BR102013032407B1

BR102013032407B1 - equipamento de ensaio de areia de moldagem em casca e processo de análise qualitativa de areia de moldagem em casca

Info

Publication number: BR102013032407B1
Application number: BR102013032407-8A
Authority: BR
Inventors: Dorival De Oliveira Soares; Giovani Belinato Da Silveira; Thiago Barcelos De Oliveira
Original assignee: Serviço Nacional De Aprendizagem Industrial - Senai/sp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2021-03-16
Also published as: BR102013032407A2

Abstract

EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE AREIA DE MOLDAGEM EM CASCA E PROCESSO DE ANÁLISE QUALITATIVA DE AREIA DE MOLDAGEM EM CASCA A presente invenção se refere a um equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca que é econômico e mecanizado para qualificação de areia pela resistência a flexão a frio. O referido equipamento de ensaio compreende uma base (1), uma base direita (2), uma base esquerda (3), um aferidor de pressão (5), um suporte do aferidor de pressão (6), pelo menos um calço (7) , pelo menos um pino elástico (8), pelo menos um parafuso (9) e pelo menos um acionador (10). Além disso, a presente invenção se refere a um processo de análise qualitativa de areia de moldagem em casca utilizando o referido equipamento.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a um equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca que é econômico e mecanizado para qualificação de areia pela resistência a flexão a frio, sendo isento de ligações elétricas e pneumáticas.

Antecedentes da Invenção

[002] A fundição é o processo através do qual os metais ou ligas metálicas em estado fundido são vazados em um molde para a fabricação dos mais variados tipos de peças, objetos decorativos, joias/bijuterias, carcaças de máquinas, lingotes e outros.

[003] Existem vários processos diferentes para se produzir peças fundidas, sendo os mais comuns: fundição por gravidade, por centrifugação, sob pressão e de precisão. Cada um se ajusta a determinadas exigências de qualidade, custo e tempo. Mas, basicamente, o início do processo é a produção de um modelo ou de um molde.

[004] Os modelos são usados para dar forma ao fundido quando o molde utilizado é do tipo não permanente (geralmente de areia). Os modelos podem ser de madeira, plástico, isopor, metal ou mesmo de cera e podem ser aplicados produtos desmoldantes (talco, grafite) para facilitar sua retirada de dentro do molde.

[005] Os moldes, por sua vez, são o negativo da peça a ser produzida e o tipo de material com que são feitos depende do processo que será utilizado. Os mais comuns são feitos de areia de fundição. Dentre as areias comuns está a areia verde. A areia verde é composta essencialmente de areia silicosa, de argila e de água. A areia sintética tem a seguinte composição em porcentagem em peso: 80% de areia, 16% de argila e 4% de água. As areias de fundição são preparadas em misturadores, onde inicialmente são adicionados os componentes secos e posteriormente a água até a total homogeneização da mistura. Essa areia é colocada ou montada sobre o modelo, colocado na caixa de moldar. A areia utilizada nos processos de fundição é reaproveitada. Após a fundição a areia passa por um peneiramento e em seguida é levada novamente para o misturador.

[006] Outros processos de fundição também utilizam moldes de areia, mas o mais comum é o processo por gravidade, por ser também o mais barato. Nesse processo, confecciona-se um modelo que pode ser de madeira, coloca-o em uma caixa com areia deixando-se dois canais, o de vazamento e o de alimentação. Após o aquecimento e secagem do molde de areia, o modelo é retirado e é vazado o metal fundido que formará a peça. Após a solidificação o molde pode ser quebrado para a retirada da peça ou pode-se utilizá-lo para a produção de outras peças (isso depende do formato da peça e do molde, se ele possui formato que permita a remoção da peça).

[007] Também podem ser confeccionados moldes de metal (permanentes) ou mistos, com partes permanentes e partes temporárias (que podem ser quebradas após a solidificação do fundido). O processo de fundição com uso de moldes permanentes de metal permite a fabricação de milhares de peças com um único molde que deve ser feito de um metal com ponto de fusão maior que o metal da peça a ser produzida. Devido ao seu custo mais elevado, os moldes em metal são feitos apenas para produção de peças em série.

[008] Outros componentes importantes em fundição são os machos. Os machos são utilizados para preencher cavidades ou passagens da peça. O macho é colocado no molde antes do vazamento do metal líquido. Os machos, como os moldes, devem apresentar certa resistência, permeabilidade e devem ser quebradiços para poderem ser retirados com facilidade. Para se obter essas características, os machos são confeccionados a base de areia e aglomerados.

