Aula 03 moldes

Molde
O molde é o dispositivo no qual o metal
fundido é colocado para que se obtenha a
peça desejada. Ele é feito de material
refratário composto de areia e aglomerante.
Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico
refratário composto de areia e aglomerante.
Esse material é moldado sobre o modelo que,
após retirado, deixa uma cavidade com o
formato da peça a ser fundida.

Tipos de Molde
Moldes Metálicos:
• Não destrutíveis;
• Limitação quanto à peso das peças e temperatura
de fusão do metal;
de fusão do metal;
• Melhores precisões dimensionais.
Moldes de Areia:
• Destrutíveis (utilização única);
• A areia pode ser reciclada;
• Piores precisões dimensionais.

Tipos de Molde
Os tipos de moldes distinguem o processo de fundição:
Molde Temporário:
• Molde de Areia de Fundição (areia verde, areia seca, areia-
cimento).
• Molde em Casca
Molde por Cera Perdida
• Molde por Cera Perdida
Molde Permanente:
• Molde metálico;
• Fundição sob pressão;
• Fundição por centrifugação;
• Fundição contínua.
Molde Misto.

Areias de Fundição
Mistura formadora do molde:
Elemento granular refratário
(areia silicosa)
+
+
Elemento aglomerante
mineral (argila, cimento) ou orgânico (óleos,
resinas, farinhas). Geralmente dispersos em
água.

Quanto à origem:
• Areias naturais: arenito de cimento argiloso ou de rochas
feldspáticas (saibro). Grão silicoso envolto por pasta
argilosa.
• semi-sintéticas: Areia natural + adições p/ correção de
propriedades.
propriedades.
• Sintéticas: mistura correta e específica de areia,
aglomerante e umidade.
Quanto ao uso: areia nova ou usada
Quanto ao emprego no molde:
• faceamento
• enchimento
• macho

Uma composição típica para areias de moldagem
sintética é:
• Areia de Sílica Velha: 60% em peso
• Areia Nova: 34 a 37%
• Bentonita: 1 a 4 % (depende da resistência inicial
• Bentonita: 1 a 4 % (depende da resistência inicial
requerida)
• Pó de carvão: 2%
Previne a adesão da areia às peças, servindo como
redutor ao decompor o óxido formado na zona
externa das mesmas quando o metal fundido entra
em contato com a umidade da areia.
FeO+C = Fe+ CO

Características de um
Molde de Areia
Plasticidade ⇒ Resistência a esforços (extração
do modelo);
Consistência ⇒ Reproduzir e conservar a forma
da cavidade após a extração do modelo;
Refratariedade ⇒ Resistir às temperaturas
⇒
Refratariedade ⇒ Resistir às temperaturas
elevadas às quais são submetidos;
Permeabilidade ⇒ Permitir a saida do ar e de
gases da cavidade do molde;
Colapsibilidade ⇒ Devem ser facilmente
destrutíveis após a solidificação das peças.

Moldagem em Areia de
Fundição
Molde é composto por caixa de moldagem
(metálica) dividida em duas partes (superior e
inferior), preenchida com areia de fundição.
Areia de fundição: areia com aglomerantes
Areia de fundição: areia com aglomerantes
(argila, breu, outros) e água.
Forma do molde é obtida em função da forma
do modelo.

Fundição

Fundição
Deve-se aplicar desmoldante (talco ou grafite) ao
modelo para facilitar sua retirada de dentro do molde.
Para a retirada da peça o molde deve ser quebrado.
98% da areia pode ser reaproveitada.

Fundição
A moldagem pode ser automática, semi-
automática ou manual.
• Enchimento da caixa de moldagem;
• Compactação da areia de moldagem.
• Compactação da areia de moldagem.

Moldagem em Areia Verde
Mais conhecido
Mais empregado
Economia e rapidez
Usado com a maioria dos metais (ferrosos e
Usado com a maioria dos metais (ferrosos e
não-ferrosos)
Produção em série

Areia de Moldagem
(mistura plástica)
=
Areia Sintética
+
+
Bentonita
+
Água
Não necessita de Secagem
Pior acabamento

Variações:
• Secagem ao ar;
• Secagem superficial (Álcool + água como
aglomerante).
Eliminação da umidade superficial e aumento
da rigidez
Melhoria na erosão do molde pelo metal
líquido e redução da geração de gases no
interior do molde.

Moldagem em Areia Seca
Indicado para peças médias e grandes;
Utilizado para fundir peças de metais ferrosos
e não-ferrosos;
Melhor acabamento e tolerâncias
Melhor acabamento e tolerâncias
dimensionais que o de areia verde.

Areia de Moldagem:
Areia sintéticas ou semi-sintéticas
+
aglomerantes orgânicos
aglomerantes orgânicos
Secagem em estufas ⇒ 150 a 300°C
Superfície do molde pode ser protegida com
tintas refratárias (melhor acabamento).

Vantagens:
• maior resistência à erosão do metal líquido;
• maior estabilidade dimensional;
• maior resistência à pressão estática do metal
• maior resistência à pressão estática do metal
líquido;
• maior resistência à penetração do metal.

Variações:
Loam molding (moldagem em barro) ⇒ peças
grandes:
• Barro: areia + argila ⇒ mistura bastante plástica;
Moldagem em chamote (areia) ⇒ peças grandes.
• Chamote: argila refratária silico-aluminosa calcinada +
tijolo refratário moído (silico-aluminoso) + argila
refratária plástica + areia.
Pintura e aquecimento em temperaturas
próximas a 500°C.

Moldagem em Areia
Cimento
peças grandes;
não precisa de calor para a secagem;
alta resistência a seco.

Moldagem em Areia
Cimento
Areia de Fundição:
Areia silicosa lavada
+
10% cimento Portland
10% cimento Portland
+
5% Água
Ex.: moldes para lingoteiras de grande porte

Moldagem em Areia
Cimento
Desvantagens:
Custo elevado da mistura;
Não recuperável;
Baixa colapsibilidade ⇒ difícil desmoldagem.
Baixa colapsibilidade ⇒ difícil desmoldagem.

Moldagem pelo Processo
CO2
Confecção do molde idêntica ao processo de
areia verde;
Tratamento com CO2 ao final do processo de
moldagem;
Precisão dimensional superior à da areia seca.
Precisão dimensional superior à da areia seca.
Desvantagens:
Custo do CO2;
Areia não recondicionável (pode ser empregado
apenas no faceamento da peça).

Moldagem pelo Processo
CO2
Mistura:
areia lavada
+
silicato de sódio (aglomerante)
silicato de sódio (aglomerante)
Na2SiO3 + H2O + CO2 ⇒ Na2CO3 + SiO2 + H2O
Endurecimento rápido (alta resistência), sem a
necessidade de estufas

Moldagem Plena
Utilizam-se modelos de espuma de
poliestireno (isopor).
Não é necessário retirar o modelo antes do
vazamento do metal (é vaporizado ou
vazamento do metal (é vaporizado ou
queimado pelo metal fundido).
Vantagens: não são necessários ângulos de
saída ou cantos arredondados.
Desvantagem: geração de gases pode piorar
acabamento superficial.

Areia para Macho
Precursor dos métodos modernos de fundição de
precisão;
Peças complicadas para o método de areia comum;
Boa precisão dimensional;
Pintura com tintas especiais para macho.
Pintura com tintas especiais para macho.
Mistura: Areia + óleo de macho, óleo de linhaça
(secativos) + elementos orgânicos + bentonita
Moldes: Confecção manual ou em máquinas, secos em
estufas (150 a 250 °C)
Ex.: Corpos de compressores resfriados ao ar.

