Tipos de processo de fundição
Existem vários tipos de fundição que normalmente são categorizados da seguinte forma:
- Fundição em molde de areia comum, que tem três tipos: fundição em areia úmida, fundição em areia seca e fundição em areia com endurecimento químico.
- Fundição Especial, que pode ser dividida em duas categorias com base no material de modelagem: fundição que utiliza areia mineral natural como principal material de modelagem (como Fundição de Investimento, Fundição em Argila, Fundição em Casca, Fundição em Pressão Negativa, Fundição em Molde Completo, Molde Cerâmico Fundição, etc.) e fundição que utiliza metal como principal material de modelagem (como fundição em molde de metal, fundição sob pressão, fundição contínua, fundição de baixa pressão, fundição centrífuga, etc.).
Discutiremos as definições, características, vantagens e desvantagens de cada um desses processos de fundição com mais detalhes.
Ao ler estas informações, você compreenderá melhor a tecnologia de fundição.
1. Fundição em areia
O que é fundição em areia?
A fundição em areia é um método de produção de peças fundidas em um molde de areia e é capaz de produzir peças fundidas de aço, ferro e a maioria das ligas não ferrosas.
Processo tecnológico:
Processo de fundição em areia
Características técnicas:
Este método é adequado para produzir peças brutas com formatos complexos, particularmente aquelas que possuem cavidades internas complexas. Possui uma ampla gama de adaptabilidade e é econômico.
A fundição em areia é o único processo viável para a produção de peças ou blanks com materiais de baixa plasticidade, como o ferro fundido.
Ele encontra aplicações na produção de peças fundidas como blocos de motores automotivos, cabeçotes de cilindro, virabrequins e outros componentes semelhantes.
2. Fundição de precisão
O que é fundição de precisão?
A fundição de precisão é um processo de fundição que envolve a criação de um padrão a partir de um material fusível, envolvendo-o em múltiplas camadas de materiais refratários, derretendo o padrão do molde para obter um molde sem superfície de partição e, em seguida, preenchendo-o após o cozimento em alta temperatura. temperaturas.
Processo tecnológico:
Processo de fundição de investimento
Vantagemé:
- Alta precisão dimensional e precisão geométrica;
- Alta rugosidade superficial;
- Ele pode fundir peças fundidas complexas e ligas fundidas não são restritas.
Desvantagens: procedimentos complicados e de alto custo
Aplicação:
A fundição de precisão é adequada para a produção de peças pequenas com formatos complexos e requisitos de alta precisão, ou para peças que são difíceis de processar, como pás de motores de turbinas.
3. Fundição em molde de argila
Fundição em molde de argila: um método de fundição usando argila como material principal
A fundição em molde de argila é um processo de fundição tradicional que utiliza argila como material primário para criar um molde para a produção de peças fundidas.
Para criar uma forte força coesiva, a argila é misturada com água e materiais como casca de arroz, palha de arroz, esterco de cavalo e cinza de palha. Após secagem ao ar ou ao sol, a argila forma um molde com poros de saída de ar e alta dureza.
A superfície do molde de argila é fina e uniforme, enquanto a textura central é grossa. Materiais adicionais como areia, escória de tanque e tijolos quebrados podem ser adicionados. O molde de argila pode ser usado várias vezes, tornando-o um molde semipermanente.
A fundição em molde de argila é a mais antiga tecnologia de fundição conhecida usada na China.
4. Fundição de concha
Shell Mold Casting é um processo que produz peças fundidas usando moldes de casca fina. Foi inventado pelo alemão J. Cronin em 1943 e usado pela primeira vez na Alemanha em 1944. Desde então, foi adotado também por outros países.
O processo envolve cobrir uma cofragem metálica aquecida a 180-280°C com areia de moldagem endurecida termicamente, 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 solidificá-lo, proporcionando a resistência e rigidez necessárias.
Uma vez que as carcaças superior e inferior do molde sejam fixadas ou coladas com resina, o molde pode ser formado sem caixa de areia. A fôrma metálica utilizada para a fundição é normalmente aquecida a cerca de 300°C, e a areia de moldagem utilizada é a areia resinosa, que é feita com resina fenólica como aglutinante.
