{"id":13809,"date":"2021-08-26T23:30:13","date_gmt":"2021-08-26T22:30:13","guid":{"rendered":"https:\/\/metalpie.com\/blog\/casting-defects\/"},"modified":"2025-07-22T15:15:36","modified_gmt":"2025-07-22T07:15:36","slug":"defeitos-de-fundicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/metalpie.com\/pt\/blog\/defeitos-de-fundicao\/","title":{"rendered":"Defeitos de fundi\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"

Em todo processo de engenharia, os defeitos de fundi\u00e7\u00e3o ocorrem com frequ\u00eancia. Qualquer abordagem tem certas limita\u00e7\u00f5es que resultam em falhas. \u00c9 poss\u00edvel obter uma fundi\u00e7\u00e3o sem defeitos por meio de projeto e moldagem adequados, mas as regras de controle e a interven\u00e7\u00e3o humana causam a maioria das falhas. Podemos reduzir as falhas de fundi\u00e7\u00e3o com a ajuda certa no trabalho.<\/p>\n\n\n\n

Em geral, um bom produto de fundi\u00e7\u00e3o ter\u00e1 algumas falhas. Portanto, o neg\u00f3cio de fundi\u00e7\u00e3o est\u00e1 trabalhando para reduzir essas falhas. T\u00e9cnicas de teste n\u00e3o destrutivas, como ultrassom, radiografia, part\u00edculas magn\u00e9ticas, penetra\u00e7\u00e3o de matriz e outras, podem detectar essas falhas de fundi\u00e7\u00e3o. Hoje, daremos uma olhada em v\u00e1rias falhas t\u00edpicas de fundi\u00e7\u00e3o, suas causas e como corrigi-las.<\/p>\n\n\n\n

Tipos de defeitos de fundi\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Uma variedade de fatores pode causar muitos tipos de falhas. Algumas das solu\u00e7\u00f5es para um tipo de falha podem criar um tipo diferente de problema. Esta se\u00e7\u00e3o ilustrar\u00e1 os tipos mais comuns de defeitos de fundi\u00e7\u00e3o encontrados nos processos de fundi\u00e7\u00e3o de metal.<\/p>\n\n\n

\n
\"Amostra
Defeitos de fundi\u00e7\u00e3o por contra\u00e7\u00e3o axial (Fonte: dados de a\u00e7o<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Defeitos de fundi\u00e7\u00e3o por encolhimento<\/h2>\n\n\n\n

A contra\u00e7\u00e3o por solidifica\u00e7\u00e3o ocorre quando o metal passa de l\u00edquido para s\u00f3lido, enquanto a contra\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica ocorre quando ele esfria at\u00e9 a temperatura ambiente. Consequentemente, o estudo inclui toler\u00e2ncias de retra\u00e7\u00e3o no projeto de componentes fundidos para garantir que eles atinjam as dimens\u00f5es necess\u00e1rias.<\/p>\n\n\n\n

Por exemplo, o a\u00e7o fundido encolhe a uma taxa de 14 polegadas por p\u00e9, resultando em pe\u00e7as fundidas de apar\u00eancia \u00e1spera. As toler\u00e2ncias de retra\u00e7\u00e3o para diferentes metais s\u00e3o conhecidas, e um projetista de moldes especializado levar\u00e1 em conta a retra\u00e7\u00e3o ao construir um molde.<\/p>\n\n\n\n

O encolhimento tamb\u00e9m pode contribuir para problemas em produtos fundidos, como falhas e vazamentos. \u00c0s vezes, voc\u00ea pode ver essas falhas na superf\u00edcie do fundido e identific\u00e1-las visualmente por meio de penetrantes de corante ou outros m\u00e9todos n\u00e3o destrutivos. As falhas internas de fundi\u00e7\u00e3o geralmente s\u00e3o dif\u00edceis de detectar e precisam de exames de raios X ou testes destrutivos. O termo \\\"falhas de encolhimento aberto e fechado\\\" refere-se aos dois tipos de problemas.<\/p>\n\n\n\n