[009] A moldagem em casca (“shell molding”) é um processo de confecção de molde em areia sobre um modelo de metal onde este é constituído por uma camada fina de areia com resina o que permite a utilização de uma menor quantidade de material no processo (mesmo assim, é um processo mais caro que o convencional, mas permite melhor acabamento) . Após a confecção do molde ele passa por um processo de tratamento térmico para melhorar sua resistência e então, pode ser utilizado para o vazamento do fundido.

[010] A patente brasileira PI 9401552-0, depositada em 20 de abril de 1994, em nome de Maschinenfabrik Gustav Eirich e intitulada: “Processo e aparelho para definir as propriedades tecnológicas de moldagem de substâncias de moldagem em trabalhos de fundição” se refere a um processo e a um aparelho para definir as propriedades e/ou composição da areia de moldagem em trabalhos de fundição, onde algumas das propriedades são definidas em uma luva de teste que recebe uma amostra de areia de moldagem. A invenção propõe fazer uma medição ultrassônica da amostra de areia de moldagem, onde, independente disto, pelo menos uma propriedade adicional da amostra de areia de moldagem é medida ou definida, e os resultados combinados da medição ultrassônica são usados para definir a composição e/ou propriedades tecnológicas de moldagem da amostra. É proposto que um conversor ultrassónico seja provido em pelo menos uma superfície que delimite com o corpo de prova.

[011] O pedido de patente brasileiro PI 9202547-1, depositado em 30 de junho de 1992, em nome de André Luis Valentim, Antônio Cardoso Neto e Luis Marcelo Rizzo e intitulado: “Processo para determinação da consistência em misturas sintéticas de moldagem a verde” se refere a um processo para obtenção de um ensaio que forneça várias propriedades da areia a verde, dando uma noção geral da qualidade da mistura sintética de moldagem e do seu comportamento durante a moldagem e o vazamento, o que garante a boa eficiência da areia em confeccionar moldes isentos de defeitos. O processo é caracterizado pelo índice de consistência que é obtido através do produto da resistência à compressão em Lb/pol2 pelo fator de correção 0,7 e pela dureza superficial em A.F.S.

[012] O pedido de patente chinês CN1311432, depositado em 29 de fevereiro de 2000, em nome de University Dalian of Science & Eng e intitulado: “Fast testing method and device for compact rate of molding sand” se refere a um método rápido de teste para taxa compacta da areia de moldagem consistindo de uma técnica de teste elétrico de uma quantidade sem eletricidade de acordo com a porcentagem de variação em relação à altura de areia de moldagem correspondente, quando a amostra de areia de moldagem no é carregada no tubo de ensaio em duas pressões diferentes. O dispositivo para este método inclui mecanismo de posicionamento, pressão da cabeça, tubo de ensaio, transdutor de pressão, transdutor de deslocamento, circuito de computador de amostragem e circuito de exibição de bloqueio.

[013] Como pode ser observado, nenhum documento do estado da técnica descreve ou sugere um equipamento portátil de ensaio de areia para moldagem em casca, com o objetivo de estabelecer uma referência qualitativa para avaliação de areias tipo em casca em recebimentos das indústrias de fundição.

Sumário da Invenção

[014] É um objeto da presente invenção proporcionar um equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca compreendendo: uma base, uma base direita, uma base esquerda, um aferidor de pressão, um suporte do aferidor de pressão, pelo menos um calço, pelo menos um pino elástico, pelo menos um parafuso e pelo menos um acionador.

[015] É ainda um objeto da presente invenção proporcionar um processo de análise qualitativa de areia de moldagem em casca compreendendo as etapas de um processo de análise qualitativa de areia de moldagem em casca compreendendo as etapas de: a) após obtenção do corpo de prova que compreende a areia a ser analisada com base na CEMP-029, o referido corpo de prova é inserido no alojamento do equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca; b) manualmente, acionar o mecanismo de alavanca para a aplicação de carga até a sua ruptura; c) efetuar a leitura da carga no aferidor de pressão 5; e d) verificar o resultado na tabela de comparação.

Breve Descrição dos Desenhos

[016] A estrutura e operação da presente invenção, juntamente com vantagens adicionais da mesma poderão ser melhor entendidas mediante referência aos desenhos em anexo e às seguintes descrições:

[017] A figura 1 apresenta os componentes do equipamento portátil de ensaio de areia para moldagem em casca.