Além disso, o núcleo também pode ser transformado em um núcleo de casca fina usando o mesmo método usado para criar um molde de fundição de casca fina. O método de sopro é comumente usado para fabricar o núcleo de casca fina.
5. Fundição em molde cerâmico
A fundição em molde de cerâmica é um método de fundição que utiliza uma pasta de cerâmica para produzir peças fundidas. A pasta é composta por hidrolisado de silicato de etila e areias refratárias finas, como quartzo fundido, zircão e corindo, conhecidas por sua textura pura e alta estabilidade térmica.
Para acelerar a gelificação da pasta cerâmica, hidróxido de cálcio ou óxido de magnésio é frequentemente incluído como catalisador.
Devido às semelhanças de composição e aparência entre o refratário utilizado e a cerâmica, esse processo é frequentemente denominado fundição do “tipo cerâmico”. A fundição em molde de cerâmica é uma nova tecnologia desenvolvida a partir da fundição tradicional em molde de areia.
Existem dois tipos de fundição em molde cerâmico:
- O molde cerâmico é produzido aplicando a pasta 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 em alta temperatura para formar o molde de fundição.
- 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 uso de bucha pode economizar uma quantidade significativa de pasta cerâmica e é amplamente utilizado na produção.
6. Fundição em molde de metal
A fundição em molde de metal, também conhecida como fundição em molde rígido, é um processo no qual o metal líquido é derramado em um molde de metal para criar peças fundidas. O molde é feito de metal e pode ser reutilizado diversas vezes, variando de centenas a milhares de ciclos.
No entanto, a fundição em molde de metal tem certas limitações quanto ao peso e formato das peças fundidas que podem ser produzidas. Por exemplo, metais ferrosos só podem ser usados para produzir peças fundidas com formas simples, e o peso da peça fundida não deve ser muito grande.
Além disso, a espessura da parede é limitada, o que torna difícil a fundição de peças menores.
7. Fundição sob pressão
O que é fundição sob pressão?
O líquido metálico de alta pressão é pressionado em uma cavidade de molde de metal de precisão em alta velocidade, e o líquido metálico é resfriado e solidificado sob pressão para formar uma peça fundida.
Processo tecnológico:
Vantagem:
- O líquido metálico é submetido a alta pressão e a vazão é rápida durante a fundição sob pressão.
- Boa qualidade do produto, tamanho estável e boa intercambialidade.
- Alta eficiência de produção e moldes de fundição sob pressão podem ser usados muitas vezes.
- É adequado para produção em massa com bons benefícios econômicos.
Desvantagens:
- A fundição tende a produzir poros finos e encolhimento.
- As peças fundidas têm baixa plasticidade e não devem funcionar sob carga de impacto e vibração.
- Ao fundir sob pressão uma liga de alto ponto de fusão, a vida útil do molde é baixa, o que afeta a expansão da produção de fundição sob pressão.
Formulários:
As peças fundidas sob pressão foram aplicadas pela primeira vez na indústria automotiva e na indústria de instrumentos, e depois gradualmente se expandiram para vários setores, como máquinas agrícolas, indústria de máquinas-ferramenta, indústria eletrônica, indústria de defesa nacional, computadores, equipamentos médicos, relógios, câmeras e hardware diário.
8. Fundição de baixa pressão
O que é fundição de baixa pressão?
Fundição de baixa pressão refere-se ao método de fazer o metal líquido preencher um molde sob baixa pressão (0,02 – 0,06 MPa) e cristalizar 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, como moldes de metal e areia, e para fundir várias ligas e peças fundidas de diferentes tamanhos.
Ao adotar um método de enchimento por injeção no fundo, é garantido um enchimento estável do líquido metálico, sem respingos. Isto ajuda a prevenir a presença de gás e reduz a erosão das paredes e do núcleo do molde, melhorando assim a taxa de passagem da peça fundida.
A peça fundida solidifica sob pressão, resultando em uma estrutura densa, contorno nítido, superfície lisa e altas propriedades mecânicas. Este processo é particularmente benéfico para fundir peças grandes e de paredes finas.
Elimina a necessidade de risers e aumenta a taxa de utilização do metal para 90-98%. Além disso, caracteriza-se pela baixa intensidade de mão de obra, boas condições de trabalho, equipamentos simples e alto potencial de mecanização e automação.