Defeito de fundi\u00e7\u00e3o por contra\u00e7\u00e3o aberta<\/h2>\n\n\n\n

Os tubos podem se desenvolver na superf\u00edcie e se estender para o corpo da pe\u00e7a fundida se o metal esfriar e encolher sem l\u00edquido suficiente para preencher os orif\u00edcios. Da mesma forma, o estudo se refere \u00e0s falhas de superf\u00edcie como defeitos de caverna ou sumidouros que se estendem pela face. Ele exp\u00f5e os defeitos ao ambiente em ambos os casos, e o ar substitui o metal fundido.<\/p>\n\n\n\n

Nas \u00faltimas fases da solidifica\u00e7\u00e3o, s\u00e3o comuns as rachaduras e os rasgos abrasivos. Voc\u00ea pode v\u00ea-las em torno de mudan\u00e7as repentinas na concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o, como uma rede fina ligando duas por\u00e7\u00f5es pesadas. Elas tamb\u00e9m podem ocorrer em c\u00e9lulas de massa onde o calor se acumula e quando h\u00e1 um esbo\u00e7o preliminar parcial.<\/p>\n\n\n\n

O canal de fundi\u00e7\u00e3o, que \u00e9 o canal pelo qual a m\u00e1quina despeja o metal fundido em um molde, \u00e9 a fonte mais frequente de contra\u00e7\u00e3o. O metal leva mais tempo para se contrair e solidificar em determinados locais, como nas partes mais pesadas do molde, reduzindo a disponibilidade de material de alimenta\u00e7\u00e3o e aumentando a probabilidade de contra\u00e7\u00e3o, principalmente se o canal for muito estreito para a quantidade de fluxo. Um jito de tamanho correto conectado diretamente \u00e0 se\u00e7\u00e3o pesada pode preencher o orif\u00edcio de contra\u00e7\u00e3o e fornecer o material de alimenta\u00e7\u00e3o necess\u00e1rio para combater a contra\u00e7\u00e3o \u00e0 medida que a se\u00e7\u00e3o esfria. Al\u00e9m disso, a utiliza\u00e7\u00e3o de uma porta arredondada no canal de entrada em vez de uma porta plana ou quadrada pode diminuir a chance de desenvolvimento de falhas.<\/p>\n\n\n\n

Defeitos de fundi\u00e7\u00e3o por contra\u00e7\u00e3o fechada<\/h2>\n\n\n\n

A porosidade \u00e9 uma das falhas mais comuns em pe\u00e7as fundidas, e os defeitos s\u00e3o causados pelos gases presos no metal fundido e pela retra\u00e7\u00e3o quando a pe\u00e7a fundida esfria. A forma mais frequente de porosidade \u00e9 a porosidade de contra\u00e7\u00e3o, normalmente vis\u00edvel na superf\u00edcie de um componente fundido como pequenos orif\u00edcios ou fraturas. Embora esses orif\u00edcios pare\u00e7am esf\u00e9ricos, eles t\u00eam formato angular e provavelmente desenvolver\u00e3o rachaduras internas ramificadas.<\/p>\n\n\n\n

Esse encolhimento \u00e9 particularmente comum em componentes espessos com v\u00e1rios \u00e2ngulos quando o metal esfria e endurece em um padr\u00e3o n\u00e3o uniforme. A porosidade pode ocorrer no interior da fundi\u00e7\u00e3o sem aparecer na superf\u00edcie da pe\u00e7a. Quando o metal solidificado envolve o metal l\u00edquido, o metal fundido n\u00e3o consegue preencher a parte de tr\u00e1s do l\u00edquido \u00e0 medida que esfria e encolhe, resultando nesse defeito.<\/p>\n\n\n\n

Preven\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Usando um jito fino ou c\u00f4nico, voc\u00ea pode borrifar o metal fundido em vez de despej\u00e1-lo na cavidade. Quando isso ocorre, partes da pe\u00e7a de trabalho come\u00e7am a endurecer antes de preencher o molde. O fluxo de metal fundido na cavidade deve ser o mais consistente poss\u00edvel, e um jito central mais proeminente ou um arranjo de v\u00e1rios jitos pode ajudar nisso.<\/p>\n\n\n\n

