O documento descreve as noções básicas e nomenclatura de areias aglomeradas com argila usadas para moldagem de metais. Ele explica que essas areias são constituídas principalmente de areia, argila e água, podendo ser obtidas de três maneiras: naturalmente, artificialmente ou modificando areias naturais. Também descreve os processos e equipamentos usados na fabricação e compactação dos moldes, assim como o circuito da areia na fundição, onde ela é reutilizada após correções.

1. 2. NOÇÕES BÁSICAS E NOMENCLATURA
2.1 - Areias aglomeradas com argila
Os materiais de moldagem aglomerados com argila em nosso País designados comumente por “areias
de moldagem” ou “areias de fundição”, são constituídos essencialmente de um agregado
granular, denominando areia base, e de uma argila umedecida que atua como aglomerante. Os
constituintes básicos são, portanto, areia-base, argila e água, mas as areias de moldagem
usadas nas fundições contêm, normalmente, outros componentes adicionados intencionalmente e
denominados aditivos.
Areias de moldagem desse tipo podem ser obtidas de três maneiras:
a) pelo simples umedecimento das assim chamadas “areias naturais” ou “terras de fundição
naturais”, que ocorrem em depósitos naturais originados da decomposição de arenitos de
cimento argiloso ou da alteração de rochas feldspáticas; as areias ou terras naturais já contêm
portanto, em seu estado natural, dois dos constituintes básicos de uma areia de moldagem - os
grãos de areia e a argila - bastando adicionar água.
b) misturando artificialmente os constituintes básicos tomados isoladamente e mais os eventuais
aditivos e compondo o que se denomina “areia sintética”.
c) introduzindo modificações nas areias naturais, por meio de adições de materiais que
visam corrigir ou melhorar as suas propriedades; os materiais adicionados podem ser
constituintes considerados básicos, como areia base ou argila, conforme se constate
deficiência destas na areia natural em vista de suas propriedades. A esse tipo de areia
natural modificada se dá o nome de "areia semi -sintética”.
Uma areia de moldagem úmida é chamada “areia verde”, assim como a madeira úmida é chamada
madeira verde. Embora toda areia aglomerada com argila seja moldada no estado úmido e, portanto, a
verde, costuma-se usar o termo moldagem em areia verde quando os moldes não sofrem
secagem antes do vazamento.
Quando os moldes passam por alguma forma de secagem antes do vazamento, as seguintes
denominações são empregadas:
moldes de areia estufada (quando a secagem é feita em estufa), moldes secos ao ar (quando os moldes
sofrem uma secagem superficial, por evaporação, em condições normais) e moldes secos a chama ou
com ar aquecido (em que a secagem superficial é acelerada pelo aquecimento com chama ou ar
aquecido).
2.2 - Operações de moldagem
Os moldes da areia verde são relativamente fracos e raramente apresentam resistência à
compressão superior a 18N/cm2. Por isso requerem, normalmente, alguma espécie de suporte,
seja durante a compactação, seja para o transporte e o vazamento.
Para essa finalidade, usam-se os seguintes acessórios:
• caixas de moldagem: molduras feitas de metal ou madeira; como na maioria dos casos
os
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2. moldes são feitos em duas partes, usam-se geralmente duas “meias-caixas” para cada molde.
Se o plano de separação (“partição”) das duas partes do molde fica na posição
horizontal durante o vazamento, então essas “meias-caixas” a as partes do molde nelas contidas
recebem
a denominação de “meia-caixa superior” e “meia-caixa inferior”, conforme sua posição em
relação à partição. As caixas de moldagem podem ser permanentes (só se separam da areia no
momento da desmoldagem) ou removíveis (retiradas do molde logo após a moldagem).
As caixas permanentes são usadas em todos os moldes estufados ou secos superficialmente e
em muitos casos de fundição em moldes a verde, enquanto que as caixas removíveis
só são utilizadas na moldagem em areia verde.
