Dominando a Terminologia de Fundição em Areia: Um Guia Abrangente

A fundição em areia é um processo de conformação de metal no qual um molde é primeiro formado a partir de um modelo tridimensional de areia, e metal fundido é vertido na cavidade do molde para solidificação. A casca de areia é subsequentemente removida após os componentes metálicos esfriarem e formarem. Alguns componentes requerem um processo de usinagem secundário após a fundição.

Produtos típicos feitos através do processo de fundição em areia incluem blocos de motor, cabeçotes de cilindro, pistões, estruturas, suportes, coletores para motores de alta potência, rotores, carcaças, peças de caixa de câmbio de sistemas de transmissão para construção e equipamentos agrícolas. Este artigo analisa alguns dos termos básicos associados ao processo de fundição em areia.

Termos-Chave Usados na Fundição em Areia

Operações de fundição em areia são realizadas em uma fundição. Para discutir melhor suas necessidades com um representante de fundição, é importante conhecer alguns dos termos-chave usados no processo:

Termos de Produção

• Areia: Tipos de areia usados na fundição em areia incluem areia resinada, um tipo de areia de quartzo misturada com material resinado. Com processo de areia verde, nenhum aditivo químico é usado.
• Modelo: Um modelo é uma forma usada para formar uma cavidade na areia. Geralmente é ligeiramente maior que a fundição final para permitir encolhimento.
• Molde: Metal fundido é vertido na cavidade para criar uma fundição. Existem duas partes no molde – a parte superior é chamada de cope, enquanto a inferior é chamada de drag. Uma linha de separação mostra a separação das duas metades do molde.
• Núcleo: Um núcleo é um inserto pré-formado colocado no molde externo para moldar as características internas da fundição. Impede que o material preencha todo o molde, para alcançar a forma desejada. Dois processos podem ser utilizados para criar o núcleo – hot-box e cold-box.
• Caixa de Molde (Flask): Geralmente feita de alumínio, aço ou madeira, esta caixa recipiente mantém a areia de molde unida. Um apisonador de areia compacta a areia na caixa. Um sistema de alinhamento ajuda a trazer o cope e o drag para a mesma posição em torno da linha de separação.
• Fornalha: O material de origem é transformado em forma fundida aqui, a uma temperatura muito alta. Carga é o peso do metal introduzido na fornalha.
• Concha (Ladle): Uma concha de grande tamanho transfere metal fundido de uma fornalha para uma bacia de vazamento para separar impurezas, e então para o molde.
• Canal de Vazamento (Sprue ou downsprue): É a passagem de conexão entre a bacia de vazamento e o sistema de alimentação. É vertical, com seção transversal circular cônica reta. Sua altura ajuda a controlar a velocidade do material fundido.
• Sistema de Alimentação (Gating ou running System): À medida que o material flui dos fornos de fusão para ser entregue ao molde, é gerenciado por um sistema de alimentação cuidadosamente controlado. Canais de alimentação (runners) estão em posição horizontal.
• Alimentadores (Risers): Esta parte do sistema de alimentação atua como uma espécie de reservatório e é usada para compensar a retração à medida que o metal fundido solidifica.
• Cavidade de Fundição: É onde a solidificação ocorre. Qualquer metal fundido restante sai através do alimentador.
• Ventilação (Vents): São pequenas aberturas no molde, que permitem a saída de gases durante a solidificação.
• Resfriador (Chill): Um resfriador é um inserto metálico que pode ser usado no molde para equalizar a solidificação através da fundição.
• Desmolde (Shakeout): Desmolde é o processo de separar a fundição solidificada do material do molde.

Termos de Processo

• Nível de Qualidade Aceitável (AQL): Este nível de qualidade baseia-se em um sistema de inspeção usando amostras selecionadas aleatoriamente.
• As-Cast (Como Fundido): Significa usar a fundição sem usinagem secundária.
• Aglutinante (Binder): Agente usado para adicionar resistência à mistura de areia.
• Cura (Cure): Cura significa endurecer.
• Margem de Acabamento (Finish Allowance): É a quantidade de material deixada na superfície de uma fundição, para permitir processos de usinagem posteriores.
• Taxa de Rejeição (Rejection Rate): Esta figura representa a razão entre o número de peças sucateadas e o total de peças fabricadas, expressa em porcentagem.

Defeitos Causados pelo Design da Peça

• Trincas a Quente (Hot Tears): Tipo de trinca que ocorre quando a retração puxa o metal para longe na cavidade.
• Retração (Shrinkage): Ocorre quando o design leva a uma solidificação que impede o metal líquido de ser puxado de volta.
• Recuos (Dips): Outro tipo de defeito de retração que resulta do metal se afastando das paredes de areia.
• Não Limpo (NCU - Non-Clean Up): Este tipo de defeito só se torna aparente quando a fundição é usinada, porque não há metal suficiente para usinagem deixar superfícies lisas, planas ou cilíndricas e a superfície as-cast permanece.

Defeitos Causados por Erros na Preparação do Molde

• Inclusões de Areia (Sand Inclusions): Corpos estranhos na fundição, que reduzem a integridade e criam problemas durante a usinagem.
• Cortes e Lavagens (Cuts and Washes): Áreas onde o metal fluindo erodiu parte do molde de areia.
• Inchaços (Swells): Parecem protuberâncias nas superfícies da peça fundida, causados por compactação deficiente da areia.
• Deslocamento (Shift): Pode aparecer na linha de separação onde cope e drag se encontram, resultando em um deslocamento ao longo da linha de separação na peça fundida. Além disso, núcleos podem se deslocar dentro do molde se não forem mantidos no lugar com segurança.

Problemas Resultantes do Vazamento e Processo de Solidificação

• Porosidade: Ar pode entrar no metal e subir aos pontos mais altos da cavidade ou ficar aprisionado no volume do metal.
• Defeitos de Óxido (Oxide Defects): Resultam quando o metal é exposto ao ar, e podem causar regiões de fraqueza.
• Fechamentos a Frio (Cold Shuts): Se o fluxo é tal que duas frentes de metal se encontram, elas tocam sem se fundir, criando uma área fraca na peça fundida.
• Não Preenchimento (Non-Fills): Metal solidifica antes da cavidade estar completamente cheia, resultando em áreas onde falta metal.

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