Já alguma vez se interrogou sobre o fascinante mundo da fundição? Este processo de fabrico antigo, mas em constante evolução, molda o nosso quotidiano de inúmeras formas. Nesta publicação do blogue, vamos explorar os vários tipos de técnicas de fundição utilizadas para criar peças metálicas complexas com precisão e eficiência. Da tradicional fundição em areia à avançada fundição sob pressão, cada método oferece vantagens únicas para diferentes aplicações. Junte-se a nós enquanto mergulhamos nos meandros deste processo de fabrico essencial e descubra como continua a impulsionar a inovação em todas as indústrias.
Existem vários tipos de fundição que são tipicamente classificados da seguinte forma:
① Fundição em molde de areia comum, que tem três tipos: Fundição em Areia Úmida, Fundição em Areia Seca e Fundição em Areia de Endurecimento Químico.
② Fundição especial, que pode ser dividida em duas categorias com base no material de modelagem: fundição que usa areia mineral natural como o principal material de modelagem (como fundição de investimento, fundição de argila, fundição de casca, fundição de pressão negativa, fundição de molde completo, fundição de molde de cerâmica, etc.), e fundição que usa metal como o principal material de modelagem (como fundição de molde de metal, fundição sob pressão, fundição contínua, fundição de baixa pressão, fundição centrífuga, etc.).
Iremos discutir mais pormenorizadamente as definições, características, vantagens e desvantagens de cada um destes processos de fundição.
Ao ler estas informações, ficará a conhecer melhor a tecnologia de fundição.
O que é a fundição em areia?
A fundição em areia é um método de produção de peças fundidas num molde de areia e é capaz de produzir peças fundidas de aço, ferro e da maioria das ligas não ferrosas.
Processo tecnológico:
Processo de fundição em areia
Características técnicas:
Este método é adequado para a produção de peças em bruto com formas complexasparticularmente aqueles que têm cavidades internas complexas. Tem uma vasta gama de adaptabilidade e é rentável.
A fundição em areia é o único processo viável para a produção de peças ou peças em bruto com materiais que têm pouca plasticidade, como o ferro fundido.
Encontra aplicações na produção de peças fundidas como blocos de motores de automóveis, cabeças de cilindros, cambotas e outros componentes semelhantes.
O que é a fundição por cera perdida?
A fundição por cera perdida é um processo de fundição que envolve a criação de um padrão a partir de um material fusível, envolvendo-o em várias camadas de materiais refractários, fundindo o padrão fora do molde para obter um molde sem superfície de separação e enchendo-o depois de cozido a altas temperaturas.
Processo tecnológico:
Processo de fundição por cera perdida
Vantagems:
Desvantagens: procedimentos complicados e custos elevados
Aplicaçãos:
A fundição por cera perdida é adequada para a produção de pequenas peças com formas complexas e requisitos de elevada precisão, ou para peças difíceis de processar, como as pás dos motores de turbina.
Fundição em molde de argila: Um método de fundição que utiliza a argila como material principal
A fundição em molde de argila é um processo de fundição tradicional que utiliza a argila como material principal para criar um molde para a produção de peças fundidas.
Para criar uma forte força de coesão, a argila é misturada com água e materiais como casca de arroz, palha de arroz, estrume de cavalo e cinzas de palha. Após secagem ao ar ou ao sol, a argila forma um molde com poros de saída de ar e elevada dureza.
A superfície do molde de argila é fina e uniforme, enquanto a textura no meio é grosseira. Podem ser acrescentados materiais adicionais, como areia, escórias de tanques e tijolos partidos. O molde de argila pode ser utilizado várias vezes, o que o torna um molde semi-permanente.
A fundição em molde de argila é a tecnologia de fundição mais antiga utilizada na China.
A fundição em molde de concha é um processo que produz peças fundidas utilizando moldes de concha fina. Foi inventado por German J. Cronin em 1943 e utilizado pela primeira vez na Alemanha em 1944. Desde então, foi adotado também por outros países.
