Areia Flashcards
(26 cards)
Vantagens e desvantagens
Vantagens :
Equipamentos simples
Custo reduzido em relação a outros tipos de fundição
Reparo dos moldes
Possível usar quase todas as ligas de fundição
fundidos com qualquer geometria e dimensão
Desvantagens:
Acabamento superficial
Areia natural é heterogenea - composição varia em cada parte o que afeta qualidade das peças
Componentes
Um refratário granuloso – uma areia de distribuição granulométrica, tamanho e forma de grão apropriado;
Um ligante na forma de uma argila – nos tempos modernos uma bentonite sódica ou cálcica 3.
Um ou mais aditivos – como o pó de carvão nos ferros fundidos;
* Eficácia do ligante–>Não deve desvanecer rapidamente porque aquece areia muito em cima, que cai e afeta a peça final (acabamento superficial péssimo)
Uma dada proporção de água (de acordo com o teor e tipo de ligante e propriedades desejadas).
O que é que as areias devem ser?
Serem dimensional e termicamente estáveis a elevada temperaturaNão devem contrair ou expandir muito
Terem uma conveniente distribuição granulométrica, forma e tamanho de grão–>Para haver espaço para os gases passarem
não reagirem quando em contacto com o metal
Apresentarem vantagens do ponto de vista económico;
Serem compatíveis com o sistema ligante;
Apresentarem uma pureza, pH e composição apropriada.
Requisitos areia
Fluidez suficiente para preencher todos os detalhes do molde–>Para entrar em locais de geometria complexa e entrar simplesmente
Capacidade de deformar ligeiramente para possibilitar a desmoldação;
Resistência em verde –>Possibilitar a desmoldação e a pressão metaloestática;
Permeabilidade suficiente para possibilitar o escoamento do ar e gases gerados durante o processo de vazamento;
Resistência a seco e em quente suficiente para suportar o metal quente.
Refratario
Materiais granulares, normalmente areias
Com distribuição granulométrica e tamanho de grão apropriado.
Ligante
Em termos dos que existem!
Orgânicos–> resinas
Inorgânicos–> argilas ou silicato de sódio.
Aditivos
Produtos adicionados às areias para:
o Melhorar a velocidade de desenvolvimento de presa–>Catalisadores
o Resistência –>Óxido de ferro ou farinha de sílica
o Para que o ligante desenvolva as suas capacidades de adesão –> água nas areias verdes.
Forma do grão
Redondo e anguloso
Redondo
Acabamento:Bom
Aglomerante:Mau
Refratariedade:Bom
Permebilidade: Bom
Anguloso:
Acabamento:Mau
Aglomerante:Bom
Refratariedade:Mau
Permebilidade: Mau
O que afeta a distribuição granulometrica?
O que permite obter
O que permite em termos de defeitos?
Qualidade do fundido, neste caso é a rugosidade
Permeabilidade
*Garantir a permeabilidade adequada da moldação, permitindo a saída de gases.
*Obter uma boa compactabilidade e coesão da areia, para formar moldações precisas e resistentes.
*Reduzir defeitos de fundição, como porosidade e inclusões de areia.
Dimensão e dispersão afeta como a permeabilidade, acabamento superficial, quantidade aglomerante, r. mec e refratariedade
ver pag 18
Aumento da energia de compactação
na r.compressão
na densidade compactada
Permeabilidade
Um aumento contínuo da resistência à compressão e densidade compactada. O efeito sobre a primeira parece ser mais eficaz;
Uma diminuição da permeabilidade, inicialmente mais fortemente após o que parece amortecer.
Existe uma relação de proporcionalidade, não linear, entre a resistência à compressão e densidade compactada.
Efeito humidade
Ponto tempera o que é, como é em oolitizados
Teor em finos
Areia oolitizada tem mais ou menos r.especifica?
Ponto máximo representa o ponto de têmpera, onde a resitência é máxima à compressâo. Este ponto é ideal para maximizar a capacidade de adesão e a resistência da areia;
À esquerda do ponto de têmpera temos areia com um comportamento mais frágil (há défice de ligante), não se deve trabalhar nesta área, pois a areia degrada-se ;
Direita do ponto de têmpera, a areia terá um comportamento plástico (bentonite em excesso).