O processo utiliza risers para garantir material fundido suficiente para preencher as lacunas quando o componente se solidifica e encolhe. O tamanho das nervuras deve ser tal que elas sejam as \u00faltimas a congelar. \u00c0s vezes, adiciona-se isolamento para conseguir isso.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"casting\"
Fig: Porosidade do g\u00e1s (Fonte: Hadian, R. & Emamy, M. & Campbell, John. (2009). Modification of Cast Al-Mg 2 Si Metal Matrix Composite by Li (Modifica\u00e7\u00e3o do composto de matriz met\u00e1lica Al-Mg 2 Si fundido por Li). Metallurgical and Materials Transactions B-process Metallurgy and Materials Processing Science - METALL MATER TRANS B. 40. 822-832. 10.1007\/s11663-009-9251-1.)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Porosidade do g\u00e1s<\/h2>\n\n\n\n

O ar e os vapores presos podem causar porosidade na superf\u00edcie ou no interior da fundi\u00e7\u00e3o. Diferentemente da forma s\u00f3lida, o metal fundido pode reter uma grande quantidade de g\u00e1s dissolvido, resultando em porosidade de g\u00e1s. Consequentemente, \u00e0 medida que a subst\u00e2ncia esfria, surgem bolhas de g\u00e1s. Durante o processo de fundi\u00e7\u00e3o, a turbul\u00eancia pode potencialmente introduzir gases. Essa falha surge quando o metal fundido \u00e9 colocado no molde muito rapidamente.<\/p>\n\n\n\n

A ventila\u00e7\u00e3o deficiente dos moldes e n\u00facleos e a secagem insuficiente dos moldes e n\u00facleos causam a porosidade do g\u00e1s.<\/p>\n\n\n\n

Furos de pinos<\/h2>\n\n\n\n

Fora da fundi\u00e7\u00e3o ou abaixo da superf\u00edcie do floco, o ferro grafite nodular ou compactado, o ferro fundido male\u00e1vel e as fundi\u00e7\u00f5es de a\u00e7o fundido t\u00eam maior probabilidade de apresentar bolhas ou vazios.<\/p>\n\n\n\n

Os orif\u00edcios podem se desenvolver em pequenos grupos ou em uma ampla regi\u00e3o, danificando qualquer parte da fundi\u00e7\u00e3o. \u00c0s vezes, eles n\u00e3o s\u00e3o aparentes at\u00e9 depois da usinagem, embora sejam sempre vis\u00edveis a olho nu.<\/p>\n\n\n\n

Os pinholes podem aparecer como bolhas nodulares de metal nu ou bolhas com peles de grafite ou cavidades mais extensas de formato irregular seguidas de esc\u00f3rias ou oxida\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Furos abertos<\/h2>\n\n\n\n

Esses espir\u00e1culos s\u00e3o vis\u00edveis na superf\u00edcie do molde e s\u00e3o mais f\u00e1ceis de detectar do que os espir\u00e1culos subterr\u00e2neos.<\/p>\n\n\n\n

Preven\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Antes do vazamento do l\u00edquido, um bom projeto de molde pode reduzir a porosidade do g\u00e1s ou injetar nitrog\u00eanio na liga de alum\u00ednio. A hipping tamb\u00e9m pode ser usada para remover pequenas quantidades de porosidade do interior da pe\u00e7a fundida. Nessa t\u00e9cnica, o processo coloca a pe\u00e7a fundida em um forno de alta temperatura e a cont\u00e9m em um recipiente pressurizado. Posteriormente, a pe\u00e7a fundida \u00e9 aquecida em um g\u00e1s inerte, mais frequentemente arg\u00f4nio, para remover os componentes porosos por meio da aplica\u00e7\u00e3o de press\u00e3o isost\u00e1tica.<\/p>\n\n\n\n

Para fundir metal no v\u00e1cuo, em uma atmosfera com gases de baixa solubilidade ou sob um fluxo que iniba o contato com o ar, primeiro inclua excelentes t\u00e9cnicas de fluxo e fus\u00e3o. Em segundo lugar, aumente a permeabilidade ao g\u00e1s de areias mais grossas e de maior permeabilidade. Em seguida, o aumento da permeabilidade do molde e do n\u00facleo permite que o ar e o g\u00e1s escapem da cavidade do molde. Por fim, seque os moldes e os machos antes de us\u00e1-los, mantenha-os secos e reduza a temperatura do metal durante a fundi\u00e7\u00e3o para aumentar o ritmo da solidifica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Defeitos de fundi\u00e7\u00e3o de metal<\/h2>\n\n\n\n