O processo envolve a cobertura de uma cofragem metálica aquecida a 180-280°C com areia de moldagem endurecida pelo calor, normalmente areia revestida com resina fenólica, para criar um molde de casca fina com uma espessura de 6-12 mm. O molde é então aquecido para o solidificar, fornecendo a necessária resistência e rigidez.
Uma vez que as conchas superior e inferior do molde são fixadas ou coladas com resina, o molde pode ser formado sem uma caixa de areia. A cofragem metálica utilizada para a fundição é normalmente aquecida a cerca de 300°C, e a areia de moldagem utilizada é areia de resina, que é feita com resina fenólica como aglutinante.
Além disso, o núcleo também pode ser transformado num núcleo de casca fina utilizando o mesmo método de criação de um molde de fundição de casca fina. O método de sopro é normalmente utilizado para fabricar o núcleo de casca fina.
A fundição em molde cerâmico é um método de fundição que utiliza uma pasta cerâmica para produzir peças fundidas. A pasta é composta por hidrolisado de silicato de etilo e areias refractárias finas, tais como quartzo fundido, zircão e corindo, conhecidas pela sua textura pura e elevada estabilidade térmica.
Para acelerar a gelificação da pasta cerâmica, o hidróxido de cálcio ou o óxido de magnésio são frequentemente incluídos como catalisadores.
Devido às semelhanças na composição e aparência entre o refratário utilizado e a cerâmica, este processo é muitas vezes referido como uma fundição de "tipo cerâmico". A fundição em molde cerâmico é uma nova tecnologia que se desenvolveu a partir da tradicional fundição em molde de areia.
Existem dois tipos de moldes de fundição em cerâmica:
① O molde de cerâmica é produzido aplicando a pasta de cerâmica na placa de moldagem, revestindo a caixa de areia, despejando a pasta ajustada na caixa de areia e levantando o molde após a colagem e o endurecimento. O molde é então cozido a alta temperatura para formar o molde de fundição.
② O molde de fundição é criado despejando a pasta cerâmica no espaço entre a bucha e o padrão, usando uma bucha feita de areia ou metal. Este método de utilização de uma bucha pode economizar uma quantidade significativa de pasta cerâmica e é amplamente utilizado na produção.
A fundição em molde de metal, também conhecida como fundição em molde duro, é um processo em que o metal líquido é vertido num molde de metal para criar peças fundidas. O molde é feito de metal e pode ser reutilizado várias vezes, variando de centenas a milhares de ciclos.
No entanto, a fundição em molde metálico tem certas limitações quanto ao peso e à forma das peças fundidas que podem ser produzidas. Por exemplo, os metais ferrosos só podem ser utilizados para produzir peças fundidas com formas simples, e o peso da peça fundida não deve ser demasiado pesado.
Além disso, a espessura da parede é limitada, o que torna difícil a fundição de peças mais pequenas.
O que é a fundição injectada?
O líquido metálico a alta pressão é pressionado numa cavidade de molde metálico de precisão a alta velocidade, e o líquido metálico é arrefecido e solidificado sob pressão para formar uma peça fundida.
Processo tecnológico:
Vantagems:
Desvantagens:
Aplicações:
As peças fundidas sob pressão foram inicialmente aplicadas na indústria automóvel e na indústria de instrumentos, tendo-se depois alargado gradualmente a várias indústrias, como a maquinaria agrícola, indústria das máquinas-ferramentasA indústria eletrónica, a indústria de defesa nacional, os computadores, o equipamento médico, os relógios, as máquinas fotográficas e o material de uso diário.
O que é a fundição a baixa pressão?
A fundição a baixa pressão refere-se ao método de fazer com que o metal líquido preencha um molde sob baixa pressão (0,02 - 0,06MPa) e cristalize sob pressão para formar uma peça fundida.
