Projeto de alimentador Flashcards
Regras alimentação FFC e FFN
O que causa alimentação incorreta
A que temperatura ligas sao vazadas na cavidade moldante
O que acontece ao metal liquido
Como é processo de solidificação
- A alimentação das contrações de solidificação (volumétricas) causa rechupes (ou as porosidades de contração) .
- As ligas fundidas são vazadas na cavidade moldante com temperaturas acima da temperatura de solidificação (TL).
- O metal líquido perde o calor excedente, reduzindo a temperatura e apresentando uma contração volumétrica.
- A contração volumétrica do metal liquido é de 1 a 2% para cada 100 C.
- A solidificação do metal líquido ocorre por um processo gradual, iniciando das paredes externas para as regiões centrais da peça, à medida em que o calor vai sendo absorvido pela moldação.
- O processo de solidificação do metal liquido também é acompanhado por variações volumétricas.
Processo usado para alimentação das contrações volumetricas
O que acontece em cada fase
- O processo, utilizado para alimentação das contrações volumétricas em peças de ferros fundidos cinzentos e nodulares é o de projetar alimentadores capazes de alimentar a contração primária e de projetar ligações entre alimentadores e peças (pescoços) que solidifiquem nos momentos iniciais da solidificação, quando ocorre a expansão da grafite.
- De acordo com esta técnica:
o Na primeira fase da alimentação os alimentadores devem alimentar a contração volumétrica do fundido (compensar a contração primária do metal líquido).
o
A segunda fase da alimentação inicia-se com o início da solidificação do ferro fundido, quando começa a expansão volumétrica devido à formação da grafite.
Nesta fase, os alimentadores devem “perder” a conexão com a peça, ou seja, as ligações entre o alimentador e peça deve solidificar
oEm consequência, a expansão volumétrica devido à formação da grafite não deve promover um substancial refluxo de metal da peça para os alimentadores.
o Não havendo refluxo excessivo, a expansão volumétrica devido à formação da grafite ficará acumulada nas poças de metal liquido presentes na peça na forma de pressão positiva.
- Na última fase da alimentação, o líquido remanescente, que está distribuído em poças isoladas nas regiões intercelulares, solidifica e promove uma nova contração (contração secundária).
o A pressão positiva acumulada na fase líquida durante a expansão da grafite será reduzida em consequência da contração volumétrica secundária, porém, esta redução de pressão não deverá ser suficiente para gerar porosidades de contração (auto-alimentação)
Projeto da ligação do alimentador
Como deve estar ligação entre alimnetador e a peça
Ao que é proporcional o tempo de solidificação de uma região da peça fundida
O que é preciso para dimensionar o tamanho do pescoço de ligação entre o alimentador e peça
- A ligação entre alimentador e a peça (pescoço) deve estar líquida (ou parcialmente líquida) aberta para permitir a passagem do metal do alimentador para a peça durante a contração líquida e durante a solidificação das partes finas da peça.
- O tempo de solidificação de uma determinada região da peça fundida é proporcional ao módulo de arrefecimento desta região, ou seja, proporcional à relação entre volume e área superficial de arrefecimento.
- Assim, para dimensionar o tamanho do pescoço de ligação entre o alimentador e peça, deve-se primeiro determinar o módulo da peça a ser alimentada, ou mais precisamente o módulo da região grossa da peça a ser alimentada.
- O pescoço deve ser projetado para ter um módulo de arrefecimento de 30 a 50% do módulo da região a ser alimentada para peças de FF cinzento e de 50 a 80% para peças de FF nodular.
Raio de ação - Distancia de alimentação dos alimentadores
- O conceito de distância de alimentação é utilizado na fundição de peças de aço, onde a atuação do alimentador está condicionada à existência de um gradiente térmico da peça para os alimentadores.
- No caso de ferros fundidos cinzentos e nodulares, os alimentadores são projetados para alimentar essencialmente a contração líquida, necessitando para isto somente que os alimentadores estejam acima do nível da peça a ser alimentada.
