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Defeitos de Fundição Defeitos superficiais
• Ricardo Fuoco
Gerente Geral de Tecnologia de Fundição
Metso Brasil Indústria e Comércio Ltda
Fone: (015) 2102-1212
Email: ricardo.fuoco@metso.com
Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
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Índice
– 4.4 - Defeitos superficiais • Sinterização (“Burn on”);
• Penetração (“Burn in”)
• Carbono lustroso
Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 2
Defeitos superficiais Sinterização (“Burn on”) e Penetração (“Burn in”)
3 Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Defeito de sinterização
• Caracteriza-se pela aderência de grãos de areia na superfície das peças fundidas, geralmente em pontos quentes da peça, que podem ser limpas mas exigem maior trabalho sobre as peças do que simples operações de jateamento da superfície;
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Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
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Defeito de penetração
• Também chamado de penetração mecânica, caracteriza-se pela penetração de metal contra o molde ou macho de areia, criando uma crosta superficial aderida aos pontos quentes da peça, que dificilmente é eliminada da superfície da peça (muito mais intenso do que a sinterização);
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Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
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Defeito de sinterização/penetração
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Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
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Defeito de sinterização/penetração
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Defeito de sinterização/penetração
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Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
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Defeito de penetração
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Defeito de penetração
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Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
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Defeito de sinterização
MECANISMO DE FORMAÇÃO (sinterização):
• Com o vazamento do metal formam-se porções de fases líquidas (misturas de óxidos) entre os grãos de areia, unindo os grãos de areia e aderindo-os à superfície das peças fundidas (sinterização);
• A formação de fases líquidas é facilitada com a presença de FeO e MnO.
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Defeito de sinterização MEV do defeito de sinterização em peça de aço fundido
R= Produto de
reação entre
grãos de areia
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Defeito de sinterização EDS do produto de reação entre os grãos
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Defeito de sinterzação Ponto de fusão de mistura de óxidos
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Defeito de penetração
MECANISMOS DE FORMAÇÃO (penetração):
• 1. Penetração mecânica: Com a degradação dos ligantes da areai, o metal encontra facilidade para penetrar contra os moldes e machos, especialmente em pontos de menor rigidez (grãos de areia mais espaçados). A dição de óxido de ferro e de spherox é muito eficaz para aumentar a resistência a quente dos moldes e machos;
• 2. Penetração Química: Com o vazamento do metal formam-se porções de fases líquidas (misturas de óxidos) entre os grãos de areia, permitindo a penetração do metal vazado contra o molde (penetração ou seja intensificação do defeito de sinterização). A formação de fases líquidas é facilitada com a presença de FeO e MnO.
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Defeito de penetração Mecanismo de formação da penetração
Antes do vazamento do metal
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Defeito de penetração Mecanismo de formação da penetração
Após o vazamento do metal
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Defeito de penetração Defeito de penetração em peça de aço fundido (falta de socamento
do macho – penetração mecânica)
grãos de areia aderidos à superfície
grãos de areia interligados com metal
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Defeito de penetração Defeito de penetração em peça de aço fundido (falta de socamento
do macho – penetração mecânica)
areia
metal
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Defeito de penetração MEV do defeito de penetração em peça de aço fundido
Metal
Areia
Areia
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Defeito de penetração MEV do defeito de penetração em peça de aço fundido
Metal
Areia
Areia
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Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço
Presença de S na superfície dos grãos de areia altera a tensão superficial do metal facilitando a penetração
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Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço
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Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço - efeito do material de moldagem
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Defeitos de Fundição – Defeitos
superficiais Ricardo Fuoco -
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Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço - efeito das condições do molde
na área de defeito
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Defeitos de Fundição – Defeitos
superficiais Ricardo Fuoco -
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Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço
Efeito do tipo de regeneração da areia na área de defeito
