thumb|200px|Vazamento de latão-Lisboa thumb|200px|Peça original que será fundidathumb|200px|Modelo de uma peça em madeira, notar que é de maior espessura que a originalthumb|200px|Após fundido e retirado do molde, o componente adquire a coloração do material de que é formadothumb|200px|right|Após fundido e retirado do molde, o componente vai para a usinagem e tratamento térmico(se for o caso)thumb|200x200px|right|Após usinado e tratado termicamente, o componente vai para a pintura, adquirindo aparência idêntica ao original thumb|right|200px|A Cia. Siderúrgica Nacional, CSN, fornece matéria prima para o mundo inteiroNa metalurgia, a fundição é o processo de colocar metal líquido em um molde, que contém uma cavidade com a forma desejada, e depois permitir que resfrie e solidifique. A parte solidificada é conhecida como peça fundida, que é retirada do molde ou tem o molde quebrado para completar o processo. A fundição é frequentemente usada para fazer peças complexas que seriam difíceis ou mais caras de fazer por outros métodos. Os processos de fundição são conhecidos há milhares de anos e são amplamente utilizados em esculturas, especialmente em bronze, joias em metais preciosos, armas e ferramentas. As técnicas tradicionais de fundição incluem a fundição por cera perdida, fundição por espuma perdida, fundição em coquilha e fundição em areia. O processo moderno de fundição está dividido em duas categorias principais: fundição de moldes descartáveis e moldes permanentes. Ele também é dividido pelo material do molde, como areia ou metal, e pelo método de vazamento, como por gravidade, a vácuo ou a baixa pressão.

Materiais e Processos Os materiais fundidos geralmente incluem metais e certos materiais sintéticos, como plásticos e polímeros. Antes da fusão do material, é necessária a preparação do molde. O molde consiste em um componente cuja função é receber o produto liquefeito e transformá-lo por solidificação na peça correspondente ao modelo que serviu de base para sua formação.SORS,László; BARDOOZ, Lazio; RADNOTI, Istvan. "Plásticos Moldes e Matrizes". São Paulo: Editora Hermes. 490pg.

O processo de fusão se dá pelo aquecimento da matéria-prima até atingir seu ponto de liquefação. Após derretida, será escoada ou injetada em uma cavidade denominada molde. Uma vez resfriada, a matéria-prima solidifica-se, tomando a forma desejada. Os processos mais utilizados para a confecção dos moldes convencionais são em areia de fundição ou terras especiais. Estes materiais são refratários e abundantes na natureza, como areia, gesso, cimento e outras substâncias cerâmicas.

