O documento descreve os processos de moldagem para fundição de metais, incluindo: 1) Moldes são feitos de materiais refratários como areia misturada com aglomerantes e são usados para colocar o metal fundido e dar forma às peças desejadas. 2) Existem diferentes tipos de moldes como de areia, casca, cera perdida e gesso usados dependendo do material e complexidade da peça. 3) A escolha do tipo de areia, preparo e tratamentos influenciam a precisão, resistência e outros atributos do molde e

2. 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.
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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.

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

4. 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
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• Molde por Cera Perdida
Molde Permanente:
• Molde metálico;
• Fundição sob pressão;
• Fundição por centrifugação;
• Fundição contínua.
Molde Misto.

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

6. Areias de Fundição
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.
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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

7. Areias de Fundição
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
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• 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

8. 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
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⇒
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.

9. 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
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Areia de fundição: areia com aglomerantes
(argila, breu, outros) e água.
Forma do molde é obtida em função da forma
do modelo.

10. Moldagem em Areia de
Fundição
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11. Moldagem em Areia de
Fundição
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12. Moldagem em Areia de
Fundição
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13. Moldagem em Areia de
Fundição
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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.

14. Moldagem em Areia de
Fundição
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15. Moldagem em Areia de
Fundição
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16. Moldagem em Areia de
Fundição
A moldagem pode ser automática, semi-
automática ou manual.
• Enchimento da caixa de moldagem;
• Compactação da areia de moldagem.
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• Compactação da areia de moldagem.

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

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

20. Moldagem em Areia Verde
Variações:
• Secagem ao ar;
• Secagem superficial (Álcool + água como
aglomerante).
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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.

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

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

23. Moldagem em Areia Seca
Vantagens:
• maior resistência à erosão do metal líquido;
• maior estabilidade dimensional;
• maior resistência à pressão estática do metal
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• maior resistência à pressão estática do metal
líquido;
• maior resistência à penetração do metal.

24. Moldagem em Areia Seca
Variações:
Loam molding (moldagem em barro) ⇒ peças
grandes:
• Barro: areia + argila ⇒ mistura bastante plástica;
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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.

25. Moldagem em Areia
Cimento
peças grandes;
não precisa de calor para a secagem;
alta resistência a seco.
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26. Moldagem em Areia
Cimento
Areia de Fundição:
Areia silicosa lavada
+
10% cimento Portland
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10% cimento Portland
+
5% Água
Ex.: moldes para lingoteiras de grande porte

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

28. 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.
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Precisão dimensional superior à da areia seca.
Desvantagens:
Custo do CO2;
Areia não recondicionável (pode ser empregado
apenas no faceamento da peça).

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

30. Moldagem Plena
Utilizam-se modelos de espuma de
poliestireno (isopor).
Não é necessário retirar o modelo antes do
vazamento do metal (é vaporizado ou
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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.

31. 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.
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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.

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

34. 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
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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.

35. 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.
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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).

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

39. 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
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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.

40. Moldagem em Cera Perdida
Emprego:
• Produção em série de pequenas peças (alguns gramas até
alguns quilos);
• Acabamentos melhores que os da fundição em casca
• Peças complexas.
Desvantagens:
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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.

41. Moldagem em Cera Perdida
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42. Moldagem em Cera Perdida
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43. Moldagem em Cera Perdida
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44. 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:
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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.

45. 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
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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.

46. 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.
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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.

47. Moldes Permanentes
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48. OBRIGADO!
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OBRIGADO!
01 de Março de 2011
brenno.senai@sistemafieg.org.br