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Defeito de sinterização/penetração Blocos U fundidos com aço
Efeito do tipo de regeneração da areia no tipo de resíduo sobre os grãos de areia
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Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde
exposto à elevadas temperaturas
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Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde
exposto à elevadas temperaturas
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Defeito de sinterização/penetração Intensidade de penetração está relacionada com tempo do molde
exposto à elevadas temperaturas
Penetração
Sinterização
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Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração
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Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração
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Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração
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Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração
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Defeito de sinterização/penetração Simulação de solidificação com previsão de defeito de penetração
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Defeito de sinterização/penetração
MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (AÇO e FoFo):
• Manter a integridade da camada de pintura: • Molde com elevada compactação (método de moldagem e
distribuição granulométrica adequada);
• Pintura espessa e de boa aderência;
• Minimização da quantidade de resíduos (resina não decomposta, FeO, MnO, S) sobre a superfície dos grãos de areia :
• Renovação adequada com areia nova ou
• Renegeneração térmica da areia;
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Defeito de sinterização/penetração
MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (FoFo):
• ELEVAR A REFRATARIEDADE DO MATERIAL DO MOLDE: • Sílica de elevada pureza;
• Minimizar a presença de grãos oolitizados (renovação da areia);
• AUMENTAR A COMPACTAÇÃO DO MOLDE: • Elevada pressão da moldagem;
• Baixa compactabilidade da mistura
• Distribuição granulométrica (minimizar finos);
• ADITIVOS NA AREIA: • Presença de carvão na mistura;
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Defeitos superficiais Carbono lustroso
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Defeitos de Fundição – Defeitos superficiais
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Defeito de carbono lustroso
• Caracterizam-se por defeitos em baixo relevo, geralmente na superfície superior da peças fundidas, causados por inclusões ricas em carbono (decorrente da decomposição térmica de resinas aglomerantes e de aditivos orgânicos da areia);
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Defeito de carbono lustroso Peças de FoFo
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Defeito de carbono lustroso Peça de aço fundido
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Defeito de carbono lustroso Composição química das resinas utilizadas com aglomerantes
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Defeito de carbono lustroso Corpo de prova utilizado para estudar o problema
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Defeito de carbono lustroso Formação de inclusões de carbono lustroso na superfície do
corpo de prova
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Defeito de carbono lustroso Formação de inclusões de carbono lustroso na superfície do
corpo de prova
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Defeito de carbono lustroso Mecanismo de formação de inclusões de carbono lustroso
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Defeito de carbono lustroso Efeito da temperatura de vazamento (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito do tempo de enchimento (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito da quantidade de resina na mistura de areia (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de solvente na resina de caixa fria (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito da geração de resina (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito da adição de adiivos (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito da utilização de respiros (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito da utilização de pintura (FoFo)
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Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de resina (Aço fundido)
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Defeito de carbono lustroso Efeito do tipo de resina (Aço fundido)
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Defeito de carbono lustroso Efeito da adição de óxido de ferro (Aço fundido)
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Defeito de Carbono lustroso
MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (FoFo):
• PROJETO DE CANAIS: • Minimizar turbulência;
• Minimizar perdas de temperatura no sistema de canais;
• Diminuir tempo de enchimento;
• CONDIÇOES DO MOLDE: • Reduzir perda ao fogo em areias regeneradas
• Uso de aditivos oxidantes (óxido de ferro);
• Limitar a quantidade de resinas e materiais orgânicos;
• Utilizar resinas desenvolvidas mais recentemente;
• Uso de moldes e machos com ventilação;
• TEMPERATURA DE VAZAMENTO: • Utilização de elevadas temperaturas de vazamento;
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Defeito de Carbono lustroso
MECANISMOS PARA MINIMIZAR O DEFEITO (Aço):
• CONDIÇOES DO MOLDE: • Limitar a quantidade de resíduos orgânicos em areias regeneradas (perda
ao fogo)
• Uso de aditivos oxidantes (óxido de ferro);
• Limitar a quantidade de resinas e materiais orgânicos (areias regeneradas mecanicamente x termicamente);
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