Etapas do Processo

Preparação do Molde O modelo é a peça que servirá para imprimir no molde de fusão a forma do componente a ser fundido. Para evitar confusão devido a regionalismos, este artigo utilizará o termo "molde" para a forma de fundição e "modelo" para a peça que servirá como base. Modelo de Madeira O modelo deve ser ligeiramente maior que a peça original, levando em conta a contração tridimensional durante a solidificação. Existem normas para isso conforme os metais ou ligas a serem fundidos, disponíveis em tabelas ou ábacos. As superfícies do molde devem respeitar ângulos mínimos em relação ao modelo, para não danificar os formatos tomados pela areia durante a extração. Este ângulo é denominado ângulo de saída. Devem ser incluídos no molde canais de alimentação e respiro para o vazamento de excessos de material fundido e para a saída do ar. Fabricação do Molde Para a confecção do molde, geralmente utiliza-se madeira, plásticos como o uretano, ou metais como o alumínio ou ferro fundido. Muitas vezes, utiliza-se a própria peça como modelo, mas esta passa por um processo de aumento tridimensional para compensar a contração após o resfriamento. Compactação da Areia Cada semi-modelo é colocado sobre uma tábua, cercada por quatro tábuas para formar uma caixa, que é preenchida com areia de fundição e compactada. Em seguida, os moldes são retirados e são feitos os canais de respiro. Após esse processo, as duas metades são montadas, formando uma peça cuja cavidade será preenchida com o metal fundido. Colocação do Macho O macho é um elemento refratário colocado no molde para definir uma cavidade ou espaço vazio no fundido final. Ele deve ser mecanicamente resistente durante o vazamento e quebradiço após o resfriamento, permitindo fácil remoção da peça fundida. A areia para a fabricação do macho é preparada misturando-se areia de sílica com um ligante orgânico como óleo de linhaça e amido ou dextrina. Esfriamento e Solidificação Esta é a etapa mais crítica, pois um resfriamento excessivamente rápido pode causar tensões mecânicas na peça, incluindo trincas, e a formação de bolhas. Um resfriamento muito lento diminui a produtividade. Os fatores mais importantes que afetam o esfriamento são o tipo do metal, as propriedades térmicas do metal e do molde, a relação geométrica entre o volume e a área da superfície da fundição e a forma do molde. Desmoldagem Após resfriado e solidificado, o material fundido é retirado do molde. Deve-se tomar cuidado para retirar a areia dos machos. A areia pode ser reaproveitada em outros moldes de fundição, desde que não esteja contaminada por nenhum elemento que cause reações indesejáveis. Rebarbação Após a retirada da peça do molde, ela possui diversas rebarbas próximas à linha de partição dos moldes, canais, massalotes, drenos, marcações e descontinuidades nas caixas de macho. A rebarbação consiste na retirada dessas sobras de metal com esmerilhadeiras ou lixadeiras. Acabamento e Limpeza Depois do processo de retirada das rebarbas, ainda existem imperfeições e areia nas saliências e reentrâncias das peças. Normalmente, faz-se a limpeza através de escovas de aço manuais ou rotativas, além da utilização de lixas ou jateamento, se necessário. Tratamento Térmico Depois de rebarbadas e limpas, as peças podem necessitar de tratamento térmico para rearranjo de sua estrutura interna. Esse tratamento é feito em fornos especiais que realizam têmpera, revenimento, cementação, normalização ou recozimento. Usinagem Peças mecânicas dificilmente ficam prontas e acabadas após a limpeza, ainda necessitam, em alguns casos, de usinagem por máquinas-ferramentas para obter precisão nas medidas. Retífica Após o tratamento térmico, algumas peças podem necessitar de aumento de precisão em suas medidas. Muitas vezes utiliza-se o processo de retificação, executado por máquinas-ferramentas chamadas retíficas.

Tipos de Moldes

Molde em Areia Verde Consiste na elaboração do molde com areia úmida modelada pelo formato do modelo da peça a ser fundida. É o método mais empregado, apropriado para peças pequenas e médias. Molde em Areia Seca Este tipo de molde se consolida em altas temperaturas (entre 200 e 300 °C), permitindo a modelação de peças de grandes dimensões e geometrias complexas. Molde Mecânico Moldes mais compactados por equipamento pneumático ou hidráulico, desenvolvidos para resolver deficiências da utilização dos moldes em areia verde, menos resistentes. Molde de Cera Perdida Utilizado para modelagens delicadas e acabamento fino, consiste em um modelo em cera ou plástico de baixo ponto de fusão, recoberto por material que forma o molde. Molde Coquilha Utiliza um molde fixo e maciço, no qual o metal fundido é derramado por gravidade em cavidades mecânicas de metal não aderente à liga fundida. Fundição por Injeção Semelhante à coquilha, porém o molde é mecanizado, permitindo menos restrições à geometria das peças.

Controle de Qualidade O controle de qualidade de peças fundidas compreende inspeções visual, dimensional e metalúrgica. A inspeção visual detecta defeitos visíveis, a dimensional verifica pequenas amostras produzidas antes de toda a série de peças ser fundida, e a metalúrgica inclui análise química, exame metalográfico e ensaios mecânicos e não-destrutivos.

Ligações externas

Categoria:Processos industriais Categoria:Metalurgia