Processo tecnológico:
Características técnicas:
A pressão e a velocidade durante o vazamento podem ser ajustadas, tornando-o adequado para vários moldes de fundição, tais como moldes de metal e de areia, e para a fundição de várias ligas e peças fundidas de diferentes tamanhos.
Ao adotar um método de enchimento por injeção no fundo, é assegurado um enchimento estável do líquido metálico, sem quaisquer salpicos. Isto ajuda a evitar a presença de gás e reduz a erosão das paredes e do núcleo do molde, melhorando assim a taxa de aprovação da fundição.
A fundição solidifica sob pressão, resultando numa estrutura densa, contornos nítidos, superfície lisa e elevadas propriedades mecânicas. Este processo é particularmente vantajoso para a fundição de peças de grandes dimensões e de paredes finas.
Elimina a necessidade de risers e aumenta a taxa de utilização do metal para 90-98%. Além disso, caracteriza-se por uma baixa intensidade de mão de obra, boas condições de trabalho, equipamento simples e um elevado potencial de mecanização e automatização.
Aplicação:
Principalmente utilizado em produtos tradicionais (cabeça de cilindro, cubo, quadro de cilindro, etc.).
O que é a fundição centrífuga?
Trata-se de um método de fundição em que o metal fundido é vertido para um molde rotativo e o molde é preenchido e solidificado sob a ação da força centrífuga.
Processo tecnológico:
Vantagems:
O sistema de vazamento e o sistema de elevação consomem um mínimo de metal, levando a um melhor rendimento do processo.
Na produção de peças fundidas tubulares longas, a ausência de um núcleo aumenta significativamente a capacidade de enchimento do metal.
A peça fundida resultante apresenta alta densidade, poucos defeitos (como poros e inclusões de escória) e excelentes propriedades mecânicas.
O fabrico de peças fundidas de metal compósito de barris e mangas é relativamente fácil.
Desvantagens:
Aplicaçãos:
A fundição centrífuga foi inicialmente utilizada para produzir tubos fundidos, mas desde então tem sido amplamente adoptada em várias indústrias, como a metalurgia, a mineração, os transportes, a maquinaria de irrigação e drenagem, a aviação, a defesa nacional e a indústria automóvel. Este processo é utilizado para produzir aço, ferro e carbono não ferroso peças fundidas em liga.
A fundição centrífuga encontra as suas aplicações mais comuns na produção de tubos de ferro fundido centrífugo, camisas de cilindro para motores de combustão interna e mangas de eixo.
O que é a fundição injectada por gravidade?
A fundição por gravidade é um processo de fundição em que o metal líquido é vertido para um molde de metal sob a influência da gravidade, arrefecido e solidificado para produzir uma peça fundida.
Processo tecnológico:
Vantagems:
O molde metálico possui uma elevada condutividade térmica e capacidade de calor, resultando numa velocidade de arrefecimento rápida e numa estrutura de fundição densa. Além disso, possui propriedades mecânicas que são aproximadamente 15% superiores às da fundição em areia.
A utilização de um molde metálico permite a produção de peças fundidas com maior precisão dimensional e menor rugosidade da superfícieaumentando assim a estabilidade da qualidade.
Além disso, a utilização de areia no núcleo é mínima ou inexistente, o que permite melhorar as condições ambientais, reduzindo as poeiras e os gases nocivos, bem como a intensidade da mão de obra.
Desvantagens:
Aplicações:
A fundição de metais é um método adequado para a produção em grande escala de peças fundidas de ligas não ferrosas, tais como ligas de alumínio e ligas de magnésio, com formas complexas. Também pode ser utilizado para produzir peças fundidas e lingotes de ferro e aço.
O que é a fundição sob vácuo?
A fundição sob vácuo é uma forma avançada de fundição sob pressão que melhora as propriedades mecânicas e o acabamento da superfície das peças fundidas, removendo ou reduzindo significativamente os poros e os gases dissolvidos no seu interior. Isto é conseguido através da extração de gás da cavidade do molde durante o processo de fundição.