• estrados: são placas, metálicas ou de madeira, perfuradas ou não, usadas para sustentar a parte
inferior dos moldes, principalmente no caso de moldes feitos com caixas removíveis.
Os moldes a verde, após a remoção das caixas (nessas condições os moldes são
denominados
“bolos”), devem ser suportados a transportados sobre os estrados.
• jaquetas: molduras que sustentam lateralmente os “bolos”, na altura da partição, durante
o vazamento.
• pesos: colocados sobre os moldes com partição horizontal para evitar a separação das duas
(ou mais) partes do mesmo; no caso de moldagem em caixas permanentes, os pesos podem
ser substituídos por grampos.
A fabricação dos moldes envolve a compactação ou socamento da areia sobre o modelo, numa caixa
de moldagem. Essa compactação pode ser executada manualmente (socamento propriamente
dito), com ou sem auxílio da soquetes pneumáticos, ou mecanicamente. Existem
tradicionalmente quatro métodos de compactação mecânica de areias da moldagem para produzir
moldes:
a) Por “compressão” (“squeeze”), aplicando um esforço que pode variar de menos de
uma dezena até algumas centenas de libras por polegada quadrada (de 5 a mais de
100N/cm2) à areia contida na caixa de moldagem. A compressão pode ser aplicada à
areia através de cabeçote único ou de cabeçote dividido ou múltiplo.
b) Por algum tipo de impacto: o mais comum é elevar-se a caixa de moldagem cheia de areia
e com a placa de modelo acoplada à sua parte inferior e deixá-la cair sobre uma base sólida.
A esse método dá-se o nome moldagem por “pancadas” (“jolt”).
c) Por uma combinação dos dois métodos (a) e (b), isto é, moldagem por “pancadas e
compressão” (“jolt-squeeze”), normalmente aplicadas nessa ordem ou então simultaneamente,
“pancadas e compressão simultâneas” (“simultaneous jolt and squeeze”).
d) Por “arremesso” da areia de moldagem de encontro ao modelo no interior da caixa (“sand
slinging”).
Nos últimos anos têm sido desenvolvidas máquinas que empregam sopro seguido de compressão para
compactar a areia nos moldes. Algumas delas (Wallwork e Disamatic, por exemplo) prescindem do
uso de caixas de moldagem.
O método e a intensidade de compactação empregados influenciam fortemente as propriedades dos
moldes. Esse fatores, combinados com os fatores constitucionais da areia de moldagem (tipo e
proporção dos constituintes, modo de preparo e condicionamento), é que determinam as propriedades
dos moldes e o seu comportamento na fundição. Mas é muito raro medir-se propriedades diretamente
nos moldes por causa das dificuldades envolvidas. Normalmente, as propriedades medidas refletem os
fatores constitucionais, já que são avaliadas em corpos de prova de dimensões e energia de
compactação padronizadas; os valores usualmente mencionados referem-se, portanto, a propriedades
intrínsecas das areias de moldagem e não dos moldes. É muito importante ter-se este fato em mente,
já que os fatores constitucionais contam parte da história do molde; os fatores relativos ao modo e
intensidade de compactação são responsáveis pela outra parte. Como se verá mais adiante, todos esses
fatores são mutuamente influenciáveis; o exato grau dessa influência não é geralmente conhecido e
varia com as condições particulares que vigoram em cada fundição. Daí não ser possível estabelecer

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4. fórmulas e procedimentos de preparo e condicionamento de areias de validade geral e
aplicáveis a todos os casos. Portanto, não se deve introduzir modificações numa areia que está
produzindo boas peças fundidas simplesmente porque ela não está completamente de acordo
com o que os livros afirmam, a não ser, é claro, que as mudanças sejam exigidas por
razões econômicas ou indisponibilidade de matérias-primas.
