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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO –CDSA
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Prof.: João Leite
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
HistóricoHistórico
Milhares de anos a.C. os povos antigos
começaram a fundir os primeiros metais, o
cobre e o ouro, uma descoberta que modificou
o mundo.
2
Artesão derrama
bronze fundido em
um molde de madeira
enquanto um
ajudante pressiona
um fole para manter
a temperatura.
HistóricoHistórico
Evolução:
• IDADE DA PEDRA LASCADA: As
pontas de lança e machados eram
obtidos a partir de lascas de pedra
3
obtidos a partir de lascas de pedra
sem tratamentos posteriores.
• IDADE DA PEDRA POLIDA: As
ferramentas eram trabalhadas, polidas
(retificadas) e já eram usados ossos.
HistóricoHistórico
Evolução:
• IDADE DOS METAIS: os metais
começaram a ser usados na
fabricação de ferramentas e armas.
4
fabricação de ferramentas e armas.
O cobre e o ouro foram os
primeiros metais utilizados,
seguidos do bronze e estanho.
O uso de materiais
ferrosos é mais recente!
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Definição:
• Os metais ferrosos são ligas a base de ferro,
ou seja, as que tem como constituinte
principal o ferro (material em maior
5
principal o ferro (material em maior
quantidade).
• O carbono e outros elementos, como o silício,
o manganês, o enxofre e etc, também estão
presentes (em menor quantidade).
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Definição:
• Os materiais ferrosos se classificam em:
• Ferro puro;
• Aço;
6
• Aço;
• Ferro fundido.
• Os aços são ligas ferro-carbono onde
encontramos até 2,11% de carbono.
• Ligas ferro-carbono com percentuais acima de
2,11% de carbono se chamam ferro-fundido.
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Extração:
• Os materiais ferrosos são extraídos da
natureza, a partir do minério.
7
A ciência que estuda a extração do
minério e sua transformação em metais é
chamada METALURGIA.
A extração dos metais existentes nos
minérios ocorre em USINAS
METALÚRGICAS.
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Extração:
• Os principais minerais de onde são extraídos o ferro, a nível industrial,
são:
MAGNETITA: consegue-se extrair quantidades
de ferro que variam de 40 a 70%.
8
LIMONITA: consegue-se extrair quantidades
de ferro que variam de 20 a 60%.
SIDERITA: consegue-se extrair quantidades de
ferro que variam de 30 a 40%.
O restante é impureza (ganga). A ganga se compõe
basicamente de sílica, alumina, óxido de cálcio, enxofre, ETC.
Materiais ferrososMateriais ferrosos
Extração:
• O ferro é separado das impurezas (ganga) no processo conhecido
como ALTO FORNO.
• Os alto-fornos conseguem SEPARAR O FERRO DA GANGA A PARTIR
9
• Os alto-fornos conseguem SEPARAR O FERRO DA GANGA A PARTIR
DA DENSIDADE. O minério é aquecido até a fusão (transformação
de sólido em líquido). O ferro por ser mais pesado fica embaixo. As
impurezas se mantém na parte de cima.
Nos alto-fornos a alimentação do minério
de ferro ocorre por cima e a saída do ferro
(CHAMADO FERRO GUSA) é obtida por
baixo. O FERRO GUSA, JUNTO COM
SUCATAS PROVENIENTES DA
RECICLAGEM, COMPOEM A MATÉRIA-
PRIMA DAS SIDERÚRGICAS!
Materiais ferrososMateriais ferrosos
O gusa é o produto imediato
da redução do minério de ferro
e apresenta até 5% de
carbono, tornando-o quebradiço,
tornando-o um sub-produto a ser
melhorado (matéria-prima).
10
melhorado (matéria-prima).
O gusa é vertido diretamente a
partir do cadinho do alto forno
para formar lingotes, ou usado
diretamente no estado líquido
em aciarias na produção de
aço e ferro fundido, extraindo-
se o excesso de carbono.
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
DefiniçãoDefinição
Processo inicial de qualquer indústria siderúrgica que se
baseia na obtenção de peças a partir da
conformação em fase líquida. Consiste em se
11
aquecer o material a uma temperatura acima do
ponto de fusão, derramando-o em seguida em um
molde com o formato desejado.
As peças obtidas podem ter o
formato definitivo (produto final)
ou servir de matéria-prima para
outros processos de fabricação
mecânica.
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
DefiniçãoDefinição
Na realidade as peças podem ser produzidas com ou
sem a remoção de material (cavaco). A fundição
geralmente é o processo inicial para qualquer outro.
12
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
DefiniçãoDefinição
A escolha ao processo de fundição comparado aos
demais, ou aos subseqüentes a este deve levar em
considerações as seguintes características:
13
– Volume
– Complexidade do formato
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– Tamanho da peça
– Espessuras de parede
– Exatidão dimensional
– Custo da matéria-prima, defeitos e taxa de refugo
– Processos subseqüentes.
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
CaracterísticasCaracterísticas
Possibilita a fabricação de formas complexas, difíceis
de serem concebidas por outros métodos;
É um método econômico e que gera pouco resíduo;
Possibilita a produção desde unitária até em grandes
14
Possibilita a produção desde unitária até em grandes
lotes;
Pode ser utilizado para peças de pequeno peso
(algumas gramas) até toneladas;
Controle dimensional e superficial aceitável;
Permite produção near net shape.
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
Exemplo de aplicaçõesExemplo de aplicações
Jóias preciosas;
Carcaças de motores;
Turbinas hidráulicas, de aviões;
Sapatas de freio;
15
Sapatas de freio;
Hélices;
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Milhares de peças da indústria naval, automobilística
e espacial;
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FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
Fluxo produtivoFluxo produtivo
16
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
Fluxo produtivoFluxo produtivo
MODELAGEMMODELAGEM
confecção de cópia da peça, que servirá de modelo para confecção do molde;
17
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
Fluxo produtivoFluxo produtivo
MOLDAGEM E MARCHARIAMOLDAGEM E MARCHARIA
Fabricação da cavidade a ser preenchida com metal líquido (molde) e do macho
(inserto para peças com vazios);
18
FUSÃOFUSÃO
Obtenção do metal líquido a ser vazado na cavidade do molde;
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
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VAZAMENTOVAZAMENTO
Derramamento do material líquido na
cavidade do molde;
19
DESMOLDAGEMDESMOLDAGEM
Retirada da peça pronta do molde,
após a solidificação e resfriamento do
material.
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Fluxo produtivoFluxo produtivo
PÓSPÓS--OPERAÇÕESOPERAÇÕES
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INSPEÇÃOINSPEÇÃO
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20
Análise para detecção de defeitos/falhas de fabricação;
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Tratamento de correção de defeitos/falhas de fabricação, quando existentes;
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TRATAMENTO TÉRMICO E OUTROSTRATAMENTO TÉRMICO E OUTROS
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MoldeMolde colapsávelcolapsável
O processo de fundição se dá a partir de moldes
colapsáveis e permanentes. Os moldes colapsáveis são
aqueles que são destruídos durante o processo de
fabricação. Os processos mais conhecidos são:
21
fabricação. Os processos mais conhecidos são:
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areia seca;
em casca (shell molding);
cera perdida.
FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
Molde permanenteMolde permanente
Os moldes permanentes são aqueles que podem ser
usados inúmeras vezes (repetidos processos de
fabricação). O processos consiste na obtenção de
moldes metálicos (aço, Cu, Ferro Fundido).
22
moldes metálicos (aço, Cu, Ferro Fundido).
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UFCG - Fundição de metais

  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO –CDSA CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Prof.: João Leite FUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃOFUNDIÇÃO
  • 2. HistóricoHistórico Milhares de anos a.C. os povos antigos começaram a fundir os primeiros metais, o cobre e o ouro, uma descoberta que modificou o mundo. 2 Artesão derrama bronze fundido em um molde de madeira enquanto um ajudante pressiona um fole para manter a temperatura.
