Desenvolvimento de um processo de fundição assistido por vácuo

Abstract

A fundição de metais de elevada viscosidade é bastante complexa e obriga em muitos casos à utilização de sobre espessuras para mais tarde serem maquinados. Uma das técnicas usadas para reduzir este problema é o sobre aquecimento do metal tornando-o mais fluído o que permite um melhor preenchimento de baixas espessuras, por outro lado esta solução implica uma maior oxidação e maior reatividade do metal originando a dissolução gases, que aumentam a probabilidade do aparecimento de porosidades nas peças. Na fundição por gravidade em moldação metálica não é comum a utilização de baixa pressão em metais muito viscosos. Neste trabalho foi possível mostrar que a utilização desta tecnologia pode melhorar o produto final, ou mesmo obter peças que à pressão atmosférica seria impossível. A adição do circuito de baixa pressão pretendia reduzir o atrito com a moldação, diminuindo o efeito da elevada viscosidade do material (por exemplo o bronze). Como objetivo adicional, o trabalho pretendia verificar se era possível o preenchimento de espessuras de parede reduzida, que no processo tradicional por pressão atmosférica não se conseguiam. Para validar os resultados foram realizados ensaios experimentais e a análise numérica através do software NovaFlow & Solid. No final dos ensaios foram obtidas amostras completas de 3 e 5mm, mostrando que o sistema tem capacidade de produzir peças de diferentes dimensões. Também se conseguiram preenchimentos parciais em amostras de 2mm quando foi utilizado vácuo, o que não sucedeu nos ensaios atmosféricos.

The casting of high viscosity metals is quite complex and in many cases required over thicknesses for later be machined. The overheating is one of the techniques used to reduce this problem, it turns de metal more fluid and fills better the low thickness, and on the other hand this solution involves additional oxidation and more reactivity resulting in gas dissolution, which increases the probability of the occurrence of porosity in the parts. In the metal moulding of gravity casting is not common to use low-pressure with highly viscous metals. This study shows that is possible to improve the finished product using low-pressure, or even get parts it would be impossible at atmospheric pressure. The addition of the low-pressure circuit intended to reduce friction with the cast, decreasing the effect of high viscosity material (for example bronze). As an additional target, the study intended to verify if it was possible the filing of reduced thickness, which in the traditional process by atmospheric pressure could not. To validate the results were performed experimental tests and numerical analysis through NovaFlow & Solid software. At the end, it was obtained samples from 3 to 5 mm, showing that the system has ability to produce parts of different dimensions. Also, it was managed to partial fills in 2mm samples when it was used vacuum, which was not done in atmospheric tests.