A fundição de metais ferrosos é um processo de fabricação fundamental que envolve o vazamento de ligas ferrosas fundidas (principalmente ligas à base de ferro) em um molde pré-fabricado, seguido de resfriamento e solidificação para formar peças fundidas com formas, tamanhos e propriedades mecânicas específicas.
Como tecnologia fundamental na indústria de manufatura, ela é amplamente utilizada em diversos campos devido à sua relação custo-benefício, adaptabilidade e capacidade de produzir componentes com formas complexas.
Principais tipos e aplicações de fundição de metais ferrosos
| Tipo | Características principais | Aplicações típicas |
| Ferro fundido cinza | Grafite em escamas, boa absorção de choques, fácil processamento, baixo custo | Blocos de motor, discos de freio, bases de máquinas-ferramentas, carcaças de bombas |
| Ferro fundido dúctil | Tratamento de esferoidização, grafite esférica, excelente resistência e tenacidade | Virabrequins, engrenagens, tubulações de alta pressão, tampas de bueiros |
| Ferro fundido branco | Alta dureza, boa resistência ao desgaste, extremamente frágil | Esferas de moagem, revestimentos de moinhos, peças resistentes ao desgaste |
| Ferro fundido maleável | Recozido para obter grafite floculante, com boa tenacidade | Acessórios para tubulação, suportes, peças para máquinas agrícolas |
| Aço fundido | Baixo teor de carbono, alta resistência, boa resistência ao impacto | Estruturas para serviços pesados, máquinas de construção, vasos de pressão |
Fluxo do processo de fundição de metais ferrosos
A fundição de metais ferrosos refere-se principalmente à produção de peças fundidas de ferro fundido e aço fundido. O fluxo geral do processo é semelhante. A seguir, apresentamos um processo de produção organizado e claro, adequado para documentos técnicos ou comunicação com clientes no exterior.
I. Visão geral do fluxo do processo como um todo
1. Projeto de processos e fabricação de moldes
2. Moldagem / Fabricação de núcleos
3. Fusão do ferro fundido / do aço fundido
4. Servir
5. Agitação e limpeza
6. Tratamento térmico
7. Acabamento, inspeção e armazenamento
II. Descrição detalhada das etapas
1. Projeto de processos e fabricação de moldes
– Projetar o processo de fundição de acordo com o desenho da peça: determinar o sistema de alimentação, o canal de alimentação, a taxa de retração, a espessura da parede, etc.
– Fabricar moldes de madeira/moldes de metal/moldes de plástico.
– Para fundição por cera perdida (fundição de precisão), faça primeiro os moldes de cera.
2. Moldagem e fabricação de núcleos
– Moldagem: Faça o molde utilizando areia de moldagem, areia com resina, areia de silicato de sódio, etc.
– Fabricação do núcleo: Faça o núcleo de areia para formar a estrutura interna da cavidade da peça fundida.
– Monte o molde e trave-o para o vazamento.
3. Fusão de peças fundidas ferrosas
– Fundir ferro-gusa, sucata de retorno e aço em equipamentos como o cubilo e o forno elétrico de frequência intermediária.
– Ajustar a composição: carbono, silício, manganês, enxofre, fósforo e elementos de liga.
– No caso do ferro dúctil, também são necessários o tratamento de esferoidização e o tratamento de inoculação.
4. Fundição de metais ferrosos – Injeção
– Despeje ferro fundido/aço fundido em alta temperatura (cerca de 1350–1450 ℃ para ferro fundido; temperatura mais elevada para aço fundido) no molde.
– Controle a temperatura e a velocidade da vazão para evitar bolhas, inclusões e vazão insuficiente.
5. Agitação e limpeza
– Depois que a peça fundida esfriar, retire-a da forma e sacuda-a para remover a areia de moldagem.
– Corte o sistema de canalização e o canal de alimentação.
– Remova a camada de óxido superficial e as rebarbas por jateamento com granalha ou areia.
6. Tratamento térmico
Tanto o ferro fundido quanto o aço fundido geralmente exigem tratamento térmico para melhorar o desempenho:
– Ferro fundido cinzento: recozimento para alívio de tensões
– Ferro fundido dúctil: recozimento, normalização, têmpera e revenimento
– Aço fundido: normalização, revenimento, têmpera e revenimento, etc.
Objetivo: Melhorar a resistência e a tenacidade, eliminar a tensão interna e estabilizar as dimensões.
7. Acabamento e inspeção
– Lixar e corrigir a deformação.
– Inspeção dimensional e ensaios de propriedades mecânicas.
– Ensaios não destrutivos (UT/MT/PT, etc.).
– Após passar na inspeção, a peça pode ser usinada ou entregue diretamente.
III. Breve resumo (adequado para divulgação externa)
O processo de fundição de metais ferrosos é o seguinte: Primeiro, fazer o molde → Fazer o molde de areia → Derreter o ferro/aço → Despejar na cavidade para resfriamento → Limpar a areia e remover o sistema de alimentação e o cano de alimentação → Reforçar por meio de tratamento térmico → Inspecionar e entregar após a aprovação.
Pontos-chave para a moldagem e a fabricação de núcleos na fundição de metais ferrosos
Na fundição de metais ferrosos (incluindo ferro fundido e aço fundido), a moldagem e a fabricação de núcleos são os dois processos mais críticos que determinam a aparência, a precisão dimensional e os defeitos internos das peças fundidas. A negligência em qualquer um desses processos pode facilmente levar a defeitos como bolhas, inclusões de areia, deformação, aderência de areia e desvio dimensional.
A seguir, apresentamos os pontos-chave que devem ser observados na produção propriamente dita; eles são concisos, práticos e adequados para inclusão em documentos técnicos ou na comunicação com clientes no exterior.
Pontos-chave para o processo de moldagem na fundição de metais ferrosos
1. Controle das propriedades da areia de moldagem
– Manter a resistência, a permeabilidade ao ar, o teor de umidade e a compactação da areia de moldagem em níveis estáveis.
– Um teor excessivo de umidade causará bolhas; um teor insuficiente de umidade resultará em baixa capacidade de colapso da areia de moldagem e facilitará a aderência da areia.
– A permeabilidade ao ar insuficiente impedirá a saída do gás durante o vazamento, resultando em bolhas de gás e gaseificação do molde.
2. Manuseio de moldes
– A superfície do molde deve ser lisa, e um agente de separação/desmoldante deve ser aplicado adequadamente para evitar que o molde grude.
– Verifique o tamanho do modelo, o filete e o ângulo de inclinação para evitar danos à cavidade do molde durante a retirada do modelo.
– Corrija imediatamente os moldes deformados; caso contrário, as peças fundidas apresentarão desvios dimensionais.
3. Preenchimento com areia e compactação
– Compacte a areia camada por camada para evitar pontos soltos ou dureza excessiva.
– A areia solta causará a erosão da areia, inclusões de areia e o colapso do molde.
– Areia excessivamente compactada resultará em baixa permeabilidade ao ar e na formação de bolhas.
– Concentre-se na compactação dos cantos e das nervuras finas para evitar a erosão da areia.
4. Desenho de moldes e reparo de moldes
– Desenhe o padrão de maneira firme e na vertical para evitar arranhar a cavidade do molde.
– Repare imediatamente a perda de areia, rachaduras e peças soltas na cavidade do molde.
– A superfície da cavidade do molde deve ser plana e lisa para reduzir rebarbas e saliências.
5. Sistema de válvulas, canos de alimentação e ventilação
– A posição, o tamanho e a direção do sistema de canais de alimentação devem ser adequados para evitar a lavagem direta da areia de moldagem.
– O canal de alimentação deve ser adequadamente projetado para garantir a alimentação e evitar cavidades de retração e porosidade de retração.
– O canal de ventilação deve estar desobstruído para evitar o acúmulo de ar e defeitos do tipo “blowhole”.
6. Montagem e posicionamento do molde
– Assegure o posicionamento preciso dos moldes superior e inferior para evitar o deslocamento do molde e o desvio do núcleo.
– Vede bem a folga do conjunto do molde para evitar vazamentos de metal e rebarbas.
– Limpe a areia que ficou na cavidade do molde após a montagem para evitar inclusões de areia.
Pontos-chave do processo de fabricação de núcleos na fundição de metais ferrosos
1. Propriedades da areia de amostragem
– A areia para o núcleo deve apresentar alta resistência, resistência a altas temperaturas e boa capacidade de desmoronamento.
– O ferro fundido e o aço fundido apresentam altas temperaturas de vazamento; a areia de núcleo com baixa resistência a altas temperaturas causará aderência e sinterização da areia.
– A permeabilidade ao ar deve ser excelente, pois os núcleos são os mais propensos a apresentar defeitos do tipo bolhas.
2. Reforço do núcleo e ventilação
– O reforço do núcleo (fio do núcleo) deve ter resistência suficiente para evitar a deformação e a fratura do núcleo.
– É necessário perfurar orifícios ou canais de ventilação para garantir a descarga de gás.
– Uma descarga de gás inadequada resultará em bolhas internas graves e poros minúsculos nas peças fundidas.
3. Tamanho e deformação do núcleo
– Controle o tamanho do núcleo durante a fabricação do mesmo para evitar empenamento e deformação.
– Os núcleos longos e finos e os núcleos em balanço devem ser apoiados para evitar que fiquem soltos e se desviem durante o vazamento.
– O desvio do núcleo causará diretamente espessura irregular da parede e o descarte das peças fundidas.
4. Secagem e tratamento de superfícies
– Os núcleos devem estar totalmente secos; a umidade é a principal causa da formação de bolhas.
– Aplicar revestimento (revestimento de grafite, revestimento de pó de zircônio, etc.) na superfície do núcleo:
Para evitar que a areia grude;
Para melhorar o acabamento superficial das peças fundidas.
5. Ajuste e fixação do núcleo
– Posicione o núcleo corretamente para garantir uma espessura uniforme da parede da peça fundida.
– Fixe o núcleo com firmeza para evitar que ele flutue e se desvie devido à flutuabilidade do metal fundido.
– Sele a abertura da impressão do núcleo para evitar derramamento de metal e rebarbas.
Resumo de Fundição Suijin
Em resumo, a fundição de ferro é um processo confiável, eficiente e econômico processo de fabricação, que desempenha um papel importante na indústria manufatureira global e continuará a se desenvolver com o avanço da tecnologia para atender aos requisitos cada vez mais rigorosos de qualidade e desempenho de diversos setores.
Os pontos principais da moldagem e da fabricação de núcleos podem ser resumidos em três frases:
1. As propriedades da areia de moldagem/areia de núcleo são estáveis, e a permeabilidade ao ar, a resistência e a resistência a altas temperaturas atendem às normas.
2. A cavidade/núcleo do molde apresenta dimensões precisas, compactação uniforme e ventilação desobstruída.
3. O conjunto do molde e a fixação do núcleo são posicionados com precisão e firmemente vedados para evitar que o núcleo flutue, que o molde se desloque e que a areia seja lavada.