  • 3. HistóricoHistórico Evolução: • IDADE DA PEDRA LASCADA: As pontas de lança e machados eram obtidos a partir de lascas de pedra 3 obtidos a partir de lascas de pedra sem tratamentos posteriores. • IDADE DA PEDRA POLIDA: As ferramentas eram trabalhadas, polidas (retificadas) e já eram usados ossos.
  • 4. HistóricoHistórico Evolução: • IDADE DOS METAIS: os metais começaram a ser usados na fabricação de ferramentas e armas. 4 fabricação de ferramentas e armas. O cobre e o ouro foram os primeiros metais utilizados, seguidos do bronze e estanho. O uso de materiais ferrosos é mais recente!
  • 5. Materiais ferrososMateriais ferrosos Definição: • Os metais ferrosos são ligas a base de ferro, ou seja, as que tem como constituinte principal o ferro (material em maior 5 principal o ferro (material em maior quantidade). • O carbono e outros elementos, como o silício, o manganês, o enxofre e etc, também estão presentes (em menor quantidade).
  • 6. Materiais ferrososMateriais ferrosos Definição: • Os materiais ferrosos se classificam em: • Ferro puro; • Aço; 6 • Aço; • Ferro fundido. • Os aços são ligas ferro-carbono onde encontramos até 2,11% de carbono. • Ligas ferro-carbono com percentuais acima de 2,11% de carbono se chamam ferro-fundido.
  • 7. Materiais ferrososMateriais ferrosos Extração: • Os materiais ferrosos são extraídos da natureza, a partir do minério. 7 A ciência que estuda a extração do minério e sua transformação em metais é chamada METALURGIA. A extração dos metais existentes nos minérios ocorre em USINAS METALÚRGICAS.
  • 8. Materiais ferrososMateriais ferrosos Extração: • Os principais minerais de onde são extraídos o ferro, a nível industrial, são: MAGNETITA: consegue-se extrair quantidades de ferro que variam de 40 a 70%. 8 LIMONITA: consegue-se extrair quantidades de ferro que variam de 20 a 60%. SIDERITA: consegue-se extrair quantidades de ferro que variam de 30 a 40%. O restante é impureza (ganga). A ganga se compõe basicamente de sílica, alumina, óxido de cálcio, enxofre, ETC.
  • 9. Materiais ferrososMateriais ferrosos Extração: • O ferro é separado das impurezas (ganga) no processo conhecido como ALTO FORNO. • Os alto-fornos conseguem SEPARAR O FERRO DA GANGA A PARTIR 9 • Os alto-fornos conseguem SEPARAR O FERRO DA GANGA A PARTIR DA DENSIDADE. O minério é aquecido até a fusão (transformação de sólido em líquido). O ferro por ser mais pesado fica embaixo. As impurezas se mantém na parte de cima. Nos alto-fornos a alimentação do minério de ferro ocorre por cima e a saída do ferro (CHAMADO FERRO GUSA) é obtida por baixo. O FERRO GUSA, JUNTO COM SUCATAS PROVENIENTES DA RECICLAGEM, COMPOEM A MATÉRIA- PRIMA DAS SIDERÚRGICAS!
  • 10. Materiais ferrososMateriais ferrosos O gusa é o produto imediato da redução do minério de ferro e apresenta até 5% de carbono, tornando-o quebradiço, tornando-o um sub-produto a ser melhorado (matéria-prima). 10 melhorado (matéria-prima). O gusa é vertido diretamente a partir do cadinho do alto forno para formar lingotes, ou usado diretamente no estado líquido em aciarias na produção de aço e ferro fundido, extraindo- se o excesso de carbono.
  • 11. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO DefiniçãoDefinição Processo inicial de qualquer indústria siderúrgica que se baseia na obtenção de peças a partir da conformação em fase líquida. Consiste em se 11 aquecer o material a uma temperatura acima do ponto de fusão, derramando-o em seguida em um molde com o formato desejado. As peças obtidas podem ter o formato definitivo (produto final) ou servir de matéria-prima para outros processos de fabricação mecânica.