- Como a alimentação no estado líquido não exige gradientes de temperatura, pode-se afirmar que não existe limite para a distância de alimentação em ferros fundidos cinzentos e nodulares (a distância de alimentação é infinita).
- A inexistência de limites no raio de ação dos alimentadores em ferros fundidos cinzentos e nodulares permite que peças longas de seções constantes, como réguas e anéis, possam ser alimentados por um único alimentador.
Rigidez da moldação
- Esta técnica de alimentação depende da capacidade do sistema de acumular parte da pressão gerada na etapa de expansão da grafite, na forma de pressão positiva na fase líquida, para alimentar a contração secundária que ocorre nas poças de metal líquido intercelulares durante a última etapa de solidificação.
- A acumulação de pressão na fase líquida depende de uma certa rigidez da moldação para evitar que ocorra deformação da mesma (inchamento da peça). Moldações em areia a verde apresentam rigidez limitada, mesmo com o uso de máquinas de moldar de alta pressão, exigindo controle das misturas da areia quanto à compactabilidade.
- Misturas de areia a verde com compatibilidade acima de 45% apresentam um comportamento muito elástico durante a compressão das maquinas de moldar, resultando em moldações de baixa rigidez.
- Recomenda-se trabalhar com compactabilidade abaixo dos 45%, preferencialmente entre 32 e 38% visando aumentar o grau de compactação das moldações.
Projeto alimentadores - critérios
ritério Térmico:
* O alimentador deve apresentar módulo de arrefecimento superior ao do pescoço de ligação com a peça, de modo a garantir que haverá metal líquido no alimentador enquanto o pescoço estiver aberto.
*
Critério Volumétrico:
* alimentadores devem ter volume suficiente para garantir a alimentação da contração líquida de toda a peça e a contração de solidificação das partes finas da peça.
- Como os alimentadores alimentam apenas a contração líquida, o volume útil do alimentador deve estar a um nível superior ao nível da peça (deve haver desnível entre o volume útil do alimentador e a peça),
- Para peças fundidas em moldações com plano de apartação horizontal é importante que o rechupe do alimentador não fique abaixo do nível da peça, para minimizar o risco de apresentar rechupe na parte superior da peça
Fases de solidificação
Nos ferros fundidos cinzentos e nodulares, o processo de solidificação apresenta 3 fases distintas:
o uma contração volumétrica inicial (ou primária),
o seguida de expansão volumétrica devido a formação da grafite
o termina com uma contração volumétrica secundária devido a solidificação do líquido intercelular
Como são expansões FFN em comparação com FFC
Situação de moldações em areia
Solução?
O que acontece quando as dimensões do pescoço estão aquém das necessárias para garantir a alimentação de toda a contração primária (módulo de arrefecimento pequeno)?
- As expansões volumétricas decorrentes da solidificação de ferros fundidoa nodulares são muito maiores do que as observadas em ferros fundidos cinzentos.
- Assim, quando são utilizados moldações de areia verde (que apresentam baixa rigidez) na produção de ferros nodulares, a pressão do metal sobre as moldações (paredes) pode causar deformação da cavidade moldante (inchamento).
- Solução: recomenda-se que os pescoços utilizados na alimentação de ferros nodulares tenham módulo maior do que os de ferros fundidos cinzentos (50 a 80% do módulo da peça para nodular, contra 30 a 50% do módulo da peça para cinzento).
o Nesta condição, os pescoços ficam abertos por mais tempo em peças de ferro nodular, permitindo um refluxo parcial de metal das peças para os alimentadores, aliviando parte da pressão na cavidade da moldação e prevenindo o problema de inchamento da peça (alimentador de alívio de pressão). A figura abaixo ilustra o aspeto geral de alimentadores de ferros fundidos cinzentos (sem refluxo) e nodulares (com refluxo). - Quando as dimensões do pescoço estão aquém das necessárias para garantir a alimentação de toda a contração primária (módulo de arrefecimento pequeno)
o o pescoço solidifica prematuramente
o forma-se um rechupe na peça próximo à ligação com o pescoço. - Geralmente, este defeito é visível quando são quebrado os alimentadores.