Processo tecnológico:
Vantagems:
Desvantagens:
O que é a fundição injectada por compressão?
A fundição por compressão é um processo que envolve a solidificação de metal líquido ou semi-sólido sob alta pressão e a formação de fluxo para produzir diretamente o produto final ou a peça em bruto. Este processo oferece várias vantagens, incluindo a elevada utilização de metal líquido, um processo simplificado e uma qualidade consistente.
Além disso, é um metal energeticamente eficiente tecnologia de conformação que é muito promissor para futuras aplicações.
Processo tecnológico:
Fundição injectada por compressão direta:
Tinta em spray, liga de fundição, molde fixaçãoA pressão é calculada com base na pressão de saída do molde, pressurização, manutenção da pressão, alívio da pressão, separação do molde, desmoldagem do molde e reinicialização.
Fundição injectada por compressão indireta:
Revestimento por pulverização, fixação do molde, alimentação, enchimento, pressurização, manutenção da pressão, alívio da pressão, separação, desmoldagem de peças em bruto, reinicialização.
Características técnicas:
Aplicação:
Pode ser utilizado para produzir vários tipos de ligas, tais como ligas de alumínio, ligas de zinco, ligas de cobre, ferro fundido nodular, etc.
O que é a fundição de espuma perdida (também conhecida como fundição sólida)?
A fundição em espuma perdida é uma técnica de fundição moderna que utiliza uma combinação de modelos de parafina ou espuma, que são criados para se assemelharem ao molde desejado, tanto em tamanho como em forma. Estes modelos são depois agrupados para formar uma única unidade.
O aglomerado modelo é revestido com um material refratário, seco e subsequentemente enterrado em areia de quartzo seca que é sujeita a vibração.
O metal líquido é então vertido na areia sob condições de vácuo, fazendo com que o modelo se vaporize e o metal tome o seu lugar. Após a solidificação do molde, este é arrefecido para formar o produto final.
Processo tecnológico:
Pré-espumação → Moldagem por espumação → Revestimento por imersão → Secagem → Modelação → Derrame → Areia de queda → Limpeza
Características técnicas:
Aplicaçãos:
A fundição por espuma perdida é um método adequado para produzir uma variedade de peças fundidas de precisão que apresentam estruturas complexas em diferentes tamanhos. Oferece uma grande versatilidade, sem limitações quanto aos tipos de ligas utilizadas ou à dimensão dos lotes de produção.
Este método tem sido utilizado com sucesso para produzir uma gama de peças fundidas, incluindo ferro fundido cinzento blocos de motor e cotovelos em aço com elevado teor de manganês.
O que é a fundição contínua?
A fundição contínua é um processo de fundição sofisticado que envolve o derramamento contínuo de metal fundido num molde de metal especial chamado cristalizador. A peça fundida solidificada é depois continuamente extraída da extremidade oposta do molde, permitindo a produção de peças fundidas de qualquer comprimento ou comprimento específico.
Processo tecnológico:
Características técnicas:
O arrefecimento rápido do metal resulta em estruturas cristalinas mais densas, uniformidade e propriedades mecânicas melhoradas, ao mesmo tempo que poupa metal e aumenta o rendimento.
Este processo simplifica os procedimentos, eliminando a necessidade de modelação e outros passos, reduzindo a intensidade do trabalho e minimizando significativamente o espaço de produção necessário.
Além disso, o vazamento contínuo é facilmente automatizado, o que aumenta a eficiência da produção devido à sua facilidade de mecanização.
Aplicaçãos:
A fundição contínua pode ser utilizada para fundir aço, ferro, ligas de cobre e ligas de alumínio, ligas de magnésio e outras peças fundidas longas com formas de secção transversal constante, tais como lingotes, placas, biletes de barras, tubos, etc.
