OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO EM
FERRO FUNDIDO DE GRAFITA COMPACTADA (CGI)
Edson Nobuo Furuta1,Engº Murilo Giacon2, Tec. MSc. Hamilton José de Mello3, Prof. Dr. Carlos Alberto Soufen4
1,3,4
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
2
Indústrias ROMI S.A.
[email protected], [email protected]
1. Introdução
3. Resultados
A atual busca da indústria automotiva pelo aumento
da eficiência de motores, com tamanhos cada vez
menores, acabou levando à procura de materiais
alternativos que pudessem proporcionar às peças alta
resistência
mecânica,
termomecânica
e
alta
condutibilidade térmica para enfrentar as novas
solicitações. Isso possibilitou uma significativa melhoria
das propriedades mecânicas, diminuição no peso final,
diminuição da oxidação, além de uma melhor
condutibilidade térmica, que facilitaria a dissipação do
calor gerado pelos gases de exaustão. A solução
encontrada foi confeccionar peças a partir do ferro
fundido vermicular (CGI - Compacted Graphite Iron),
possuindo propriedade intermediárias entre o ferro
fundido cinzento (alta condutibilidade térmica) e
nodular (alta resistência mecânica) [1] [2] [3].
2 .Metodologia
Inicialmente foram realizadas as reduções do
sobremetal visando um aumento da vida das
ferramentas. A proposta inicial foi a de reduzir todo o
sobremetal para no máximo 2 mm. Entretanto, devido a
problemas superficiais com relação à formação de gases
(bolhas), junta fria, sinterização de areia e inclusões de
areia, nem todas as reduções puderam ser aplicadas.
Na Tabela I estão apresentadas as alterações
realizadas considerando-se a influência das limitações
impostas pelo processo.
Tabela I – Alterações realizadas
Regiões
Proposta de
usinadas
redução (mm)
Superfície de
3
entrada de gases
Saque do
7,5
fundido
Diâmetro do
50,2 (2,95 no
cubo
raio)
Topo do cubo
4
Superfície do
3,5
bocal
Diminuição
(mm)
1
3,5
2 (1 no raio)
3
0,5
Na segunda etapa do trabalho, foram realizadas
alterações na composição química do ferro fundido
vermicular utilizando ligas compostas por Magnésio e
Terras Raras, ao invés de ligas compostas por Magnésio
e Titânio. Tais alterações melhoraram a usinabilidade
assim como reduziram consideravelmente o efeito da
espessura da parede na estrutura obtida.
Somando-se ambos os efeitos da retirada do Titânio
através da alteração da composição química e o efeito
da redução do sobremetal, foi possível alcançar um
aumento muito significativo na vida das fresas,
conforme pode ser observado na Tabela II.
Tabela II – Comparação entre os processos com e
sem as alterações propostas
Fresa Topo
Vida da
Fresa Topo
Vida da
φ 100 mm ferramenta φ 40 mm ferramenta
Sem alterações: 32 peças
por aresta
Com alterações: 68 peças
por aresta
Aumento de 112,5% na
vida da ferramenta
Sem alterações: 37 peças
por aresta
Com alterações: 88,4
peças por aresta
Aumento de 138,9% na
vida da ferramenta
4. Conclusões
O estudo demonstrou que o Titânio realmente
provoca uma queda brusca na vida das ferramentas. Este
efeito é causado através da formação do carbonitreto
cúbico de titânio, estrutura de alta dureza e que causa
desgaste abrasivo das ferramentas.
Através da substituição da liga à base de titânio por
outra à base de terras raras, observou-se que foi obtido
um ganho de vida maior na ferramenta de menor
diâmetro. Isto se deve ao fato da ferramenta de corte
com menor diâmetro usinar maior volume de metal.
Os efeitos atingidos pela alteração da composição
química foram muito maiores que os proporcionados
pelas alterações no sobremetal. Mesmo assim, foi
alcançado um ganho na vida da ferramenta muito
significativo com as alterações no sobremetal.
5. Referências Bibliográficas
[1] Abele, E.; Koppka, F.; Sahm, A. – “Economic
solutions are in demand” – Site Cemecon Tools,
Customer magazine for coating technology , No. 17, p.
11-12, Outubro 2002.
[2]Dawson, S. – “The Sintercast process control for the
production of compacted graphite iron” – based on a
presentation made at the 106th AFS Casting Congress
Kansas City 4–7 May 2002.
[3]Dawson, S. and Hollinger, I.; Robbins, M. and
Daeth, J.; Reuter, U. and Schulz, H. – “The effects of
Metallurgical Variables on the Machinability of
Compacted Graphite Iron”, Detroit, Michigan, 5 a 8 de
Março, 2001. SAE 2001 World Congress.