2.3 - O circuito da areia da moldagem na fundição
Já foi dito que um dos fatores que favorecem o uso generalizado de areias aglomeradas com argila é a
facilidade de reutilização. Após a solidificação do metal vazado nos moldes, estes são desfeitos
na operação denominada “desmoldagem”. A areia é separada das peças fundidas e transportada para
um armazenamento temporário em silos especiais ou simplesmente amontoada no chão.
Após a desmoldagem a areia não tem mais as mesmas condições que possuía quando os
moldes foram compactados. Essa modificação se deve, essencialmente, ao aquecimento intenso
a que o molde é submetido quando do vazamento do metal e durante a solidificação das
peças fundidas. Em conseqüência dessa aquecimento, uma parcele da argila sofre alterações
irreversíveis e perde seu poder aglomerante; boa parte da água que umedece a argila é perdida, mas
essa perda é reversível; os aditivos podem ser parcialmente destruídos ou alterados, formando
produtos de decomposição que se incorporam à areia. Estas são algumas das principais
alterações que precisam ser corrigidas ou compensadas antes que a areia possa ser reutilizada na
fabricação de moldes e, assim, fechar o seu circuito na fundição.
As correções necessárias são basicamente as seguintes:
a) adição de argila nova em substituição àquela que se tornou “inerte” devido às alterações
irreversíveis;
b) reposição dos aditivos;
c) diluição com areia-base nova, tanto para compensar perdas, como - e principalmente - para
manter os teores de argila inerte e produtos de decomposição dos aditivos dentro de limites
adequados;
d) re-umidificação da areia da moldagem.
Essas correções são, em geral, realizadas numa
única operação de mistura, durante a qual a areia de
retorno e os novos constituintes são
homogeneizados.
Freqüentemente há necessidade de esfriar a
areia proveniente da desmoldagem, evitando,
assim, maiores dificuldades no controle da
areia e possíveis defeitos nas peças fundidas.
Define-se como sistema da areia o conjunto dos Fig. 2.l - Representação esquemática em
processos, inclusive controles, empregados corte, de um molde apresentando com
para produzir a areia da moldagem desejada areias de faceamento, enchimento e macho.
reutilizando
a areia resultante da desmoldagem; em outras
palavras, o sistema de areia é o conjunto de processos de recuperação e a recondicionamento da areia
de moldagem (por extensão, o conjunto dos equipamentos usados para esse fim numa fundição
é, muitas vezes, impropriamente chamado sistema da areias).
Um sistema de areia pode ser unitário ou composto de dois ou mais subsistemas. No primeiro caso, os
moldes são integralmente constituídos de um único tipo de areia de moldagem (além da areia
usada para os machos) e essa areia é dita areia única de sistema ou areia de sistema ou,
ainda, areia de circuito. O exemplo mais comum de emprego de sistema composto é encontrado
em fundições que
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5. trabalham com duas areias de moldagem (uma de faceamento e outra de enchimento) além das areias
de macho; os moldes resultantes do emprego desse tipo de sistema podem ser representados
esquematicamente pela figura 2.1. As figuras 2.2 e 2.3 mostram fluxogramas simplificados de
Fig. 2.2 – Fluxograma simplificado de um Fig. 2.3 – Sistema de areia com faceamento e
sistema enchimento.
unitário.
circuitos de areia de moldagem: na figura 2.2 o sistema é unitário e na figura 2.3 o sistema é
composto de dois subsistemas, um para a areia de enchimento e outro para a areia de faceamento.
Note-se que em ambos os casos, todos os tipos de areia que compõem o molde, inclusive os machos,
são geralmente misturados por ocasião da desmoldagem, para constituir uma única areia de retorno.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. BROSCH, C. D. e LO RÉ, V. "Areias de Fundição Materiais de Moldagem" (Boletim 54 do IPT), São
Paulo, 1965.
2. MARIOTTO, C. L. Aspectos importantes relativos a areias de moldagem (palestra apresentada no
Seminário sobre Ferros Fundidos Cinzentos de Alta Qualidade, Joinville), 1974.
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