Núcleos e Fundição de Metais

Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: - 1. Significado dos Núcleos 2. Tipos 3. Materiais 4. Impressões 5. Mudança 6. Chaplets 7. Calafrios.

Significado dos Núcleos:

Core é uma forma pré-preparada do molde. É usado para fornecer cavidades internas, recessos ou projeções na fundição. Geralmente é posicionado em um molde após a remoção do padrão.

Um núcleo é geralmente feito da melhor qualidade de areia e é colocado na posição desejada na cavidade do molde. Impressões básicas são adicionadas a ambos os lados do padrão para criar impressões que permitem que o núcleo seja suportado e mantido em ambas as extremidades.

Quando o metal derretido é derramado, ele flui ao redor do núcleo e preenche o restante da cavidade do molde. Os núcleos são submetidos a condições extremamente severas e, portanto, devem possuir uma resistência muito alta à erosão, excepcionalmente alta resistência, boa permeabilidade, boa refratariedade e colapsibilidade adequada.

Furos de ventilação especiais são fornecidos no núcleo para permitir que os gases escapem facilmente. Às vezes, os núcleos são reforçados com fios de aço de baixo carbono ou mesmo grades de ferro fundido (no caso de grandes núcleos) para garantir a estabilidade e resistência ao encolhimento.

Tipos de núcleos:

Geralmente, os núcleos são de dois tipos:

1. Núcleo de Areia Verde:

Um núcleo formado pelo próprio padrão, na mesma areia usada para o molde, é conhecido como núcleo de areia verde. O padrão é tão projetado que fornece o núcleo de areia verde. A parte sagrada no padrão produz o núcleo de areia verde. Isso é mostrado na Fig. 3.11 (a).

2. Núcleo de Areia Seca:

Um núcleo é preparado separadamente em caixas de núcleo e seco, é conhecido como núcleo de areia seca. Os núcleos de areia seca também são conhecidos como núcleos de processo. Eles estão disponíveis em diferentes tamanhos, formas e desenhos como por exigência até. O núcleo de areia seca é mostrado na Fig. 3.11. b).

Alguns tipos comuns de núcleos de areia seca são:

(i) Núcleo Horizontal:

O núcleo horizontal é o tipo mais comum de núcleo e é posicionado horizontalmente na superfície de partição do molde. As extremidades do núcleo repousam nos assentos fornecidos pelas impressões centrais do padrão. Este tipo de núcleo pode suportar o efeito de turbulência do metal derretido derramado. Um núcleo horizontal para o molde da engrenagem é mostrado na Fig. 3.11 (c).

(ii) Núcleo Vertical:

O núcleo vertical é colocado verticalmente com parte de sua porção na areia. Geralmente, a parte superior e inferior do núcleo é mantida afunilada, mas afunilada na identificação superior aumenta-as na parte inferior. Um núcleo vertical é mostrado na Fig. 3.11 (d).

(iii) Núcleo do Saldo:

O núcleo do contrapeso estende somente um lado do molde. Apenas uma impressão central está disponível no padrão para o núcleo de equilíbrio. Isto é o mais adequado para o vazamento ter apenas uma abertura lateral. Isso é usado para produzir furos cegos ou recessos na peça fundida. Um núcleo de equilíbrio é mostrado na Fig. 3.12 (e).

(iv) núcleo pendente:

O núcleo pendurado é suspenso verticalmente no molde. Isto é conseguido por cabos pendentes ou o colar do núcleo repousa na cavidade do colar criado na parte superior do molde. Esse tipo de núcleo não possui suporte inferior. Um núcleo suspenso é mostrado na Fig. 3.11 (h).

(v) núcleo da gota:

O núcleo da gota é usado quando o núcleo tem que ser colocado acima ou abaixo da linha de partição. Um núcleo de queda é mostrado na Fig. 3.11 (J). Este núcleo também é conhecido como núcleo da asa, núcleo da cauda, núcleo da cadeira, etc.

(vi) núcleo do beijo:

O núcleo do beijo é usado quando é necessário um número de buracos com menor precisão dimensional. Nesse caso, nenhuma impressão principal é fornecida e, consequentemente, nenhuma sede está disponível para o núcleo. O núcleo é mantido em posição aproximadamente entre o suporte e o arrasto e, portanto, referido como núcleo do beijo.

Um núcleo de beijo é mostrado na Fig. 3.11 (g):

Materiais principais:

As composições do material do núcleo são a mistura de areia, ligantes e aditivos. As areias nucleares são sílica, zircão, olivina, etc. e os aglutinantes principais são óleos essenciais, resinas, melaços, dextrina, etc., são geralmente usados para a preparação de materiais de núcleo.

Areia contém mais de 5% de argila reduz não só a permeabilidade, mas também a colapsabilidade e, portanto, não é adequado para a produção de núcleo.

A areia de núcleo comumente usada é uma mistura dos seguintes itens:

(i) Core Sand:

A areia pode ser areia verde para fundições menores e mistura de argila de fogo, areia verde e betonias para fundição mais pesada. Os núcleos são suportados pelo forno para secar a umidade. Os núcleos de areia seca são fortes do que o verde e os núcleos. Além disso, a areia com grãos arredondados é mais adequada para a produção de núcleos, uma vez que têm melhor permeabilidade do que a areia de grãos angulares.

(ii) Areia de Petróleo:

A areia de óleo pode ser usada para praticamente qualquer aplicação de fundição em areia.

Uma composição típica de areia de óleo é:

Areia 95 - 96%

Farinha de Cereal 1 - 1.05%

Óleo do núcleo 1 - 1, 5%

Água 1 - 2%

Bentonite 0.1—0.3%

A areia de óleo é muito popular na fabricação de núcleos porque:

(a) Eles ganham boa força.

