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8 FUNDIÇÃO EM MOLDES PERMANENTES (COQUILHAS)
Nos processos com moldes permanentes, o molde (também chamado de
coquilha) é confeccionado em material metálico (ferro fundido, aço e, mais raramente,
bronze), sendo que não há necessidade da sua destruição para a retirada da peça fundida
(Figura 28).
Figura 28- Molde permanente (coquilha).
A vida útil do molde depende do material a ser vazado e da temperatura de
vazamento da liga, podendo varia, por exemplo, de 5.000 peças (de ferro fundido) até
1.000.000 peças (de ligas de magnésio e zinco).
A alta condutibilidade térmica dos materiais dos moldes permite um
resfriamento rápido do fundido, proporcionando o surgimento de granulações mais
refinadas na estrutura da peça fundida, com a conseqüente melhora de suas propriedades
mecânicas. Por este motivo, peças fabricadas por fundição que necessitem de seções
com elevada resistência mecânica podem ser produzidas através de moldes mistos, ou
seja, moldes produzidos por outros processos e com seções coquilhadas naquelas
regiões onde se deseja ter uma resistência mecânica mais elevada (Figura 29).
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Figura 29 - Molde misto para fundição de um cilindro de laminação. A seção coquilhada apresentará
resistência mecânica maior que nas outras seções.
O vazamento do metal líquido nos moldes permanentes pode se dar por
gravidade ou por pressão.
8.1 VANTAGENS
a) Bom acabamento superficial;
b) Estreitas tolerâncias dimensionais;
c) Melhora nas propriedades mecânicas quando comparadas a outros processos
de fundição.
8.2 DESVANTAGENS
a) Alto custo do molde;
b) Processo limitado a peças de tamanho relativamente pequeno ou médio;
c) Excessivamente oneroso para séries pequenas;
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d) Nem todas as ligas podem ser fundidas em moldes permanentes
(principalmente nos processos de fundição sob pressão);
e) Peças de geometria complexa dificultam o projeto do molde e a extração da
peça fundida de seu interior.
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9 FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO
Nos processos de fundição sob pressão, o metal fundido é submetido a uma
pressão de forma a forçá-lo a penetrar na cavidade do molde (neste caso também
chamado de matriz).
As matrizes são confeccionadas em aço-ferramenta tratado termicamente e
são geralmente construídas em duas partes as quais são hermeticamente fechadas no
momento do vazamento do metal líquido. O metal é bombeado na cavidade da matriz
sob uma pressão suficiente para o preenchimento total de todas as suas cavidades e
reentrâncias. A pressão é mantida até que o metal se solidifique, no que então a matriz é
aberta e a peça ejetada por meio de pinos acionados hidraulicamente (Figura 30). As
matrizes podem ser refrigeradas a água para evitar seu superaquecimento, aumentando
sua vida útil e evitando defeitos nas peças.
Figura 30 - Matriz para fundição sob pressão.
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A fundição sob pressão é automatizada e é realizada em equipamentos de
câmara quente ou câmara fria.
9.1
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO EM CÂMARA QUENTE
O processo de fundição sob pressão realizado na máquina de câmara quente
utiliza um equipamento no qual existe um recipiente aquecido onde o metal líquido está
depositado. No seu interior está um pistão hidráulico que, ao descer, força o metal
líquido a entrar em um canal que leva diretamente à matriz. A pressão exercida pelo
pistão faz com que todas as cavidades da matriz sejam preenchidas, formando-se assim
a peça. Após a solidificação do metal, o pistão retorna à sua posição inicial, mais metal
líquido entra na câmara, por meio de um orifício, e o processo se reinicia (Figura 31).
Figura 31 - Fundição sob pressão em câmara quente.
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9.2
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO EM CÂMARA FRIA
Temperaturas de fusão mais altas da liga a ser fundida podem causar dano
ao sistema de bombeamento (cilindro e pistão). Nestes casos, utiliza-se a máquina de
fundição sob pressão de câmara fria, empregada principalmente para fundir ligas de
alumínio, magnésio e cobre.
O princípio de funcionamento desse equipamento é o mesmo das máquinas
de câmara quente, com a diferença que o forno que contém o metal líquido é
independente do equipamento, de modo que o sistema de injeção não fica dentro do
banho de metal (Figura 32).
Figura 32 - Fundição sob pressão em câmara fria.
9.3
VANTAGENS
a) Peças com maior resistência mecânica do que as fundidas em areia;
b) Produção de peças com formas mais complexas;
c) Tolerâncias dimensionais mais estreitas;
d) Alta capacidade de produção;
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9.4
DESVANTAGENS
a) Limitações no emprego do processo (utilizado para ligas não-ferrosas, com
poucas exceções);
b) Limitação no peso das peças (raramente superiores a 5 kg.);
c) Retenção de ar no interior das matrizes, originando peças incompletas e
porosidade na peça fundida;
d) Alto custo do equipamento e dos acessórios, limitando o seu emprego a
grandes volumes de produção.
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