Aplicação:
Usado principalmente em produtos tradicionais (cabeçote, cubo, estrutura de cilindro, etc.).
9. Fundição centrífuga
O que é fundição centrífuga?
É um método de fundição no qual o metal fundido é derramado em um molde rotativo e o molde é preenchido e solidificado sob a ação da força centrífuga.
Processo tecnológico:
Vantagem:
O sistema de vazamento e o sistema riser consomem o mínimo de metal, levando a um melhor rendimento do processo.
Na produção de peças fundidas tubulares longas, a ausência de núcleo aumenta significativamente a capacidade de enchimento de metal.
A peça fundida resultante apresenta alta densidade, poucos defeitos (como poros e inclusões de escória) e excelentes propriedades mecânicas.
A fabricação de peças fundidas de metal composto de barris e mangas é relativamente fácil.
Desvantagens:
- Existem certas limitações quando usado na produção de peças fundidas com formatos especiais.
- O diâmetro do furo interno da peça fundida não é preciso, a superfície do furo interno é áspera, a qualidade é ruim e a margem de usinagem é grande.
- A fundição é propensa à segregação por gravidade específica.
Aplicatição:
A fundição centrífuga foi inicialmente utilizada para a produção de tubos fundidos, mas desde então tem sido amplamente adotada em vários setores, como metalurgia, mineração, transporte, máquinas de irrigação e drenagem, aviação, defesa nacional e indústria automotiva. Este processo é usado para produzir peças fundidas de aço, ferro e ligas de carbono não ferrosas.
A fundição centrífuga encontra suas aplicações mais comuns na produção de tubos centrífugos de ferro fundido, camisas de cilindro para motores de combustão interna e camisas de eixo.
10. Fundição por gravidade
O que é fundição por gravidade?
Fundição sob pressão por gravidade é um processo de fundição onde o metal líquido é derramado em um molde de metal sob a influência da gravidade, resfriado e solidificado para produzir uma peça fundida.
Processo tecnológico:
Vantagem:
O molde de metal possui alta condutividade térmica e capacidade de calor, resultando em uma rápida velocidade de resfriamento e uma estrutura de fundição densa. Além disso, possui propriedades mecânicas aproximadamente 15% superiores às da fundição em areia.
A utilização de molde metálico permite a produção de peças fundidas com maior precisão dimensional e menor rugosidade superficial, melhorando assim a estabilidade da qualidade.
Além disso, a utilização de núcleo de areia é mínima ou inexistente, levando a melhores condições ambientais através da redução de poeira e gases nocivos, bem como diminuindo a intensidade do trabalho.
Desvantagens:
- O molde de metal em si não é respirável e certas medidas devem ser tomadas para evacuar o ar e o ar gerado pelo núcleo de areia na cavidade.
- O molde de metal não tem concessão e é fácil ocorrer rachaduras quando a peça fundida é solidificada.
- Os moldes de metal têm um ciclo de fabricação mais longo e custos mais elevados. Portanto, bons efeitos econômicos só podem ser demonstrados quando produzidos em massa.
Formulários:
A fundição de metal é um método adequado para a produção em larga escala de peças fundidas de ligas não ferrosas, como ligas de alumínio e ligas de magnésio, com formatos complexos. Também pode ser usado para a produção de peças fundidas e lingotes de ferro e aço.
11. Fundição sob pressão a vácuo
O que é fundição a vácuo?
A fundição sob pressão a vácuo é uma forma avançada de fundição sob pressão que melhora as propriedades mecânicas e o acabamento superficial das peças fundidas, removendo ou reduzindo significativamente os poros e gases dissolvidos dentro delas. Isto é conseguido extraindo gás da cavidade do molde durante o processo de fundição.
Processo tecnológico:
Vantagem:
- Ele pode eliminar ou reduzir os orifícios de ar dentro da fundição sob pressão, melhorar as propriedades mecânicas e a qualidade da superfície da fundição sob pressão, bem como o desempenho do revestimento.
- Para reduzir a contrapressão da cavidade, pode-se usar pressão específica mais baixa e liga com baixo desempenho de fundição. É possível fundir peças maiores com máquinas pequenas.
