Os processos de fundição de metais são o principal fornecedor de peças brutas e peças para a indústria de engenharia. Cada processo de fundição em produtos mecânicos representa uma grande proporção, por exemplo, peças importantes (oito ou nove) de motores de combustão interna são peças fundidas que representam 70% a 90% da massa total, a qualidade das peças fundidas no carro é responsável por 19 %.
Em nosso mundo em rápida mudança, a fundição é a tecnologia de processamento de metal mais utilizada. O conhecimento de fundição de metal é importante, independentemente do setor em que você atua.
O que é fundição de metal?
O processo de fundição de metal refere-se ao vazamento de um metal fundido em moldes para fundição de metal. Quando o líquido metálico esfria e solidifica, obtém-se a peça bruta ou partes do processo, denominado processo de fundição de metal.
A história do processo de fundição de metal é muito longa, o que significa que este processo de fundição de metal foi testado durante um longo período de tempo e é bastante perfeito e maduro. Muitos produtos de fundição de metal em nossas vidas são feitos usando esse processo. Por exemplo, blocos de motores de automóveis, postes de iluminação, turbinas eólicas, pedais de bicicletas, etc. Vamos aprender mais sobre o processo de fundição de metal.
Processo de fundição de metal
Projetando um padrão e fazendo um molde de fundição de metal
Primeiro você precisa projetar um padrão para determinar a forma do molde, como: B. um modelo impresso em 3D ou um protótipo CNC do objeto. O molde pode ser feito de cera, plástico, areia ou mesmo madeira e deve levar em consideração o encolhimento que ocorre à medida que o metal esfria, bem como a trabalhabilidade da estrutura da peça com base em cálculos precisos. Finalmente, os orifícios de entrada são colocados em locais apropriados no molde para permitir que o metal fundido flua de maneira uniforme e suave para dentro do molde.
Seleção de materiais metálicos
As principais ligas comumente utilizadas na fundição são alumínio, metal sólido, chapa metálica, cobre e, no caso dos metais preciosos comumente utilizados na indústria joalheira, ouro, prata, cobre e platina. Esses metais são mecanicamente capazes de atender aos requisitos das fundições metálicas, são uma mistura de diversos elementos, fortes e duráveis.
Derretimento de material metálico
O processo de fundição do metal pode ser comparado a brincar na praia e deixar pegadas na areia. Simplificando, seus pés são o modelo e as pegadas são o formato dos seus pés.
O processo de moldagem é um processo de várias etapas. Este processo envolve colocar a areia de fundição de metal, a areia e o modelo na caixa de areia e comprimir a caixa de areia firmemente para que a areia e o modelo se encaixem perfeitamente. O objetivo é formar a geometria da peça fundida na areia ao redor do modelo. O modelo é removido, as características geométricas do modelo são copiadas perfeitamente e é assim que a forma é criada. Se for necessário um molde reutilizável, um molde de metal durável e indestrutível pode ser feito.
Despeje na forma
Derramar ou injetar o metal fundido aquecido no molde. Por exemplo, a fundição por gravidade permite que o material fundido seja despejado diretamente no molde por gravidade. No entanto, na fundição sob pressão, o material fundido só pode entrar passivamente no molde sob alta pressão. Além disso, são necessárias forças de fechamento elevadas para manter a forma com segurança.
Remover mofo
A parte mais difícil deste processo é separar a areia da peça fundida completa e limpa, um processo que comumente chamamos de remoção de areia. O molde é vibrado para sacudir a areia de fundição metálica aderida à peça fundida.
A areia sacudida é então coletada e resfriada para reciclagem. A superfície da peça fundida não deve ser coberta com muita areia, pois isso causará defeitos na superfície da peça fundida e não favorecerá o aproveitamento total da areia.
Algumas empresas com boas condições também utilizam condicionadores de areia para retirar e resfriar a areia, além de evaporar o vapor d'água para agilizar o processo de separação da areia da fundição. Alguns metais precisam ser temperados em água após a solidificação porque a água ajuda a remover o mofo. Com moldes de metal reutilizáveis, as peças fundidas são removidas por pinos ejetores automatizados, deixando algumas marcas de pinos ejetores na parte traseira da peça fundida.
Conclusão da fundição de metal
O projeto de fundição do metal é cortado e limpo na etapa final. Durante o processo de corte, todo o material do molde é removido do objeto e a peça fundida de metal é retificada e polida, por exemplo, por limpeza com água para remover material residual do molde, remover marcas de molde e bordas salientes ásperas.
Diferentes tipos de fundição de metal
Fundição em areia
O processo de fundição em areia é muito comum e relativamente simples porque a areia de fundição de metal é particularmente barata e também pode suportar o calor. Assim que o processo for concluído, a superfície da areia será mais fácil de remover. No entanto, a superfície da fundição em areia é geralmente muito áspera. É difícil obter alta precisão nas tolerâncias dimensionais.
A fundição em areia é mais adequada para a produção de peças grandes e simples, como: B. Cercas de rua, panelas de ferro comumente usadas em peças domésticas ou de motores de automóveis. Portanto, a fundição em areia é muito útil de várias maneiras.
Fundição de precisão (processo de fundição por cera perdida)
A fundição por cera perdida também é chamada de fundição por cera perdida e é usada para projetar todos os tipos de modelos de cera. Além disso, este método consiste em cobrir e envolver a parte externa do modelo de cera com material à prova de fogo, depois aquecer o modelo e deixar a cera escorrer, de modo que se obtenha uma concha moldada feita do mesmo material resistente a altas temperaturas que o molde de cera. O metal fundido é então injetado no molde e após o resfriamento da solução, o modelo metálico é finalizado.
