com os me- tais que já dura uns 6 mil anos. Você pode pensar nos conjuntos mecânicos que você conhece sem metais? Por enquanto não, certo? Todavia, o aperfeiçoamento desses conjuntos só se tornou possível com o domínio de dois conhecimentos: a tecnologia dos materiais e os processos de fabricação.
Sobre a tecnologia dos materiais, você já deve ter estudado um módulo inteiro do Telecurso Profissionalizante: o módulo chamado de Materiais. Quanto aos processos de fabricação, vamos come- çar nosso estudo agora. Que tal, então, imaginar que você tenha de fabricar alguma coisa de metal. Você tem idéia por onde co-
meçar? Não? Pois vamos dar uma dica: vamos começar pela fundição.
“Como?!”, você deve estar perguntando, “O que isso tem a ver com mecânica?” Mais do que você imagina. E nesta aula você vai ver por quê.
Que processo é esse?
Os processos de transformação dos metais e ligas metálicas em peças para utilização em conjuntos mecânicos são inúmeros e variados: você pode fundir , conformar mecanicamente , soldar , utilizar a metalurgia do pó e usinar o metal e, assim, obter a peça desejada. Evidentemente, vários fatores devem ser conside- rados quando se escolhe o processo de fabricação. Como exem- plo, podemos lembrar: o formato da peça, as exigências de uso, o material a ser empregado, a quantidade de peças que devem ser produzidas, o tipo de acabamento desejado, e assim por diante.
Dentre essas várias maneiras de trabalhar o material metálico, a fundição se destaca, não só por ser um dos processos mais anti- gos, mas também porque é um dos mais versáteis, principalmen- te quando se considera os diferentes formatos e tamanhos das peças que se pode produzir por esse processo.
Mas, afinal, o que é fundição? É o processo de fabricação de pe- ças metálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas corres- pondentes aos da peça a ser fabricada.
Para entender melhor a importância disso, basta lembrar que a produção de máquinas em geral e de máquinas-ferramenta, má- quinas operatrizes e agrícolas é impensável sem a fundição.
Pare! Estude! Responda!
Exercício 1 Responda às seguintes perguntas. a) O que é fundição? b) Comparando o óleo com a água,
1. Qual possui maior fluidez? 2. Qual possui menor fluidez? c) Por que a fluidez é uma propriedade importante para o pro- cesso de fundição? d) Sabendo que a temperatura de fusão do aço é de aproxima- damente 1600ºC e a do ferro fundido é de aproximadamente 1200ºC, responda: 1. Qual dos dois é melhor para a produção de peças fundi- das? 2. Por quê?
Levando vantagem em tudo
Estudando este módulo sobre processos de fabricação mecânica, você vai perceber que esses utilizam sempre produtos semi- acabados, ou seja, chapas, barras, perfis, tubos, fios e arames, como matéria-prima. Quer dizer, existem várias etapas de fabri- cação que devem ser realizadas antes que o material metálico se transforme em uma peça.
Por outro lado, a fundição parte diretamente do metal líquido e, no mínimo, econo- miza etapas dentro do pro- cesso de fabricação. Vamos, então, ver mais algumas van- tagens desse processo.
a) As peças fundidas podem apresentar formas externas e inter- nas desde as mais simples até as bem complicadas, com for- matos impossíveis de serem obtidos por outros processos.
b) As peças fundidas podem apresentar dimensões limitadas somente pelas restrições das instalações onde são produzi- das. Isso quer dizer que é possível produzir peças de poucos gramas de peso e com espessura de parede de apenas al- guns milímetros ou pesando muitas toneladas.
c) A fundição permite um alto grau de automatização e, com isso, a produção rápida e em série de grandes quantidades de peças.
d) As peças fundidas podem ser produzidas dentro de padrões variados de acabamento (mais liso ou mais áspero) e tole- rância dimensional (entre ± 0,2 mm e ± 6 mm) em função do processo de fundição usado. Por causa disso, há uma grande economia em operações de usinagem.
Tolerância dimensional é a faixa dentro da qual uma medida qualquer pode variar. Por exemplo, o desenho especifica uma medida de 10 mm, com uma tolerância dimensional de ± 1. Is- so quer dizer que essa medida pode variar entre 9 e 11 mm.
e) A peça fundida possibilita grande economia de peso, porque permite a obtenção de paredes com espessuras quase ilimita- das.
Essas vantagens demonstram a grande diversidade de peças que podem ser produzidas por esse processo e que os outros não conseguem alcançar. Para você ter uma idéia, um automóvel não poderia sair do lugar se não fosse o motor. Nele, a maioria das peças é feita por meio de processos de fundição.
usinagem da peça. Ele é feito de madeira, alumínio, aço, re- sina plástica e até isopor.
2. Confecção do molde – O molde é o dispositivo no qual o metal fundido é colocado para que se obtenha a peça desejada. Ele é feito de material refratário composto de areia e aglomerante. Esse material é moldado sobre o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça a ser fundida. 3. Confecção dos machos – Macho é um dispositivo, feito tam- bém de areia, que tem a finalidade de formar os vazios, furos e reentrâncias da peça. Eles são colocados nos moldes antes que eles sejam fechados para receber o metal líquido.
