Porque é que certas peças de ferro fundido se destacam na absorção de vibrações, enquanto outras apresentam uma força e resistência ao desgaste superiores? As peças de ferro fundido, parte integrante da maquinaria e dos componentes estruturais, existem em vários tipos, cada um com propriedades únicas. Desde o excelente amortecimento de vibrações do ferro cinzento à impressionante resistência do ferro dúctil, é crucial compreender estas diferenças. Neste artigo, explore as características, benefícios e aplicações dos sete principais tipos de ferro fundido, aumentando os seus conhecimentos e ajudando-o a escolher o material certo para as suas necessidades.
As peças fundidas de ferro são artigos fabricados através da fundição de ferro fundido. No entanto, devido a vários factores, como as impurezas, é comum a ocorrência de defeitos como poros, buracos, inclusões de escória, fissuras e poços.
As peças fundidas de ferro possuem uma boa fluidez durante o processo de fundição e apresentam uma pequena contração volumétrica e linear. No entanto, as suas propriedades mecânicas gerais são relativamente baixas, com uma resistência à compressão cerca de 3-4 vezes superior à resistência à tração.
As peças fundidas em ferro também apresentam uma boa absorção de vibrações devido ao seu baixo módulo de elasticidade. Estas peças fundidas são adequadas para formas complexas e estruturas assimétricas.
Por exemplo, as peças fundidas de ferro são normalmente utilizadas em blocos de cilindros de motores, mangas de cilindros, várias bases de máquinas, bases, placas planas, plataformas e outras aplicações semelhantes.
A fluidez deste material é semelhante à do ferro fundido cinzento. No entanto, o seu encolhimento corporal é maior e o encolhimento linear é menor, o que o torna suscetível a cavidades de encolhimento e à formação de porosidade.
Apesar disso, o material apresenta propriedades mecânicas globais e módulo de elasticidade mais elevados quando comparado com ferro fundido cinzento. Também possui excelente resistência à abrasão, resistência ao impacto e resistência à fadiga.
No entanto, a sua capacidade de amortecimento de vibrações é inferior à do ferro fundido cinzento.
Em termos de aplicação, recomenda-se geralmente a conceção de peças com espessura de parede uniforme. Para peças espessas e de grande secção, pode ser adoptada uma estrutura oca, como é o caso do moente da cambota em ferro fundido nodular.
A fluidez deste material é pior do que a do ferro fundido cinzento. O encolhimento a granel também é significativo, resultando num encolhimento linear final muito pequeno após recozimento. Além disso, antes de recozimentoO material é muito frágil, o que facilita a danificação da peça.
Embora as propriedades mecânicas globais sejam ligeiramente inferiores às do ferro fundido nodular, a sua resistência ao impacto é 3-4 vezes superior à do ferro fundido cinzento.
Este material é normalmente utilizado para peças uniformes de paredes finas com uma espessura comum de 5-16 mm. O requisito de boca branca como fundido significa que a forma da secção transversal é frequentemente em forma de I, em forma de T ou em forma de caixa para evitar a secção transversal. As partes salientes do componente devem ser reforçadas com nervuras para aumentar a sua rigidez.
A fluidez do material é fraca e é muito sensível à contração volumétrica, à contração linear e à fissuração.
Possui propriedades mecânicas muito completas, com uma resistência à compressão quase igual à resistência à tração.
No entanto, tem uma fraca absorção das vibrações.
Para a aplicação, a estrutura deve ter nós térmicos mínimos e proporcionar condições para a solidificação sequencial. A ligação e a transição das paredes adjacentes devem ser mais suaves. A secção de fundição deve adotar formas de caixa, formas de ranhura ou outras estruturas fechadas aproximadas. Algumas paredes horizontais podem ser transformadas em paredes inclinadas ou formas onduladas.
Para reduzir a possibilidade de fissuras, a parede integral deve ser substituída por uma parede com uma janela. As formas preferidas para a janela são oval ou circular, com os bordos em forma de saliências.
O desempenho de fundição deste material é semelhante ao do ferro fundido cinzento. No entanto, existem alguns inconvenientes. Em primeiro lugar, o intervalo de cristalização é grande, o que significa que é mais provável que ocorra uma cavidade de contração. Em segundo lugar, tem pouca liquidez.
Além disso, tem um fraco desempenho a altas temperaturas e tende a tornar-se frágil. Por último, a resistência do material diminui significativamente à medida que a secção transversal aumenta. O lado positivo é que tem uma boa resistência ao desgaste.
Em termos de aplicação, é importante notar que a espessura da parede não deve ser demasiado grande. Se existirem partes salientes nas peças, estas devem ser reforçadas com nervuras de reforço finas para evitar fissuras a quente. Além disso, é aconselhável evitar formas demasiado complicadas.
Este material apresenta uma contração significativa, um intervalo de cristalização estreito e é propenso a produzir buracos de contração concentrados. No entanto, tem uma boa liquidez e demonstra uma excelente resistência ao desgaste e à corrosão.
Este material pode ser aplicado de forma semelhante às peças fundidas de aço.
A propriedade de fundição é semelhante à do aço fundido, mas a resistência diminui mais significativamente com um aumento da espessura da parede. Por conseguinte, recomenda-se que a espessura da parede não seja demasiado grande. Além disso, isto também se aplica a outras peças fundidas de aço semelhantes.
1. O processo de conceção do ferro fundido.
Durante o processo de conceção, é essencial determinar a geometria e o tamanho do ferro fundido com base nas condições de trabalho e nas propriedades dos materiais metálicos. No entanto, também é importante considerar a racionalidade do projeto do ponto de vista da liga de fundição e da processo de fundição características. Isto inclui ter em conta o efeito óbvio do tamanho, a solidificação, a contração, a tensão e outros problemas potenciais para evitar ou minimizar a ocorrência de segregação da composição, deformação, fissuração e outros defeitos no ferro fundido.
2. Deve haver um processo de seleção razoável.
De acordo com a estrutura, o peso e o tamanho do ferro fundido, bem como as características da liga de fundição e as condições de produção, é importante selecionar a superfície de separação adequada, o método de moldagem e de fabrico do núcleo. Para além disso, é crucial definir as nervuras de fundição, o ferro frio, o riser e o sistema de gating de uma forma razoável para garantir a qualidade do produto final.
3. A qualidade das matérias-primas para a fundição.
A utilização de materiais de baixa qualidade, incluindo carga metálica, refractários, combustível, fundente, modificador, areia de fundição, aglutinante de areia de moldagem, revestimento e outros materiais, pode resultar em defeitos como porosidade, buracos, inclusões de escória e aderência de areia no ferro fundido. Estes defeitos afectam não só a aparência, mas também a qualidade interna do ferro fundido. Em casos graves, o ferro fundido pode ter de ser desmantelado.
4. Funcionamento do processo.
É essencial desenvolver procedimentos adequados para as operações do processo, melhorar a proficiência técnica dos trabalhadores e garantir a execução exacta desses procedimentos.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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