Durante o vazamento do metal no molde, podem ocorrer falhas. Uma falha de metal de vazamento se enquadra em uma das seguintes categorias. Erros de execu\u00e7\u00e3o, fechamento a frio e inclus\u00f5es s\u00e3o falhas comuns no metal de vazamento.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"casting\"
Cold Shut (Fonte: Publica\u00e7\u00f5es cient\u00edficas e acad\u00eamicas<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Fechamento a frio<\/h2>\n\n\n\n

Um fechamento a frio \u00e9 um defeito de superf\u00edcie que aparece como uma linha ou fratura na superf\u00edcie da fundi\u00e7\u00e3o com uma borda circular. Essa falha \u00e9 aparente ao olho humano e faz com que o molde seja rejeitado, resultando em uma \u00e1rea fraca.<\/p>\n\n\n\n

Os fluxos de metal fundido que entram no molde a partir de duas portas se encontrar\u00e3o em uma jun\u00e7\u00e3o. As baixas temperaturas na jun\u00e7\u00e3o podem impedir a fus\u00e3o, fazendo com que os fluxos endure\u00e7am antes de se fundirem, resultando em um fechamento a frio.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

A falta de fluidez no metal derretido ou um sistema de passagem mal projetado \u00e9 a causa mais comum de fechamento a frio. O m\u00e9todo mais f\u00e1cil de evitar fechamentos duros \u00e9 tornar o metal fundido mais fluido. Voc\u00ea pode usar essa t\u00e9cnica de v\u00e1rias maneiras. Primeiro, otimize o mecanismo de passagem para reduzir os caminhos cruzados estreitos e manter os caminhos de fluxo curtos. Segundo, para evitar a solidifica\u00e7\u00e3o prematura, aumente a temperatura de vazamento. Terceiro, aumente a permeabilidade ao g\u00e1s do molde.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Erros de execu\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Fechamentos a frio e erros de execu\u00e7\u00e3o t\u00eam muito em comum. As falhas acontecem quando o metal l\u00edquido est\u00e1 frio demais para fluir at\u00e9 as bordas da cavidade do molde antes de congelar e endurecer. O metal l\u00edquido n\u00e3o preenche a c\u00e2mara do molde. Os desvios s\u00e3o as partes do molde, e o molde n\u00e3o as preenche.<\/p>\n\n\n\n

A solidifica\u00e7\u00e3o prematura ocorre pelos mesmos motivos que o fechamento a frio. Verifique o projeto do molde, o projeto do sistema de passagem e a fluidez do metal fundido se voc\u00ea tiver erros de execu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Tiros frios<\/h2>\n\n\n\n

Podem surgir gl\u00f3bulos s\u00f3lidos se um l\u00edquido respingar durante o derramamento. Esses gl\u00f3bulos ficam presos na fundi\u00e7\u00e3o quando congelam. O processo forma tiros frios como uma bola, uma gota ou uma p\u00e9rola e se conecta apenas ao metal.<\/p>\n\n\n\n

Considere a possibilidade de alterar os processos de derramamento para diminuir a turbul\u00eancia e ajustar os projetos do sistema de gating para diminuir a velocidade do gate a fim de evitar respingos e cold shots.<\/p>\n\n\n\n

Inclus\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Na superf\u00edcie da fundi\u00e7\u00e3o, voc\u00ea pode observar essas crostas met\u00e1licas irregulares. As crostas t\u00eam apenas alguns cent\u00edmetros de espessura, mas s\u00e3o vis\u00edveis a olho nu. Bordas afiadas, formas irregulares e uma forte conex\u00e3o com a fundi\u00e7\u00e3o s\u00e3o caracter\u00edsticas comuns.<\/p>\n\n\n\n

As crostas e os rabos de rato est\u00e3o intimamente ligados e geralmente ocorrem juntos. Esse processo geralmente remove as crostas para expor um rabo de rato. Quando o metal fundido contendo part\u00edculas de esc\u00f3ria \u00e9 injetado nas cavidades do molde e endurece, ocorre a inclus\u00e3o da esc\u00f3ria.<\/p>\n\n\n\n