A fundição é uma técnica de processamento em que o metal sólido é fundido e depois vertido num molde com uma forma específica para solidificar. O resultado, também conhecido como molde, é retirado do molde depois de solidificado, completando a processo de fundição.
A fundição é um processo em que o metal é fundido para satisfazer requisitos específicos e depois vertido num molde. O resultado é uma peça fundida sólida com uma forma, tamanho e desempenho predeterminados após arrefecimento, solidificação e limpeza.
Uma vez que a fundição está quase formada, a maquinagem é reduzida ou não é necessária, resultando num custo mais baixo e num tempo de fabrico mais curto.
A fundição é um processo fundamental na indústria transformadora moderna.
O processo de fundição inclui normalmente o seguinte:
① Preparação do molde de fundição: O molde de fundição é feito para conter o sólido fundido e pode ser dividido em diferentes tipos com base no material utilizado, tais como moldes de areia, moldes de metal, moldes de cerâmica, moldes de argila e moldes de grafite. O número de utilizações do molde também pode determinar a sua classificação como um molde único, semi-permanente ou permanente. A preparação do molde de fundição é o fator mais significativo que afecta a qualidade das peças fundidas.
② Fusão e vazamento do metal de fundição: O metal de fundição, também conhecido como liga de fundição, inclui principalmente ferro fundido, aço fundido e ligas não ferrosas fundidas.
③ Tratamento e inspeção da fundição: Este processo envolve várias etapas, tais como a remoção de matérias estranhas do núcleo e da superfície de fundição, eliminando sprues e risers, remoção de rebarbasfendas e outras saliências, tratamento térmico, moldagem, tratamento antiferrugem e maquinagem em bruto.
A maioria dos materiais de fundição são metais, incluindo cobre, ferro, alumínio, estanho, chumbo, etc., que são aquecidos até ao estado líquido a partir da sua forma sólida. Os materiais do molde de fundição podem ser areia, metal ou cerâmica, e o método utilizado varia consoante os requisitos.
A fundição é um dos primeiros processos de trabalho a quente de metais conhecidos pelo homem, com uma história que remonta a cerca de 6000 anos.
Os metais que podem ser fundidos incluem cobre, ferro, alumínio, estanho e chumbo, enquanto os materiais utilizados para moldes de fundição comuns podem ser areia crua, argila, vidro de água, resina e outros materiais auxiliares.
Alguns exemplos de moldes de fundição especiais incluem a fundição por cera perdida, a fundição por espuma perdida, a fundição por molde metálico, a fundição por molde cerâmico, entre outros. (A areia bruta pode incluir areia de quartzo, areia de magnésia, areia de zircónio, areia de cromite, areia de forsterite, areia de cianite, areia de grafite, areia de ferro, entre outras).
Processo tecnológico: metal líquido → enchimento → solidificação retração → fundição
Fundição características do processo:
Para começar a fundir, é necessário um aparelho capaz de fundir ferro ou alumínio. Se a sua produção diária for baixa, é aconselhável investir num forno elétrico de pequena capacidade. Um forno mais antigo pode até ser suficiente.
Os fornos a querosene também são adequados para fundir alumínio.
É importante notar que o ferro e o alumínio não podem ser fundidos no mesmo forno, pois isso pode dificultar a regulação do material.
No entanto, se o controlo de materiais não for um requisito, pode não ser um problema.
Em seguida, é necessário um molde que pode ser feito à medida das peças que se pretende fundir. Também vai precisar de areia, e recomenda-se a utilização de um misturador de areia. Se não comprar um misturador de areia, é possível misturar manualmente.
Com estas ferramentas de modelação simples, pode moldar, fundir e verter, criando o molde em bruto.
Por último, necessitará de ferramentas de limpeza para remover o tubo de vazamento e alisar quaisquer rebarbas. A adição de um rolo de jato de granalha pode melhorar o aspeto da peça fundida.
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.
PT 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 