- Melhora as condições de enchimento, pode fundir peças fundidas mais finas.
Desvantagens:
- A estrutura de vedação do molde é complicada, a fabricação e a instalação são difíceis, por isso o custo é alto.
- Se o método de fundição a vácuo não for devidamente controlado, o efeito não será muito significativo.
12. Apertando fundição sob pressão
O que está espremendo a fundição sob pressão?
A fundição por compressão é um processo que envolve a solidificação de metal líquido ou semissólido sob alta pressão e formação de fluxo para produzir o produto final ou a peça bruta diretamente. Este processo oferece vários benefícios, incluindo alta utilização de metal líquido, processo simplificado e qualidade consistente.
Além disso, é uma tecnologia de formação de metal com eficiência energética que é uma grande promessa para aplicações futuras.
Processo tecnológico:
Fundição sob pressão direta:
Tinta spray, liga fundida, fixação de molde, pressurização, retenção de pressão, alívio de pressão, separação de molde, desmoldagem e redefinição de blanks.
Fundição sob pressão indireta:
Revestimento por spray, fixação de moldes, alimentação, enchimento, pressurização, retenção de pressão, alívio de pressão, separação, desmoldagem de blanks, redefinição.
Características técnicas:
- Pode eliminar os poros internos, encolhimento e outros defeitos.
- Baixa rugosidade superficial e alta precisão dimensional.
- Pode prevenir a ocorrência de rachaduras na fundição.
- Fácil de realizar mecanização e automação.
Aplicação:
Pode ser usado para produzir vários tipos de ligas, como liga de alumínio, liga de zinco, liga de cobre, ferro fundido nodular, etc.
13. Fundição de espuma perdida
O que é fundição de espuma perdida (também conhecida como fundição sólida)?
A fundição de espuma perdida é uma técnica moderna de fundição que utiliza uma combinação de modelos de parafina ou espuma, que são criados para se assemelhar ao molde desejado em tamanho e formato. Esses modelos são então agrupados para formar uma única unidade.
O conjunto modelo é revestido com um material refratário, seco e posteriormente enterrado em areia de quartzo seca que é submetida a vibração.
O metal líquido é então derramado na areia sob condições de vácuo, fazendo com que o modelo vaporize e o metal tome o seu lugar. Depois que o molde solidifica, ele é resfriado para formar o produto final.
Processo tecnológico:
Pré-espuma → Moldagem de espuma → Revestimento por imersão → Secagem → Modelagem → Verter → Areia caindo → Limpeza
Características técnicas:
- Fundição de alta precisão, sem núcleo de areia, reduzindo o tempo de processamento.
- Sem superfície de separação, design flexível e alto grau de liberdade.
- Produção limpa sem poluição.
- Reduzir os custos de investimento e de produção.
Aplicação:
A fundição de espuma perdida é um método adequado para produzir uma variedade de peças fundidas de precisão que apresentam estruturas complexas em diferentes tamanhos. Oferece grande versatilidade, sem limitações nos tipos de ligas utilizadas ou no tamanho dos lotes de produção.
Este método tem sido usado com sucesso para produzir uma variedade de peças fundidas, incluindo blocos de motor em ferro fundido cinzento e cotovelos em aço com alto teor de manganês.
14. Fundição contínua
O que é casting contínuo?
A fundição contínua é um processo de fundição sofisticado que envolve o vazamento contínuo de metal fundido em um molde de metal especial denominado cristalizador. A peça fundida solidificada é então continuamente retirada da extremidade oposta do molde, permitindo a produção de peças fundidas de qualquer comprimento ou comprimento específico.
Processo tecnológico:
Características técnicas:
O rápido resfriamento do metal resulta em estruturas cristalinas mais densas, uniformidade e propriedades mecânicas aprimoradas, ao mesmo tempo que economiza metal e aumenta o rendimento.
Este processo simplifica procedimentos eliminando a necessidade de modelagem e outras etapas, reduzindo a intensidade de mão de obra e minimizando significativamente o espaço de produção necessário.
Além disso, o lingotamento contínuo é facilmente automatizado, o que aumenta a eficiência da produção devido à sua facilidade de mecanização.