Voc\u00ea pode evitar a inclus\u00e3o de esc\u00f3ria com uma simples mudan\u00e7a. Antes de colocar o metal fundido na cavidade do molde, remova todas as part\u00edculas de esc\u00f3ria.<\/p>\n\n\n\n

Voc\u00ea pode remover a esc\u00f3ria met\u00e1lica tratando-a com fluxo em um v\u00e1cuo ou em um ambiente inerte. Al\u00e9m disso, voc\u00ea pode fazer isso adicionando produtos qu\u00edmicos \u00e0 mistura para induzir a esc\u00f3ria a flutuar at\u00e9 o topo, onde ser\u00e1 f\u00e1cil detect\u00e1-la e remov\u00ea-la antes do vazamento. Como alternativa, voc\u00ea pode usar uma concha especial que despeja o metal a partir do fundo. Por fim, pode ser vantajoso incluir um filtro de cer\u00e2mica no sistema de comportas.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"\\"\"\/
Defeitos metal\u00fargicos (Fonte: Mashinini, P. M.. (2010). Janela de processo para soldagem por fric\u00e7\u00e3o de tit\u00e2nio de 3 mm (Ti-6Al-4V).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Defeitos metal\u00fargicos de fundi\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n\n

Esse tipo de falha de fundi\u00e7\u00e3o \u00e9 predominante nas t\u00e9cnicas de fundi\u00e7\u00e3o de a\u00e7o. Voc\u00ea encontrar\u00e1 principalmente dois tipos de falhas metal\u00fargicas.<\/p>\n\n\n\n

L\u00e1grimas quentes<\/h2>\n\n\n\n

As rachaduras aparecem como fissuras irregulares dispostas em um padr\u00e3o de ramifica\u00e7\u00e3o. Voc\u00ea pode notar que algumas rachaduras s\u00e3o aparentes sem amplia\u00e7\u00e3o, enquanto outras podem precisar dela. \u00c0 medida que a pe\u00e7a fundida esfria perto da conclus\u00e3o da solidifica\u00e7\u00e3o, ocorrem disparos.<\/p>\n\n\n\n

As rupturas a quente surgir\u00e3o se o metal de forma\u00e7\u00e3o n\u00e3o for forte o suficiente para suportar as tens\u00f5es de tra\u00e7\u00e3o durante a solidifica\u00e7\u00e3o. O projeto deficiente do molde \u00e9 a principal causa de rupturas quentes. Voc\u00ea pode resolver esses problemas com efici\u00eancia modificando o molde para aumentar a colapsabilidade.<\/p>\n\n\n\n

Pontos dif\u00edceis<\/h2>\n\n\n\n

Os pontos quentes s\u00e3o \u00e1reas mais dif\u00edceis do que o restante da regi\u00e3o. Essa situa\u00e7\u00e3o ocorre porque elas esfriaram mais rapidamente do que o material ao redor. As \u00e1reas duras podem obstruir a usinagem e levar a um maior desgaste da ferramenta.<\/p>\n\n\n\n

Os pontos quentes s\u00e3o uma consequ\u00eancia direta do resfriamento insuficiente. Se os pontos quentes forem uma preocupa\u00e7\u00e3o para voc\u00ea, h\u00e1 duas op\u00e7\u00f5es. A primeira e mais importante \u00e9 ajustar a t\u00e9cnica de resfriamento. Em segundo lugar, considere a possibilidade de alterar a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica do metal.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Em todo processo de engenharia, os defeitos de fundi\u00e7\u00e3o ocorrem com frequ\u00eancia. Qualquer abordagem tem certas limita\u00e7\u00f5es que resultam em falhas. \u00c9 poss\u00edvel obter uma fundi\u00e7\u00e3o sem defeitos por meio de projeto e moldagem adequados, mas as regras de controle e a interven\u00e7\u00e3o humana causam a maioria das falhas. Podemos reduzir as falhas de fundi\u00e7\u00e3o com a ajuda certa no trabalho. Em geral, um bom...<\/p>","protected":false},"author":13,"featured_media":13810,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[106],"tags":[],"class_list":["post-13809","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"yoast_head":"\nCasting Defects | Causes and Prevention - METALPIE<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"casting defects is a common situation in metal casting processes. 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