O documento discute vários tipos de defeitos que podem ocorrer no processo de fundição, incluindo suas causas e soluções. É descrito que defeitos podem surgir no banho metálico, durante o derramamento do metal ou na solidificação, e que estudá-los é importante para prevenir problemas e prejuízos na fabricação de peças metálicas. Vários defeitos específicos são detalhados, como quebra de moldes, erosão, porosidade, inclusão de areia e mais.
2. Introdução
Defeitos de fundição podem ser definidos como sendo qualquer
descontinuidade em relação à qualidade especificada para a peça fundida.
Devido ao número de variáveis envolvidas, é muito comum a ocorrência de defeitos advindo
deste processo (NUNES,2013).
Os defeitos podem ser originados no banho metálico; ou durante o
derramamento do metal, como por exemplo, defeitos de erosões ao usar molde de
areia quando há turbulência no escoamento do metal líquido; ou ainda podem ser
decorrentes do modo de solidificação, como porosidades, inclusões, trincas de
contração e outros, ou seja, podem ser originados em qualquer parte do processo e
por diversas razões (MARQUES, 2008).
É importante o estudo sobre os defeitos na fundição pois:
A presença de defeitos é um problema frequente no processo de fabricação de
produtos metálicos por fundição e dependendo do tipo e quantidade, inviabilizam
a aplicação final da peça e, na maioria das vezes, causa prejuízo aos fabricantes.
Através dos estudos quando os defeitos aparecerem o profissional desta área poderá ser capaz de
identificar e compreender sua causa, para atuar de forma corretiva sob este.
3. Quebra de partes do molde
Causas: Normalmente a principal causa deste tipo
de defeito é a baixa plasticidade de areia, aliada,
eventualmente, a uma baixa mecânica do molde,
bem como a uma desregulagem do sistema de
extração de moldes da máquina.
Soluções:
● aumento do grau de preparação da mistura,
● adequação do teor de bentonita,
● aditivo (amido de milho) e água da mistura.
● socamento adequado do molde da máquina
● melhora do sistema de extração de moldes
da máquina
● cuidados na colocação de machos nos
moldes.
4. Penetração metálica
Causas: falta de fluidez da mistura, grau de compactação
deficiente.
Soluções:
● aumentar o grau de preparação da mistura,
● aumentar o grau de compactação do molde.
5. Superfície rugosa
Causas: uso de areia base muito grossa,
elevada temperatura da areia preparada,
muita água, uso excessivo de bentonita e de amido de milho.
Soluções: Inverso das causas.
6. Erosão
Causas: falta de plasticidade da areia; resistência mecânica
insuficiente do molde; uso de areia base muito grossa; elevada
temperatura da areia
Soluções:
● Areia fria e um sistema de alimentação tal que
permita um enchimento suave da cavidade do molde
● melhorar o grau de preparação da mistura
8. Sinterização de areia
Causas: Embora este defeito também possa ser provocado
por uma forte penetração metálica nos vazios intergranulares do
molde, na maioria das vezes ocorre por meio de reações metal-molde.
Soluções:
● Melhora do grau de preparação da mistura
● Aumento da adição de geradores de carbono vítreo à mistura.
9. Escamas
Causas: baixa resistência à tração a úmido da mistura, excesso de tensões de
compressão do molde.
Soluções:
● melhora do grau de preparação da mistura
● uso de bentonita com estabilidade térmica e resistência à tração a úmido
mais elevadas
● Aumento do teor de argila ativa (se já não estiver muito elevado)
● uso de água industrial com o menor teor de sais
● possível redução do grau de compactação do molde.
10. Rabo-de-rato
Causa: expansão da sílica
Soluções:
● melhora do grau de preparação da mistura
● uso de bentonita com estabilidade térmica e resistência à tração a
úmido mais elevadas
● Aumento do teor de argila ativa (se já não estiver muito elevado)
● uso de água industrial com o menor teor de sais
● possível redução do grau de compactação do molde.
11. Veiamento
Causa: elevadas tensões do molde, diferindo apenas em termos
de aspecto, ou seja, o veiamento é saliente e o rabo-de-rato
é reentrante na peça.
Soluções:
● falta de Raio de Arredondamento interno
ou insuficiente;
● aumento da adição de geradores de carbono vítreo.
12. Inchamento da peça
Causas: Baixa resistência do molde, aliada a uma
excessiva formação de zona de condensação de umidade no
molde durante o vazamento do metal.
Soluções:
● melhora do grau de preparação da mistura
● melhora da composição da mistura
● aumento do grau de compactação do molde.