Aplicação:
A fundição contínua pode ser usada para fundir aço, ferro, ligas de cobre, ligas de alumínio, ligas de magnésio e outras peças fundidas longas com formatos de seção transversal constantes, como lingotes, placas, tarugos de haste, tubos, etc.
Qual é o processo de fundição？
Fundição é uma técnica de processamento em que o metal sólido é derretido e depois despejado em um molde de formato específico para solidificar. O resultado, também conhecido como molde, é retirado do molde depois de solidificado, completando o processo de fundição.
Fundição é um processo no qual o metal é derretido para atender a requisitos específicos e depois despejado em um molde. O resultado é uma peça fundida sólida com formato, tamanho e desempenho predeterminados após resfriamento, solidificação e limpeza.
Como a peça fundida está quase formada, a usinagem é reduzida ou desnecessária, resultando em menor custo e menor tempo de fabricação.
A fundição é um processo fundamental na indústria de manufatura moderna.
O processo de fundição geralmente inclui o seguinte:
- Preparação do molde de fundição: O molde de fundição é feito para conter a fundição sólida e pode ser dividido em diferentes tipos de acordo com o material utilizado, 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 sua classificação como molde único, molde semipermanente ou molde permanente. A preparação do molde de fundição é o fator mais significativo que afeta a qualidade das peças fundidas.
- Derretimento e vazamento do metal fundido: O metal fundido, também conhecido como liga fundida, inclui principalmente ferro fundido, aço fundido e ligas não ferrosas fundidas.
- Tratamento e inspeção de fundição: Este processo envolve várias etapas, como remoção de corpos estranhos do núcleo e da superfície de fundição, eliminação de sprues e risers, remoção de rebarbas, rachaduras e outras projeções, tratamento térmico, modelagem, tratamento antiferrugem e rugosidade usinagem.
A maioria dos materiais de fundição são metais, incluindo cobre, ferro, alumínio, estanho, chumbo, etc., que são aquecidos até o estado líquido a partir de sua forma sólida. Os materiais do molde de fundição podem ser areia, metal ou cerâmica, e o método utilizado varia de acordo com 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 6.000 anos.
Os metais que podem ser fundidos incluem cobre, ferro, alumínio, estanho e chumbo, enquanto os materiais usados para moldes de fundição comuns podem ser areia bruta, argila, copo d'água, resina e outros materiais auxiliares.
Alguns exemplos de moldes de fundição especiais incluem fundição de precisão, fundição de espuma perdida, fundição em molde de metal, fundição em molde de cerâmica, entre outros. (A areia bruta pode incluir areia de quartzo, areia de magnésia, areia de zircônio, areia de cromita, areia de forsterita, areia de cianita, areia de grafite, areia de ferro, entre outras.)
Processo tecnológico: metal líquido → enchimento → contração de solidificação → fundição
Características do processo de fundição:
- Ele pode produzir peças com qualquer formato complicado, especialmente aquelas com formatos complicados de cavidade interna.
- Forte adaptabilidade, tipos de liga ilimitados e tamanho de fundição quase ilimitado.
- Ampla fonte de materiais, os resíduos podem ser fundidos novamente e o investimento em equipamentos é baixo.
- Alta taxa de sucata, baixa qualidade superficial e más condições de trabalho.
Como posso fundir peças em casa?
Para começar a fundir, você precisará de um dispositivo capaz de derreter ferro ou alumínio. Se a sua produção diária for baixa, é aconselhável investir em um 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 observar que o ferro e o alumínio não podem ser fundidos no mesmo forno, pois pode ser difícil regular o material.
Contudo, se o controle de materiais não for um requisito, poderá não ser um problema.
A seguir, você precisará de um molde que possa ser feito sob medida de acordo com as peças que deseja fundir. Você também precisará de areia e é recomendado um misturador de areia. Se você não comprar um misturador de areia, a mistura manual é possível.
Com essas ferramentas de modelagem simples, você pode moldar, derreter e vazar, criando a peça fundida.
Por último, você precisará de ferramentas de limpeza para remover o tubo de vazamento e suavizar quaisquer rebarbas. Adicionar um rolo de jateamento pode melhorar a aparência da peça fundida.