4. Fusão – Etapa em que acontece a fusão do metal. 5. Vazamento – O vazamento é o enchimento do molde com metal líquido. 6. Desmoldagem - Após determinado período de tempo em que a peça se solidifica dentro do molde, e que depende do tipo de peça, do tipo de molde e do metal (ou liga metálica), ela é retirada do molde (desmoldagem) manualmente ou por pro- cessos mecânicos. 7. Rebarbação – A rebarbação é a retirada dos canais de ali- mentação , massalotes e rebarbas que se formam durante a fundição. Ela é realizada quando a peça atinge temperaturas próximas às do ambiente.
Canais de alimentação são as vias, ou condutos, por onde o metal líquido passe para chegar ao molde.
Pare! Estude! Responda!
Exercício 4 Relacione a coluna A com a coluna B.
Coluna A Coluna B a) ( ) Retirada de canais, massalotes e rebarbas da peça. 1. Confecção do molde b) ( ) O metal é derretido em fornos especiais. 2. Confecção do macho c) ( ) Retirada da peça sólida do molde. 3. Confecção do modelo d) ( ) O modelo é construído com madeira, metal ou resi- na.
4. Fusão 5. Vazamento e) ( ) O metal líquido é despejado no molde. 6. Desmoldagem f) ( ) Etapa em que o molde é construído. 7. Rebarbação g) ( ) Etapa em que os machos são construídos. 8. Limpeza h) ( ) Etapa em que a peça é jateada e limpa.
Exercício 5 Responda às seguintes perguntas. a) Como se chamam os dutos que conduzem o metal líquido para o interior do molde? b) Qual é o nome do reservatório que serve para suprir a peça com metal à medida que ele se resfria e contrai? c) Escreva os nomes dos outros processos de fundição citados nesta parte da aula.
Características e defeitos dos produtos fundidos
Quando um novo produto é criado, ou quando se quer aperfeiçoar algo que já existe, o departamento de engenharia geralmente tem alguns critérios que ajudam a escolher o tipo de processo de fa- bricação para as peças projetadas.
No caso da fundição, vários fatores podem ser considerados:
- formato e complexidade da peça
- tamanho da peça
- quantidade de peças a serem produzidas
- matéria-prima metálica que será usada
Além disso, as peças fundidas apresentam características que estão estreitamente ligadas ao processo de fabricação como por exemplo:
- acréscimo de sobremetal, ou seja, a camada extra de metal que será desbastada por processo de usinagem
- furos pequenos e detalhes complexos não são feitos na peça porque dificultam o processo de fundição, embora apareçam no desenho. Esses detalhes são depois executados também por meio de usinagem.
- arredondamento de cantos e engrossamento das paredes da peça para evitar defeitos como trincas e melhorar o preenchimento com o metal líquido.
Como em todo o processo, às vezes, alguma coisa “sai errado” e aparecem os defeitos. Alguns defeitos comuns das peças fundi- das são:
- inclusão da areia do molde nas paredes internas ou externas da peça. Isso causa problemas de usinagem: os grãos de areia são abrasivos e, por isso, estragam a ferramenta. Além disso, causam defeitos na superfície da peça usinada.
- defeitos de composição da liga metálica que causam o apare- cimento de partículas duras indesejáveis no material. Isso também causa desgaste da ferramenta de usinagem.
- rechupe, ou seja, falta de material devido ao processo de soli- dificação, causado por projeto de massalote malfeito.
- porosidade, ou seja, a existência de “buraquinhos” dentro de peça. Eles se originam quando os gases que existem dentro do metal líquido não são eliminados durante o processo de va- zamento e solidificação. Isso causa fragilidade e defeitos su- perficiais na peça usinada.
Esta aula termina aqui. Nela você teve uma noção básica e geral sobre o que é fundição e como se obtêm as peças fundidas. Essa é uma etapa importante no processo de fabricação de peças para conjuntos mecânicos e pode ser que sobre para você usinar uma peça dessas, não é mesmo? Agora dê uma repassada na aula e faça os exercícios.
Gabarito
1. a) É o processo que permite a obtenção de peças em formas praticamente definitivas com limitação de: tamanho, forma- to e complexibilidade. b) 1. água 2. óleo c) Porque não tendo boa fluidez, o metal não conseguirá preencher totalmente as cavidades ou vazios do molde. d) 1. ferro fundido. 2. fusão mais rápida (temperatura mais baixa que do a- ço). 2. a) As peças fundidas podem apresentar formatos impossí- veis de se obter por outros processos, tornando vantajoso sua fabricação por esse processo. b) 1. (F) 2. (V) 3. (V) 4. (F) 3. 1) Pelo auto grau de automatização, a fundição permite uma produção rápida e em grandes quantidades. 4) Podem ser fundidos dentro de padrões variados de aca- bamento. 4. a) (7) b) (4) c) (6) d) (3) e) (5) f) (1) g) (2) h) (8) 5. a) Canais de alimentação. b) Massalote. c) Fundição por gravidade, fundição sob pressão 6. a) Pelo acréscimo de sobremetal que foi usinado, detalhes e furos que foram executados posteriormente, cantos arre- dondados e paredes grossas para melhorar o processo de fundição. b) Porosidade, causada pelos gases não eliminados durante o processo de vazamento e solidificação. c) Inclusão de areia do molde na peça.