  • 12. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO DefiniçãoDefinição Na realidade as peças podem ser produzidas com ou sem a remoção de material (cavaco). A fundição geralmente é o processo inicial para qualquer outro. 12
  • 13. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO DefiniçãoDefinição A escolha ao processo de fundição comparado aos demais, ou aos subseqüentes a este deve levar em considerações as seguintes características: 13 – Volume – Complexidade do formato – Natureza do material – Tamanho da peça – Espessuras de parede – Exatidão dimensional – Custo da matéria-prima, defeitos e taxa de refugo – Processos subseqüentes.
  • 14. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO CaracterísticasCaracterísticas Possibilita a fabricação de formas complexas, difíceis de serem concebidas por outros métodos; É um método econômico e que gera pouco resíduo; Possibilita a produção desde unitária até em grandes 14 Possibilita a produção desde unitária até em grandes lotes; Pode ser utilizado para peças de pequeno peso (algumas gramas) até toneladas; Controle dimensional e superficial aceitável; Permite produção near net shape.
  • 15. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO Exemplo de aplicaçõesExemplo de aplicações Jóias preciosas; Carcaças de motores; Turbinas hidráulicas, de aviões; Sapatas de freio; 15 Sapatas de freio; Hélices; Carcaças de máquinas; Cilindros para máquinas de laminação; Válvulas (torneiras, uniões, guarnições); Obras de arte (bustos, estátuas...); Milhares de peças da indústria naval, automobilística e espacial; Milhares de peças para outros ramos industriais.
  • 17. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO Fluxo produtivoFluxo produtivo MODELAGEMMODELAGEM confecção de cópia da peça, que servirá de modelo para confecção do molde; 17
  • 18. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO Fluxo produtivoFluxo produtivo MOLDAGEM E MARCHARIAMOLDAGEM E MARCHARIA Fabricação da cavidade a ser preenchida com metal líquido (molde) e do macho (inserto para peças com vazios); 18 FUSÃOFUSÃO Obtenção do metal líquido a ser vazado na cavidade do molde;
  • 19. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO Fluxo produtivoFluxo produtivo VAZAMENTOVAZAMENTO Derramamento do material líquido na cavidade do molde; 19 DESMOLDAGEMDESMOLDAGEM Retirada da peça pronta do molde, após a solidificação e resfriamento do material.
  • 20. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO Fluxo produtivoFluxo produtivo PÓSPÓS--OPERAÇÕESOPERAÇÕES Limpeza, quebra dos canais de alimentação e rebarbação; INSPEÇÃOINSPEÇÃO Análise para detecção de defeitos/falhas de fabricação; 20 Análise para detecção de defeitos/falhas de fabricação; RECUPERAÇÃORECUPERAÇÃO Tratamento de correção de defeitos/falhas de fabricação, quando existentes; CONFORMAÇÃO FINALCONFORMAÇÃO FINAL Acabamento final a partir de outro processo de fabricação (ex: laminação, furação...); TRATAMENTO TÉRMICO E OUTROSTRATAMENTO TÉRMICO E OUTROS Tratamentos para obtenção de propriedades físicas e mecânicas específicas desejadas.
  • 21. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO MoldeMolde colapsávelcolapsável O processo de fundição se dá a partir de moldes colapsáveis e permanentes. Os moldes colapsáveis são aqueles que são destruídos durante o processo de fabricação. Os processos mais conhecidos são: 21 fabricação. Os processos mais conhecidos são: areia verde; areia seca; em casca (shell molding); cera perdida.
  • 22. FUNDIÇÃOFUNDIÇÃO Molde permanenteMolde permanente Os moldes permanentes são aqueles que podem ser usados inúmeras vezes (repetidos processos de fabricação). O processos consiste na obtenção de moldes metálicos (aço, Cu, Ferro Fundido). 22 moldes metálicos (aço, Cu, Ferro Fundido). Os moldes são chamados coquilhas ou matrizes; Os moldes são fabricados por usinagem de precisão; Não há necessidade de modelos; Custo elevado (só justificam produção em escala); A desmoldagem é feita por simples abertura do molde; Novo vazamento pode ser imediato; Pode fabricar milhares de peças (alta vida útil); Produzem peças de elevada qualidade superficial. CARACTERÍSTICAS: