Fundição em molde permanente

Metal vazado por gravidade em um molde de aço reutilizável

A fundição em molde permanente vaza metal fundido, normalmente por gravidade, em um molde de aço ou ferro fundido que é aberto e usado de novo milhares de vezes. Pistões de carros e muitas rodas e cabeçotes de alumínio são feitos assim. Fica entre a fundição em areia e a fundição sob pressão: peças melhores que a areia, ferramental muito mais barato que a fundição sob pressão.

Foto: U.S. National Archives, Public domain, via Wikimedia Commons

Fundição em molde permanente · reveste, vaza, abreLeia os três quadros da esquerda para a direita; os números circulados correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Revista e pré-aqueça o molde. As duas metades de aço são borrifadas com um fino revestimento cerâmico, que as protege e retarda o resfriamento. Elas são mantidas quentes, normalmente entre cerca de 200 e 400 °C, para que o metal não solidifique cedo demais.
Posicione os machos e feche. Os machos (insertos que formam furos e cavidades) entram. Podem ser de aço, retirados após cada ciclo, ou de areia, quebrados depois. As metades se fecham juntas ao longo da linha de partição.
Vaze. O metal fundido, na maioria das vezes alumínio, é vazado de uma panela no canal de entrada. A gravidade enche a cavidade; algumas máquinas inclinam o molde para enchê-lo com suavidade, e máquinas de baixa pressão empurram o metal por baixo.
Deixe esfriar no molde. O aço retira o calor rápido, então o metal solidifica em cerca de um minuto ou alguns minutos. O resfriamento rápido dá grãos finos (pequenos cristais) e metal mais resistente que na fundição em areia.
Abra e retire a peça fundida. As metades abrem, os machos são retirados e a peça fundida é levantada. O canal de entrada é cortado, e o molde fica pronto para o próximo ciclo.

Dados-chave

Materiais: Principalmente ligas de alumínio e magnésio, também ligas de cobre (latão, bronze) e algum ferro fundido
Peças típicas: Pistões, rodas de alumínio, cabeçotes, carcaças de engrenagens e bombas, pinças de freio, panelas
Tamanho da peça: Normalmente de cerca de 100 g a cerca de 50 kg
Precisão: Cerca de ±0,3 a ±0,5 mm em um detalhe de 100 mm
Acabamento superficial: Bastante lisa: Ra (rugosidade média) cerca de 2,5 a 6 µm
Tamanho de lote adequado: Volume médio a alto: de alguns milhares a centenas de milhares de peças por ano
Custo de ferramental e máquinas: Moldes de aço custam aproximadamente de dez mil a cem mil dólares ou mais
Velocidade: Alguns minutos por peça por molde; vários moldes muitas vezes trabalham lado a lado

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Melhor precisão e superfícies mais lisas que a fundição em areia
O resfriamento rápido dá grão fino e boa resistência
Poucos furos de gás, então as peças podem ser tratadas termicamente e soldadas
Os moldes duram de milhares a mais de cem mil peças

Limites

O molde é caro, então pequenos lotes não compensam
Limitada principalmente a ligas de alumínio, magnésio e cobre; o aço é quente demais para o molde
As formas precisam sair de um molde rígido, então reentrâncias precisam de machos
Mais lenta que a fundição sob pressão, e as paredes precisam ser mais grossas, cerca de 3 a 4 mm no mínimo

Onde é usado

AutomotivoPistões, cabeçotes, rodas, pinças de freio, peças de suspensão
Aeroespacial e defesaCarcaças e suportes em ligas de alumínio
MáquinasCorpos de bombas, carcaças de engrenagens, peças hidráulicas
HidráulicaCorpos de válvulas e conexões de latão e bronze
Utilidades domésticasPanelas de alumínio fundido, peças de luminárias e de móveis

Como reconhecê-lo

Uma superfície bastante lisa e levemente fosca: muito mais fina que a fundição em areia, um pouco mais rugosa que a fundição sob pressão.
Uma linha de partição limpa e reta onde as metades de aço se encontraram.
Paredes mais grossas que em uma peça fundida sob pressão, muitas vezes 4 mm ou mais.
Um toco cortado do canal de entrada, muitas vezes em uma seção grossa da peça.

Compare com

Fundição em areia1.1o molde é de areia e destruído a cada vez; mais barata para pequenos lotes, mas mais rugosa.Fundição sob pressão1.4também é um molde de aço reutilizável, mas o metal é injetado sob alta pressão, então é mais rápida e faz paredes mais finas.Fundição centrífuga1.5um molde de metal giratório usa força em vez de gravidade para encher e compactar o metal.

Assista

THORS eLearning Solutions · Uma explicação animada para iniciantes sobre a fundição em molde permanente por gravidade

Densen_casting · Uma fundição de produção vazando alumínio em moldes de aço, ciclo após ciclo

Kurtz Casting Solutions · Como robôs operam células automatizadas de fundição por gravidade

Kurtz Casting Solutions · A variante de baixa pressão, em que o metal é empurrado para dentro do molde por baixo

Veja fotos reais

Wikipedia: Fundição em molde permanente — variantes por gravidade, slush, baixa pressão e vácuo, materiais de molde e produtos
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

O molde é de aço ou ferro e é reutilizado milhares de vezes.
A gravidade (ou a baixa pressão) o enche, não a injeção em alta pressão.
Melhor e mais resistente que as peças fundidas em areia, com ferramental mais barato que a fundição sob pressão.