Moldagem em Casca
Molde é composto por mistura de areia (mais
fina) e resina.
Mistura:
Areia
Areia
+
resina sintética polimeriz a quente (termofixa)
3 a 10%
Estufa: 150 a 350°C

Moldagem em Casca
Possui formato de uma casca, obtido sobre
modelo metálico.
Acabamento excelente;
Alta rigidez ⇒ boa precisão dimensional
Como a espessura da casca é pequena, pode ser
Como a espessura da casca é pequena, pode ser
empregada areia bem fina sem prejuízo na
permeabilidade do molde.
Cascas de até 5 mm de espessura (mínima) ⇒
dependente do tamanho, peso, complexidade da
peça e do metal utilizado.

Moldagem em Casca
Molde + machos ⇒ duas partes fechadas com
grampos ou colados antes do vazamento.
Desvantagens:
Custo elevado do modelo (precisão dimensional e
resistência térmica)
Areia não recondicionável.
Areia não recondicionável.
Limitações: Peças não maiores que 15 – 20
Kg.
Utilização: motor de explosão refrigerado a
ar, virabrequins, peças de responsabilidade
(justificando o custo do processo).

Moldagem em Casca

Moldagem em Casca
Depois de obtida
a forma
geométrica,
conforme o
modelo, deve ser
modelo, deve ser
feita a cura do
molde para
garantir boa
resistência
mecânica.

Moldagem em Cera Perdida
Utilizam-se dois moldes:
• obtenção de modelos de precisão (cera ou termoplástico);
• obtenção das peças no material desejado.
O primeiro molde é feito em alumínio ou outro metal
que possa ser facilmente trabalhado.
Revestimento c/ lama refratária: gesso, pó de sílica, pó
Revestimento c/ lama refratária: gesso, pó de sílica, pó
de zircônia.
Endurecimento do revestimento
Fusão do modelo, gerando as cavidades do molde ⇒
queima do molde para eliminar umidade (600 a 1000
°C)
Vazamento.

Emprego:
• Produção em série de pequenas peças (alguns gramas até
alguns quilos);
• Acabamentos melhores que os da fundição em casca
• Peças complexas.
Desvantagens:
Desvantagens:
• Custo do molde metálico para a confecção do modelo (de
precisão)
• Lama refratária é cara;
• Mão de obra na montagem dos cachos, revestimento e
secagem.
• Relação peso das peças/peso do canal de alimentação é
baixa.

Moldagem em Gesso
Antigo (± 4000 anos pelos chineses)
Utilizado na fundição de não-ferrosos, bom
acabamento e precisão nas medidas
Desvantagens: baixa permeabilidade do gesso.
Variantes:
Variantes:
• Processo Antioch: moldes em gesso levados a uma
autoclave c/ vapor e temperaturas elevadas, a fim de
provocar porosidade.
• Gesso Esponjoso: porosidade conseguida c/ adição de
detergentes, para reter ar durante a operação de
mistura.

Moldes Permanentes
(Coquilhas)
Em aço, ferros fundidos ou bronze;
Bom acabamento e tolerância dimensional;
Vida útil: dependente do material a ser vazado e da
temperatura de vazamento. Ex: 5.000 (Fofo) a 100.000 (Mg
e ligas de Zn).
Vazamento pode ser por gravidade, baixa pressão, vácuo ou
Vazamento pode ser por gravidade, baixa pressão, vácuo ou
alta pressão.
Vantagens do vazamento sob pressão (70 a 7.000 kgf/cm2)
• bom acabamento e precisão dimensional;
• paredes finas e formas complicadas;
• resfriamento rápido ⇒ melhores propriedades mecânicas da
peça.

Moldes Permanentes
(Coquilhas)
Fabricados em materiais metálicos.
Permitem a obtenção de centenas de milhares de
peças com um único molde.
Vantagens: melhor acabamento superficial,
tolerâncias dimensionais e resistência mecânica.
Vantagens: melhor acabamento superficial,
tolerâncias dimensionais e resistência mecânica.
Desvantagens: maiores custos (viável para
produção seriada), metais para peça devem ter
ponto de fusão menor que metal dos moldes,
possível diminuição da tenacidade do material da
peça.

Moldes Permanentes

OBRIGADO!
OBRIGADO!
01 de Março de 2011
brenno.senai@sistemafieg.org.br

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