A relação entre a resistência à compressão em verde e a percentagem de humidade depende do tipo de areia, do tipo de finos, da % de bentonite e do envelhecimento da areia.
Quanto maior o teor em finos, menor a resistência da areia (a superficie esférica aumenta para o mesmo teor de bentonite);
A quantidade de invólucro oolítico vai aumentando à medida que é ultrapassada a temperatura de desativação da bentonite, podendo ser um problema pelo facto de se aumentar a absorção da humidade sem a resistência aumentar.
Para uma areia mais oolitizada será mais difícil atingir o ponto de têmpera (é necssária mais humidade) uma vez que há mais poros e se absorve mais água;
Para o mesmo teor em bentonite, a areia mais oolitizada terá mais resistência específica pelo facto de ter superfície esférica mais baixa.
Para o mesmo teor de bentonite o que significa termos uma menor sup esferica?
que temos melhor envolvênica do argilóide sobre os grãos, temos também mais contacto de argilóide que envolve os grãos com outros argilóides
Bentonite calcica
Aumento da Coesão e Resistência da Areia: A Bentonite absorve água e incha, aumentando a coesão entre os grãos de areia. Isso melhora a resistência da moldação, permitindo que esta mantenha sua forma sob pressão durante o vazamento do metal líquido.
Permeabilidade: Embora aumente a coesão, a Bentonite não reduz significativamente a permeabilidade da areia de fundição. Uma boa permeabilidade é essencial para permitir a saída dos gases gerados durante o processo de fundição, prevenindo defeitos no fundido.
Capacidade de Retração: A Bentonite ajuda a areia de fundição a contrair-se uniformemente à medida que o metal fundido se solidifica e arrefece, minimizando a formação de fissuras da moldação e do fundido.
Estabilidade Térmica: Oferece boa estabilidade térmica, contribuindo para a integridade da moldação a altas temperaturas e ajuda a prevenir defeitos.
Reciclabilidade: A presença de Bentonite na areia de fundição facilita a reciclagem da areia para uso em novas moldações, contribuindo para a sustentabilidade do processo de fundição.
Propriedades Plásticas: Confere plasticidade à mistura de areia, facilitando a moldagem de areia em torno de modelos para criar cavidades moldantes complexas
Quanto maior superficie esferica–>como é tamanho de grão e quantidade de ligante para mesma resistencia?
menor TG
Mais ligante!
Aglomerante
Assegura que a moldação de areia atenda às necessidades específicas de cada fundição
Coesão e Resistência: O aglomerante promove a coesão entre os grãos de areia, fornecendo a resistência necessária à moldação para suportar os processos de vazamento do metal líquido e de arrefecimento.
o Isso inclui resistência à compressão, tração e flexão.
Permeabilidade: Além de manter a areia unida, o aglomerante deve permitir a passagem de gases através do molde durante o vazamento e a solidificação do metal. Isso evita a formação de defeitos por gases no produto fundido.
Reprodutibilidade de Detalhes: A adição do aglomerante ajuda a areia a reproduzir os detalhes finos do modelo, resultando em peças fundidas com superfícies precisas e bem definidas.
Estabilidade Térmica: O aglomerante deve suportar as altas temperaturas do metal fundido sem degradar-se significativamente ou produzir gases excessivos que possam criar porosidade na peça fundida.
Desmoldagem: O aglomerante deve facilitar a desmoldagem da peça fundida após o arrefecimento, sem aderir excessivamente à peça ou danificar sua superfície.
Reciclabilidade: Idealmente, o aglomerante deve permitir que a areia da moldação seja recuperada e reutilizada em novas moldações, contribuindo para a sustentabilidade do processo de fundição.
Bentonite sodica
Maior Capacidade de “inchar”: A Bentonite sódica tem uma capacidade de “inchar” superior quando comparada à Bentonite cálcica.
o Isso significa que ela pode absorver mais água, aumentando a coesão entre os grãos de areia na moldação.
o Essa propriedade melhora a resistência da moldação permitindo a produção de peças fundidas mais precisas e com melhor acabamento superficial.
