O que é fundição em areia?

A fundição em areia é um processo versátil que permite a produção de peças de diversos tamanhos, formatos e complexidades. Os moldes de areia são acessíveis, extremamente resistentes ao fogo e podem até ser usados ​​para fundição de aço, o que explica por que a fundição em areia representa 60% de todas as peças fundidas em metal. Para a produção de pequenos lotes com baixo custo, a fundição em areia é considerada o método de fabricação ideal. Mas o que exatamente é fundição em areia? Neste artigo, a equipe da LS irá guiá-lo por um vasto conhecimento sobre fundição em areia , abordando a definição, os princípios de funcionamento, as vantagens, as desvantagens e exemplos desse processo.

O que é fundição em areia?

A fundição em areia é um processo extremamente versátil . Pode ser utilizada para qualquer liga metálica, ferrosa ou não. Esse processo é empregado em grandes unidades industriais para a produção em massa de peças fundidas automotivas, como blocos de motor e cabeçotes.

Um molde feito de material à base de sílica, como areia natural ou sintética, é usado para criar a superfície lisa do molde. A superfície do molde é dividida em duas partes: a metade superior (copa) e a metade inferior (base). O molde é preenchido com metal fundido usando um cadinho e deixado solidificar. A etapa final é remover o excesso de metal para a fundição .

Quais são as vantagens e desvantagens da fundição em areia?

A fundição em areia é um processo que apresenta vantagens e desvantagens.

Como funciona a fundição em areia?

A fundição em areia segue o princípio da fundição por gravidade . O metal fundido é vertido no molde, preenchendo a cavidade e formando o formato do modelo. À medida que o metal esfria e solidifica, ele assume a forma desejada. A peça fundida solidificada é então removida do molde e submetida a operações de acabamento adicionais, como retificação e jateamento de areia.

Durante a solidificação, o metal sofre contração, causando tensões internas e alterações dimensionais. Para garantir a integridade da peça fundida, fatores de projeto adequados devem ser considerados, como o uso de canais de alimentação ou resfriadores.

Como é feito o processo de fundição em areia, passo a passo?

O processo de fundição em areia é complexo e ordenado, envolvendo múltiplas etapas e conexões para garantir a qualidade e o desempenho da peça fundida final. A seguir, apresentamos o fluxograma detalhado do processo de fundição em areia:

1. Preparação do molde: Fabricar moldes para modelagem de acordo com desenhos de fundição ou requisitos de projeto . Os moldes podem ser de madeira, metal ou plástico, dependendo da complexidade da fundição e do volume de produção.
2. Preparação e mistura da areia: Selecione a areia apropriada (como areia de quartzo, areia de sílica, etc.) e o aglutinante (como argila, resina, etc.) e misture-os uniformemente em uma determinada proporção para formar uma areia de moldagem com certa resistência e fluidez.
3. Moldagem: Preencha o molde com a areia de moldagem misturada e forme o molde de areia necessário por meio de compactação, vibração, etc. O molde de areia é dividido em molde superior e molde inferior, que, após a junção, formam uma cavidade de fundição completa.
4. Fabricação de machos: Para peças fundidas que requerem cavidades internas, fabrique machos de areia correspondentes. O processo de fabricação de machos é semelhante ao da moldagem, mas geralmente requer o uso de uma caixa de machos especial e areia própria para machos.
5. Montagem: A junção do molde de areia superior com o molde de areia inferior (e o núcleo de areia) forma uma cavidade de fundição completa. Durante o processo de fechamento da caixa, é essencial garantir que o molde de areia e o núcleo de areia estejam posicionados corretamente e que sejam utilizados fixadores adequados para prendê-los.
6. Fusão do metal: De acordo com os requisitos do material para a fundição , selecione o equipamento e os métodos de fusão adequados para derreter as matérias-primas metálicas até o estado líquido. A composição e a temperatura do metal fundido precisam ser controladas durante o processo de fusão.
7. Vazamento: Despeje o metal fundido na cavidade do molde de forma rápida e uniforme. Durante o processo de vazamento, a velocidade de vazamento e a vazão do metal fundido precisam ser controladas para evitar defeitos como poros e inclusões.
8. Resfriamento: O metal fundido resfria e solidifica-se no molde . A taxa de resfriamento e o gradiente de temperatura precisam ser controlados durante o processo de resfriamento para reduzir a tensão e a deformação dentro da peça fundida.
9. Remoção e limpeza da areia: Após o resfriamento completo da peça fundida, o molde de areia é destruído e a peça é retirada. Em seguida, a areia, a camada de óxido e outras impurezas da superfície da peça são removidas, geralmente por meio de jateamento de areia, lixamento e outros métodos.
10. Inspeção e reparo: Inspeção de qualidade de peças fundidas, incluindo inspeção dimensional, inspeção visual, ensaios não destrutivos (como radiografia, ultrassom, etc.) e ensaios de propriedades mecânicas. Peças fundidas não conformes precisam ser reparadas ou retrabalhadas.

Quais são os tipos de fundição em areia?

A fundição em areia pode ser dividida em vários tipos com base no método de preparação e nas propriedades do material do molde de areia. Aqui estão alguns dos principais tipos de fundição em areia:

1. Areia molhada

A fundição em areia verde é um método de fundição que utiliza areia de moldagem e areia de macho como materiais de modelagem para criar um molde, e o metal líquido preenche o molde por gravidade para produzir as peças fundidas. Utiliza-se principalmente argila e uma quantidade adequada de água como aglutinante principal da areia de moldagem. Após a confecção do molde de areia, o metal é diretamente moldado e vazado em estado úmido. A fundição úmida tem uma longa história e é amplamente utilizada . Peças fundidas de aço, ferro e a maioria das ligas não ferrosas podem ser obtidas por este método. Suas principais vantagens incluem a abundância de recursos de argila, baixo custo, ciclo de fabricação de moldes curto e alta eficiência de trabalho. A maior parte da areia verde de argila utilizada pode ser reciclada e reutilizada após tratamento adequado. No entanto, também apresenta algumas desvantagens, como baixa rigidez do molde de fundição, baixa precisão dimensional das peças fundidas e propensão a defeitos como perda de areia, inclusões de areia e porosidade.

2. Areia seca

Em comparação com a fundição em areia verde, a fundição em molde de areia seca apresenta um teor de umidade menor no molde . Na fabricação de moldes de areia seca, o teor de umidade da areia de moldagem é ligeiramente superior ao da areia utilizada em moldes úmidos. No entanto, após a confecção do molde de areia, a superfície da cavidade deve ser revestida com tinta refratária e, em seguida, colocada em uma estufa para secagem. Após o resfriamento, o molde pode ser fechado e o metal fundido vazado. Este método é geralmente utilizado para a fabricação de peças fundidas de aço e ferro fundido de grandes dimensões. Contudo, como a secagem de moldes de areia argilosa é um processo demorado e que consome muito combustível, além de os moldes serem propensos a deformações durante a secagem, o que afeta a precisão das peças fundidas, os moldes de areia seca têm sido gradualmente eliminados com a ampla adoção da areia endurecida quimicamente. Entretanto, na fundição em areia moderna, a areia seca ainda é utilizada como material para machos, especialmente para machos com formas complexas, seções transversais mais finas, alta resistência a seco e boas propriedades de colapso.

3. Areia do núcleo

A areia de núcleo é o material utilizado para compor o núcleo de um molde de areia . De acordo com os diferentes aglomerantes utilizados, a areia de núcleo pode ser dividida em vários tipos, como areia de núcleo de argila, areia de núcleo de silicato de sódio, areia de núcleo de óleo, areia de núcleo de graxa, areia de núcleo de resina, etc. A principal função da areia de núcleo é sustentar a cavidade no molde de fundição e impedir que o metal fundido escorra para fora da cavidade do molde durante o processo de vazamento. Os diferentes tipos de areia de núcleo possuem características e aplicações distintas, podendo ser selecionados de acordo com as necessidades específicas da fundição.

Que tipos de areia são usados ​​na fundição em areia?