Descrição Detalhada da Invenção

[018] Embora a presente invenção possa ser suscetível a diferentes modalidades, são mostradas nos desenhos e na seguinte discussão detalhada, modalidades preferidas com o entendimento de que a presente descrição deve ser considerada uma exemplificação dos princípios da invenção e não pretende limitar a presente invenção ao que foi ilustrado e descrito aqui.

[019] A presente invenção se refere a um equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca compreendendo: uma base 1, uma base direita 2, uma base esquerda 3, um aferidor de pressão 5, um suporte do aferidor de pressão 6, pelo menos um calço 7, pelo menos um pino elástico 8, pelo menos um parafuso 9 e pelo menos um acionador 10.

[020] Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o aferidor de pressão 5 é um dinamômetro.

[021] O equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca da presente invenção é econômico, mecanizado e de obtenção de resultados de forma rápida para qualificação de areia pela resistência a flexão a frio.

[022] De acordo com a concretização preferida da invenção, o equipamento é portátil, totalmente mecanizado, é isento de ligações elétricas e pneumáticas, o que é necessário para o equipamento de mercado, e ainda acompanha tabela de conversão de carga, eliminando a realização de cálculos.

[023] Além disso, outro diferencial é o preço, sendo o equipamento da presente invenção cerca de 7,5 vezes mais barato que os equipamentos do mercado.

[024] Ainda, a presente invenção se refere a um processo de análise qualitativa de areia de moldagem em casca compreendendo as etapas de: a) após obtenção do corpo de prova 4 compreendendo a areia a ser analisada com base na norma ABIFA CEMP- 029, o referido corpo de prova é inserido no alojamento do equipamento portátil de ensaio de areia de moldagem em casca; b) manualmente, acionar o mecanismo de alavanca para a aplicação de carga até a sua ruptura; c) efetuar a leitura da carga no aferidor de pressão 5; e d) verificar o resultado na tabela de comparação.

[025] Como os equipamentos para ensaio deste tipo de areia possuem um valor relativamente alto, e nem todas as indústrias de fundição conseguem adquiri-lo, na ausência de outra alternativa, as mesmas acabam por confiar quase plenamente nos certificados de qualidade do fornecedor.

[026] Visando superar esse problema, foi desenvolvido um equipamento para ser uma referência de avaliação da areia recebida utilizando à técnica de resistência a flexão a frio. Somente este ensaio bastaria para validar o recebimento da areia por parte das indústrias de fundição.

[027] Assim, por meio da presente invenção é possível se obter agilidade, flexibilidade e economia em recebimentos de areias tipo moldagem em casca em fundições em geral.

[028] Em vista do exposto, o dispositivo da presente invenção apresenta as seguintes vantagens: - Agilidade (ensaio mais rápido); - Flexibilidade (portabilidade); - Economia (baixo custo);

[029] Ainda, é importante salientar que o equipamento tem a capacidade de detectar qualquer discrepância na areia recebida, assegurando algum erro por parte do fornecedor.

[030] O ensaio à flexão é por si só uma associação de dois esforços, de compressão e tração simultâneos, simulando a relação que o molde passaria no estágio de vazamento quando está sofrendo efeitos da pressão metalostática.

[031] Dessa forma, embora tenham sido mostradas apenas algumas modalidades da presente invenção, será entendido que várias omissões, substituições e alterações podem ser feitas por um técnico versado no assunto dispositivo aplicado a óculos de segurança, sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção.

[032] É expressamente previsto que todas as combinações dos elementos que desempenham a mesma função substancialmente da mesma forma para alcançar os mesmos resultados estão dentro do escopo da invenção. Substituições de elementos de uma modalidade descrita para outra são também totalmente pretendidas e contempladas.

[033] Também é preciso entender que os desenhos não estão necessariamente em escala, mas que eles são apenas de natureza conceitual. A intenção é, portanto, ser limitada, tal como indicado pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Equipamento de ensaio de areia de moldagem em casca caracterizado pelo fato de que compreende: uma base(1), uma base direita (2), uma base esquerda (3), um aferidor de pressão (5), um suporte do aferidor de pressão (6), pelo menos um calço (7), pelo menos um pino elástico (8), pelo menos um parafuso (9) e pelo menos um acionador (10).

2. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido equipamento é portátil.

3. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o referido aferidor de pressão (5) é um dinamômetro.

4. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido equipamento é isento de ligações elétricas e pneumáticas.