Tipos de tratamento térmico para fundição em areia

A fundição em areia é um processo de formação de metal no qual um molde é primeiro formado a partir de um padrão tridimensional de areia e o metal fundido é derramado na cavidade do molde para solidificação. Como parte do processo, os fundidos podem passar por uma série de processos de aquecimento e resfriamento para garantir que atendam às especificações de dureza, metalográficas e mecânicas estabelecidas pelo cliente.

Os produtos típicos feitos por fundição em areia incluem blocos de motor, cabeçotes, pistões de cilindros, quadros, suportes, coletores para motores de alta potência, rotores, carcaças, peças de caixa de engrenagens de sistemas de transmissão para construção e equipamentos agrícolas. O tratamento térmico melhora as propriedades mecânicas e físicas das peças fundidas, para aumentar a resistência à tração e reduzir a ductilidade, ou estiramento, do metal. Este artigo analisa os tipos de tratamento térmico para fundições em areia.

Quais são as etapas do tratamento térmico para peças fundidas em areia?

O tratamento térmico envolve aquecimento e resfriamento controlados de fundidos em areia. O objetivo é usar altas temperaturas para alterar a microestrutura do material a fim de alcançar as mudanças desejadas nas propriedades mecânicas da peça fundida. As três principais etapas do tratamento térmico incluem:

• Aquecimento:O metal é aquecido lentamente até certo ponto, para que ele mantenha sua forma sem rachar. É fundamental garantir que o metal aqueça uniformemente durante este estágio para evitar rachaduras ou distorções. A taxa de aquecimento é baseada no tipo de material, na condutividade térmica do metal e no tamanho da peça fundida.
• Imersão (manter):O metal é mantido na temperatura desejada por um determinado período de tempo. O objetivo desta etapa é manter o material na temperatura indicada até que as mudanças estruturais internas necessárias sejam realizadas. A duração do estágio de imersão depende do tipo de material, bem como do tamanho e da complexidade da peça de trabalho. Algumas fundições requerem apenas mudanças estruturais na superfície do metal, enquanto outras podem precisar alcançar propriedades mais uniformes em toda a peça.
• Resfriamento:A peça fundida é então resfriada até a temperatura ambiente de forma controlada para atingir as propriedades mecânicas desejadas. O resfriamento pode ser realizado de diferentes maneiras, dependendo do tipo de material. Pode ser resfriado a ar, resfriado com um meio de resfriamento ou resfriado rapidamente em uma solução.

Quais são os tipos de tratamento térmico para peças fundidas em areia?

Embora as etapas de aquecimento, imersão e resfriamento sejam as mesmas, existem variações no processo de tratamento térmico que afetarão o resultado final. Estes incluem a temperatura à qual o material é aquecido, o tempo que é mantido nessa temperatura e a taxa na qual é resfriado. Os tipos de tratamento térmico incluem:

• Recozimento:O material é aquecido além de sua temperatura crítica superior e depois resfriado lentamente. O recozimento é usado para melhorar as propriedades do metal para ser mais durável e trabalhável. Também reduz o estresse residual, que pode afetar outros processos. Isso proporciona flexibilidade no processo de fundição, pois há menos risco de fratura. O recozimento aumentará a capacidade de realizar usinagem adicional na peça de trabalho.
• Normalização:A normalização aumenta a dureza da peça. Na normalização, a temperatura do material é aumentada acima da faixa de recozimento até um ponto em que sua estrutura cristalina muda. Em seguida, é resfriado em ar à temperatura ambiente. Este tratamento térmico leva a peças de trabalho com menos estresse e mais usinabilidade.
• Endurecimento:O endurecimento torna o metal mais forte, mas também pode torná-lo mais frágil. O material pode então precisar ser temperado para reduzir essa fragilidade. Em vez de um processo de resfriamento lento, o material é resfriado rapidamente, ou resfriado, ao ser mergulhado em uma solução de água, salmoura ou óleo. Em alguns casos, apenas o material da superfície é endurecido.
• Revenimento:No revenimento, o material é aquecido a uma temperatura abaixo de seu ponto de endurecimento, mantido nessa temperatura e resfriado a ar. A têmpera reduz a fragilidade, mas também pode amolecer o material.

A escolha do método de tratamento térmico adequado está relacionada ao tipo de metal envolvido e às propriedades finais desejadas.

Benefícios do tratamento térmico para fundidos em areia

São vários os benefícios a serem alcançados com o tratamento térmico, dependendo do tipo de material, da utilização do fundido e das especificações do cliente. Os benefícios típicos do tratamento térmico podem incluir:

• Alcance a suavidade ou dureza desejada para o material.
• Afeta a condutividade elétrica e térmica.
• Altere as qualidades magnéticas.
• Alivie o estresse de processos anteriores.
• Adicione propriedades químicas desejáveis.

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