13. Pseudo-Rechupe
Causa: Normalmente ocorre em função do inchamento da peça.
Soluções: Também neste caso são válidas as mesmas soluções
recomendadas para evitar o inchamento.
● melhora do grau de preparação da mistura
● melhora da composição da mistura
● aumento do grau de compactação do molde.
14. Bolhas de Gás
Causas: excessiva umidade e/ou baixa permeabilidade da
mistura elevada temperatura da areia, grau de compactação do
molde inadequado, composição da mistura inadequada, sistema
de alimentação mal projetado.
Soluções:
● um aumento do grau de preparação da mistura
● otimização da composição da mistura
● maior eliminação de finos inertes do sistema
● utilização de areia de retorno o mais fria possível.
● reavaliar o sistema de canais
16. Pinholes de hidrogênio
Causas: Embora também possa ser proveniente de problemas
existentes com a carga metálica, na maioria das vezes sua
origem reside na umidade da areia, sendo proveniente
principalmente de elevada temperatura da areia.
Soluções:
● melhora do grau de preparação da mistura
● otimização da composição da mistura
● utilização de areia de retorno o mais fria possível
18. PINHOLES DE NITROGÊNIO
Identificação: Geralmente estão próximos de machos com resina
contendo nitrogênio. No exame microscópico revela um aspecto
mais alongado e irregular que os pinholing de hidrogênio e as
cavidades são revestidas parcialmente por um filme de grafita.
Causas: Carga metálica contaminada; Resina; Areia recuperada;
Inoculante; Pintura com tinta à base da água.
Soluções:
● melhora do grau de preparação da mistura
● otimização da composição da mistura
20. Penetração por explosão
Causas: excesso de umidade na mistura e sistema de
alimentação inadequado.
Soluções:
● melhorar o grau de
preparação da mistura
● e otimizar sua composição.
21. Inclusão de areia:
Causas:
● Erosão
● Explosão
● Escamas
● Rabo-de-rato
● Quebra de cantos do molde
● Fechamento inadequado do molde
● transporte inadequado do molde
● limpeza inadequada do molde.
Soluções:
Em boa parte dos casos consegue-se
solucionar ou atenuar o defeito mediante:
● Um aumento do grau de preparação da
mistura
● Um aumento do grau de compactação
do molde nos pontos críticos;
● A utilização de areia base mais fina
(rugosidade)
● Alterando o sistema de enchimento
23. Porosidade
Um defeito muito comum dos fundidos são os poros ou vazios, e sua origem pode ser
consequência da contração do metal durante a solidificação ou decorrente de gases.
As porosidades podem surgir devido à contração durante a solidificação na
forma de macroporosidades ou microporosidades, que também podem ser
entendidos como macrorrechupes ou microrrechupes, a primeira pode ser resultado
de uma alimentação inadequada (GARCIA, 2007; MÜLLER, 2002).
No caso de macroporosidade ou macrorrechupes, os vazios são concentrados e são
situados normalmente nos centros geométricos de peças regulares, ou em vértices
de ângulos e concordâncias (MÜLLER,2002).
Os microrrechupes ou microporosidades de contração são defeitos de
pequenos tamanhos, que são normalmente encontrados nos pontos quentes
(últimas regiões a se solidificar) da peça (MÜLLER,2002).
24. As falhas de alimentação podem ocorrer, por exemplo, devido ao aumento
da viscosidade do líquido durante a solidificação (região pastosa), o que dificulta sua
passagem entre as dendritas e/ou devido à falta de metal líquido adicional da
alimentação para preencher os vazios de contração.
As porosidades também podem ser ocasionadas por presença de gases no
metal líquido, que podem estar ou não dissolvidos neste. Quando um metal ou uma
liga metálica contendo um gás, como por exemplo, oxigênio, nitrogênio ou
hidrogênio em solução, solidifica, o gás será rejeitado na interface líquido/sólido se
este não estiver solubilizado no metal (BALDAM, 2014; GARCIA, 2007).
Para o caso de gases dissolvidos no metal líquido, pode-se dizer que ficam
nesta condição pois são solúveis neste estado, contudo à medida que o metal vai se
solidificando, a solubilidade desses gases tende a diminuir e serão rejeitados neste
processo (BALDAM,2014).
Em ambos os casos, o gás não solubilizado (supersaturado) poderá ser
eliminado através da superfície livre do metal líquido, desde que a difusão do líquido
permita, ou pela nucleação de bolhas de gás. Por vezes, essas bolhas não
conseguem escapar pela superfície e ficam oclusas no metal sólido, causando
defeitos de porosidade nas peças fundidas (GARCIA, 2007).