Melhor Plasticidade: A maior plasticidade proporcionada pela Bentonite sódica facilita a moldagem da areia ao redor dos modelos, produzindo moldações com contornos nítidos e detalhados.
Resistência a Altas Temperaturas: Assim como outros tipos de Bentonite, a versão sódica oferece excelente estabilidade térmica. Isso contribui para a manutenção da integridade da moldação quando sujeitas a altas temperaturas, reduzindo a possibilidade de defeitos nas peças fundidas.
Permeabilidade: Apesar de sua maior capacidade de “inchar”, a Bentonite sódica ainda permite a manutenção de uma boa permeabilidade da areia de fundição. Isso é crucial para permitir a saída eficiente dos gases gerados durante o vazamento e solidificação do metal, minimizando defeitos por porosidade nas peças fundidas.
Fácil Ativação: A Bentonite sódica é facilmente ativada com água, o que simplifica o processo de preparação da mistura de areia de fundição. Isso pode levar a uma melhor eficiência do processo e redução de tempo na preparação dos moldes.
Reciclabilidade: A capacidade de reciclar a areia de fundição é uma consideração importante para a sustentabilidade e economia do processo de fundição. A Bentonite sódica contribui para a reciclagem eficaz da areia, permitindo a utilização em novas moldações com mínima degradação das propriedades
Do que depende ponto de tempera?
o a porosidade de base da areia
o o seu grau de envelhecimento–>Quantidade de invólucro oolítico, que é um produto cerâmico que envolve os grão de areia, poroso, resultante da desactivação da bentonite pela ação do calor)
–>Mais velha tem maior esfericidade, menor superficie, absorve mais agua e desenvolve mais resistencia a compressão
–>Mais nova tem menor esfericidade –>Maior superficie–>Menor resistencia
o o teor de outros componentes que absorvam humidade, como é o caso do pó-de-carvão e os seus produtos de transformação por ação do calor.
areia nova e velha
esfericidade
superficie especifica
resistencia compressão
– que será mais nova- terá menor esfericidade, logo maior superfície específica e por isso desenvolverá menor resistência no ponto de têmpera e por ter menor invólucro oolítico absorverá menos água. As areias do circuito mais velhas, têm maior proporção de invólucro oolítico, maior esfericidade e, por isso, desenvolverão maior resistência e absorverão maior quantidade de água
Relação entre areia gasta e teor de humidade necessario
Quanto mais utilizada for a areia, maior será a resistência à compressão e maior será o teor de humidade necessária devido à presença de porosidades e ao facto de os grãos se tornarem mais arredondados
Preparação areia objetivos
Envolver, tão homogeneamente quanto possível, todos os grãos com o argilóide;
Promover uma boa qualidade de areia no que diz respeito ao teor de humidade necessária para manter a sua compactabilidade e temperatura.
compactibilidade, densidade e espaçamento entre grãos
Compactibilidade influenciada por o que?
Uma areia apresenta uma compactibilidade elevada quando a sua densidade reduzida, ou seja, quando existem muitos espaços livres entre os grãos de areia envolvidos pelo ligante.
O valor de compactabilidade é principalmente influenciado pelo teor de humidade e ligante. A presença de água durante a mistura da areia provoca o aumento do volume (inchação) do ligante e, como consequência, um aumento do espaçamento entre grãos, obtendo-se assim valores de compactabilidade elevados.
↑ % Bentonite ↑ necessidade de H2O e ↑ Resistência
Etapas preparação areia
dispersão da água pelos constituintes e formação do argilóide;
água/bentonite;
revestimento do grãos de areia com o argilóide;
variaveis preparação areias
Temperatura da Areia e do Ambiente: Pode afetar a evaporação da água e a reatividade dos aglomerantes, influenciando as propriedades finais da moldação.
Tempo de Mistura: Afetam a homogeneidade da mistura de areia, aglomerante e água, essencial para a consistência da qualidade da moldações.
Método de Moldação: Tem impacto sobre a uniformidade e a qualidade da moldação de areia.