Fundição de molde desaparecendo
Na moldagem em forma de desaparecimento, de acordo com as exigências do processo, o modelo de bolha é feito primeiro. A superfície do modelo é então revestida com uma tinta especial resistente a altas temperaturas e seca em caixa de areia. Em seguida é preenchido com areia seca de acordo com as exigências do processo. Através da fixação de vibração tridimensional, o ar é sugado para despejar o líquido metálico em um estado de vácuo. Neste ponto, o modelo evaporou e foi substituído pelo metal líquido. O modelo de bolha é reproduzido pela mesma fundição.
Fundição centrífuga
A fundição centrífuga é a tecnologia e o método de injeção de uma solução metálica em um molde de rotação rápida. O metal fundido cobre todo o molde sob a ação de forte força centrífuga e espera que a solução metálica esfrie para formar a peça fundida. Como o efeito da força centrífuga é muito forte, as inclusões e gases dentro do molde são facilmente descarregados e o resfriamento geralmente ocorre de fora para dentro. A fundição tem uma estrutura muito fina e as propriedades mecânicas são semelhantes às do processo de forjamento.
fundido
A fundição sob pressão de metal é mais semelhante à moldagem por injeção de plástico. Primeiro, dois moldes de aço metálico precisam ser preparados como cavidades para o metal fundido, depois o metal fundido é pressionado nas cavidades sob alta pressão e então as belas obras de arte podem ser feitas. As peças fundidas de metal geralmente têm excelente acabamento superficial, mas o custo das cavidades personalizadas é mais alto, tornando esse processo mais adequado para produção de alto volume porque as cavidades de metal podem ser usadas várias vezes.
Fundição por gravidade
A fundição por gravidade é mais antiga do que outros processos de fundição de metal. É um processo de fundição em molde metálico reutilizável, também conhecido como fundição. Como o nome sugere, a fundição por gravidade usa a gravidade para mover a solução metálica de cima para baixo para cobrir e preencher o molde, em vez de usar pressão. Esse molde precisa ser aquecido antes da fundição e o material geralmente é feito de ferro, que apresenta baixa fadiga térmica.
Outros tipos de fundição de metal
Existem vários outros processos de fundição de metal, incluindo fundição sob pressão, fundição por cera perdida, fundição por lama, fundição oca, fundição a vácuo, fundição contínua, fundição acabada e fundição de ferro. Além disso, todos esses processos de fundição são aplicáveis ao mesmo metal e também à mesma matéria-prima.
Vantagens e desvantagens da fundição de metal
A partir das características acima mencionadas dos vários processos de fundição, as seguintes vantagens e desvantagens podem ser derivadas da fundição de metal.
Por
1. Qualquer formato de peça complexo pode ser produzido, especialmente peças com formato de cavidade interna complexa.
2. É muito adaptável, o material metálico não é limitado, o tamanho da peça fundida é quase ilimitado.
3. Ampla gama de materiais de fabricação, alta taxa de recuperação, baixo investimento em equipamentos.
4. Excelente qualidade de rolamento, adequado para produção em massa e permite a produção de peças de paredes espessas.
Desvantagens
1. O processo de fabricação da fundição é mais complicado e difícil de controlar. O acabamento superficial pode apresentar defeitos como porosidade, encolhimento, furos de escória, rachaduras, má fusão, furos de areia, etc.
2. As dimensões das peças fundidas são diferentes e não tão precisas quanto a usinagem CNC.
3. O sistema de fundição é mais perigoso para os rodízios. O ambiente de trabalho é precário, com altas temperaturas, poeira e intensidade de trabalho.
A aplicação de fundição de metal
Equipamento de usina
O equipamento da usina é um produto de alta tecnologia. Requisitos muito rigorosos são impostos à confiabilidade das peças, pois as peças devem ser operadas continuamente durante um longo período de tempo sob cargas elevadas. Muitas peças de equipamentos de usinas termelétricas e de usinas nucleares também precisam resistir à corrosão por vapor em alta temperatura e alta pressão. As peças de aço fundido podem atender a esses requisitos ao mais alto nível e são amplamente utilizadas em equipamentos de usinas de energia.
Locomotivas e veículos
A segurança ferroviária é de suma importância, por isso alguns componentes-chave das locomotivas e do material circulante, como rodas, estruturas laterais, amortecedores, ganchos, etc., são tradicionalmente feitos de peças fundidas de aço.
Máquinas de construção, veículos de construção e outros veículos
A maioria das peças de máquinas de construção e engenharia mecânica estão expostas a cargas elevadas ou têm que suportar desgaste por impacto. Grande parte delas são peças fundidas de metal, como: B. a roda ativa no sistema de ação, a roda de suporte, o balancim, a placa da esteira, etc. Em automóveis normais, peças fundidas de aço raramente são usadas, mas veículos off-road especiais e caminhões pesados também usam muitas peças fundidas de aço no parte de ação.
Concluindo
Vários processos de fundição de metal têm uma ampla gama de aplicações na indústria de transformação, particularmente na construção e no transporte. Mas estes também são processos muito rentáveis e com uma longa história. Após o teste da história, os serviços de fundição de metal estão cada vez mais disponíveis para atender às diferentes necessidades de produção.
Fundição de metal, fundição a frio, moldagem de gesso, fundição de metal, moldagem de casca e todos os outros processos de fundição ajudam a indústria manufatureira a aumentar sua produtividade a um bom nível. O processo de fundição de metal explica suas possibilidades através da produção de diferentes formatos e objetos metálicos.
