Como moldar alumínio? Entenda os processos de fundição

Como moldar alumínio? De fato, esse é um processo que costuma gerar curiosidade. Afinal, como ele é feito e de que forma esse material nobre pode ser transformado em utensílios para o dia a dia? É isso que vamos esclarecer neste artigo.

Siga a leitura e esclareça suas dúvidas!

Afinal, como moldar alumínio?

Inicialmente, escolhe-se uma caixa maior do que a cavidade do molde que ela deve conter, a fim de haver espaços para os massalotes e para o sistema de canais. Deve haver massa de molde suficiente sobre e sob a cavidade para prevenir qualquer escapamento de metal durante o vazamento.

Caixas com metal insuficiente podem causar desde a perda da peça até acidentes pessoais. Antes da etapa de moldagem, deve-se fazer uma imagem da peça a ser fundida. Essa imagem é chamada modelo. O modelo pode ser em madeira, liga metálica ou resina, dependendo do número de vezes a ser usado.

Para grandes séries, empregam-se modelos metálicos, mais caros, porém com maior resistência. O modelo que fará o fundo da peça é colocado sobre a prancha de socamento juntamente com quaisquer peças usadas para fazer o sistema de canais e de massalotes.

A areia de faceamento é então peneirada até uma profundidade de aproximadamente uma polegada sobre o modelo e sobre a prancha de socamento. Essa etapa confere acabamento a superfície da peça acabada, através do uso de uma areia mais fina e de distribuição granulométrica mais homogênea. Essa areia é mais apta a reproduzir detalhes.

Não se deve usar areia mais fina em todo o molde, porque se sacrificaria a permeabilidade, como será visto mais tarde. A areia de faceamento é então compactada à mão, de modo a preencher todos os bolsões e cantos agudos, envolvendo completamente o modelo.

A próxima etapa será a de colocação da areia de enchimento que irá cobrir a areia de faceamento e será socada, uniformemente, com o auxílio de alguma ferramenta, em torno do modelo. Essa etapa é crucial para que se obtenha uma peça com superfície lisa, facilmente limpa e sem penetração de metal na areia, nem de areia no metal, o que provocaria defeitos de fundição.

Findada a etapa de compactação, a areia em excesso é retirada com uma régua. Nesse ponto, a moldagem da tampa está pronta. Então, retira-se a prancha de socamento e inicia-se a confecção do molde da parte inferior da peça, chamada fundo. As etapas para a moldagem da tampa são as mesmas do fundo.

Ao término da moldação da parte inferior e antes de fechar o molde, existem as etapas de limpeza da cavidade com ar comprimido e eventualmente cura a fogo para aumento da resistência superficial. Depois, o pó de proteção é colocado sobre a superfícies divisória do molde e do modelo.

O pó de proteção evita que a areia da tampa grude na areia do fundo. Para moldes grandes, usa-se areia silicosa fina como pó de proteção. Para moldes pequenos, pode-se usar talco ou areia de sílica mais fina. Findado o processo de compactação da tampa e do fundo, o modelo é retirado, os machos são colocados e o molde é ventilado para garantir a saída de gases que serão gerados na etapa de vazamento.

Por fim, o molde é fechado com cuidado. São colocados pinos que guiam a tampa para evitar desalinhamentos e os grampos são inseridos para evitar que a tampa se separe do fundo pela pressão metalostática que será criada pelo vazamento do metal. Para ajudar os grampos, pesos costumam ser colocados sobre os moldes para garantir a completa vedação do molde durante o vazamento.

Características que estão estreitamente ligadas ao processo de fundição

A peça produzida por fundição pode ter as formas e dimensões definitivas ou não. Furos pequenos e detalhes complexos não são feitos na peça, embora apareçam no desenho.

As propriedades mecânicas de peças fundidas geralmente são inferiores às propriedades de peças conformadas mecanicamente.

Defeitos que podem ocorrer durante o processo de fundição

• Inclusão da areia do molde nas paredes internas ou externas da peça.
• Defeitos de composição da liga metálica que causam o aparecimento de partículas duras indesejáveis no material.
• Rechupe
• Porosidade, ou seja, existência de “buraquinhos” dentro da peça.

Fundição sob pressão

Os moldes metálicos são chamados de matrizes.

A matriz, feita de aço ferramenta tratado termicamente, é geralmente construída em duas partes que são fechadas hermeticamente no momento do vazamento do metal líquido.

Muitas matrizes são refrigeradas com água. Isso é importante para evitar superaquecimento da matriz, aumentando sua vida útil e evitando defeitos nas peças.

É automatizada e realizada em máquina de câmara quente e máquina de câmara fria.

Vantagens do processo de fundição sob pressão

1. Peças de ligas como as de alumínio, fundidas sob pressão, apresentam maiores resistências do que as fundidas em areia;
2. Possibilidade de produção de peças com formas mais complexas;
3. Possibilidade de produção de peças com paredes mais finas e tolerâncias dimensionais mais estreitas;
4. Alta capacidade de produção; alta durabilidade das matrizes.

Desvantagens do processo de fundição sob pressão

1. Limitações no emprego do processo: ele é usado para ligas não-ferrosas, com poucas exceções;
2. Limitação no peso das peças (raramente superiores a 5 kg.);
3. Retenção de ar no interior das matrizes, originando peças incompletas e porosidade na peça fundida;
4. Alto custo do equipamento e dos acessórios, o que limita seu emprego a grandes volumes de produção.

Controle de qualidade de peças fundidas

A inspeção de peças fundidas como de peças produzidas por qualquer outro processo metalúrgico tem dois objetivos:

1. Rejeitar as peças defeituosas;
2. Preservar a qualidade das matérias-primas utilizadas na fundição e a sua mão-de-obra.

O controle de qualidade compreende as seguintes etapas:

      1.Inspeção visual para detectar defeitos visíveis, resultantes das operações de moldagem, confecção e colocação dos machos, de vazamento e limpeza;

2. Inspeção dimensional, que é realizada geralmente em pequenos lotes produzidos antes que toda a série de peças seja fundida;
3. Inspeção metalúrgica, que inclui análise química; exame metalográfico, para observação da microestrutura do material;
4. Ensaios mecânicos, para determinação de suas propriedades mecânicas, ensaios não-destrutivos, para verificar se os fundidos são totalmente sãos.

O processo de fundição por gravidade, em areia, é o mais generalizado, pois peças de todas as dimensões e formas – exceto as mais complexas – e praticamente de qualquer metal podem ser fundidas em areia.

A fundição em moldes metálicos produz uma contração muito rápida que, em algumas ligas de menor resistência mecânica, pode resultar em fissuras. Por outro lado, certas ligas apresentam temperaturas de fusão que podem danificar os moldes metálicos.

Entretanto, a fundição em moldes metálicos dá origem a peças com melhor acabamento superficial, dentro de tolerâncias dimensionais mais estreitas, com secções mais finas e exigem menos usinagem que as fundidas em areia.

Então, conseguiu esclarecer suas dúvidas sobre como moldar alumínio? Se você curtiu este artigo, compartilhe em suas redes sociais!