(b) Eles fornecem excelente acabamento superficial.

(iii) Areia de Resina:

Estes são ligantes termoendurecíveis ou termoplásticos tais como resina, fenol, ureia, furano, formaldeído, etc. são usados para obter boas ligações à areia. Eles estão se tornando comuns em uso devido à sua alta resistência, baixa formação de gás, excelente colapsabilidade, resistência à absorção de umidade, melhor precisão dimensional à fundição, etc.

(iv) CO ₂ - Areia de Silicato de Sódio:

Areia de sílica e silicato de sódio (3-4%) é compactada no núcleo e, em seguida, o gás CO2 é passado através da areia para tornar o núcleo duro. Esses tipos de núcleos são usados para fundições muito grandes. Eles não precisam secar e, portanto, é um método muito rápido de fazer o núcleo,

(v) Núcleo de Ligantes:

Areia natural não tem propriedades de ligação suficientes e, portanto, alguns ligantes são usados para melhorar a força de ligação da areia do núcleo. As funções dos ligantes são manter os grãos de areia juntos e fornecer melhor resistência ao núcleo.

Existem dois tipos de ligantes usados:

uma. Ligantes Inorgânicos:

Eles incluem argila de fogo, bentonita, limonita, pó de sílica, óxido de ferro, óxido de alumínio, etc. Eles são muito finos em pó e popularmente usados.

b. Ligantes Orgânicos:

Eles incluem óleos essenciais como óleo de petróleo, óleo vegetal, óleo de linhaça, óleo de milho, malasse e dextrina. Os ligantes orgânicos ficam mais duros rapidamente e fornecem boa resistência.

(vi) Aditivos Essenciais:

Além do núcleo de areia e aglutinante, alguns aditivos são usados para melhorar as propriedades especiais do núcleo.

Os aditivos são:

(a) Caulim ou barro de fogo para melhorar a estabilidade.

(b) Óxido de ferro (Fe2O3) e óxido de alumínio (Al2O3) para melhorar a resistência a quente.

c) Farinha de zircão e farinha de breu para melhorar a refratariedade.

(d) Melaço para melhorar as propriedades de ligação.

(e) Aditivos orgânicos para melhorar a colapsabilidade como pó cru.

(f) Sílica em pó, tintas e grafite colado com resina são usados para melhorar o acabamento da superfície.

Propriedades de bons materiais essenciais:

Um bom núcleo de areia seca deve ter as seguintes propriedades para usar com sucesso no processo de fundição:

1. forte:

Deve ser forte o suficiente para suportar a força de turbulência do metal fundido. Deve ser resistente à erosão.

2. Dureza:

Deve ser capaz de ser cozido para obter uma boa resistência à dureza.

3. Permeabilidade:

Deve ser permeável para permitir a fuga fácil dos gases formados.

4. Refratariedade:

Deve ser altamente refratário por natureza para suportar altas temperaturas do metal fundido.

5. Estabilidade Dimensional:

Deve ser estável em precisão dimensional, forma e tamanho durante o vazamento e solidificação.

6. Formação mínima de gás:

O material do núcleo deve gerar gases mínimos, enquanto sujeita ao metal fundido no processo de fundição.

7. Bom acabamento de superfície:

A superfície do núcleo deve ser lisa o suficiente para proporcionar um bom acabamento superficial da peça fundida.

8. Suficientemente Desmontável:

Os núcleos devem ser suficientemente colapsáveis, ou seja, fácil remoção do núcleo da peça fundida após a solidificação.

Impressões Principais:

As impressões centrais são projeções extras fornecidas no padrão que formam um recesso no molde para manter e posicionar o núcleo em sua posição correta. Existem vários tipos de impressões básicas, por exemplo, impressões verticais, horizontais, de balanceamento, suspensas e soltas.

Mudança do Core:

Os núcleos, embora contenham um metal, mudam de posição devido à ação turbulenta do metal fundido. Além disso, devido ao impulso ascendente do metal fundido, os núcleos finos tendem a flutuar facilmente e deslocam-se da sua posição correta.

Para evitar a mudança, o peso do núcleo é aumentado pela incorporação de hastes de aço, fios de aço, tubos finos, etc., durante a confecção do núcleo. Isso é conhecido como reforço do núcleo.

Core Chaplets:

Se o comprimento do núcleo for longo e os suportes finais estiverem a distâncias mais altas entre si, o núcleo irá fluir durante o vazamento de metal fundido quente.

Em tais casos, os chapelins são usados para superar esses defeitos. Os chapelins são projetados para fornecer suporte ao núcleo e impedi-los de flacidez.

Os chapelins são feitos do mesmo material que o metal fundido, de modo a tornar-se parte integrante do elenco. Alguns chapelões comumente usados são mostrados na Fig. 3.14.

Core Chills:

Os calafrios do núcleo são as peças de metal, inseridas ou colocadas para tocar a superfície da peça fundida, para acelerar o processo de solidificação naquela parte específica, onde ela é lenta. A área mais fina solidifica mais rapidamente, criando tensões e distorções na fundição.

Portanto, é necessário fornecer um meio que uniformize a taxa de solidificação (resfriamento) em todas as seções da fundição.

Os calafrios são de seguir dois tipos:

(i) Refrigeração Interna:

Um frio interno é colocado em um molde no lugar onde a área é comparativamente grande para ajudar a solidificação uniforme em toda a fundição.

Isso é mostrado na Fig. 3.15: