BR112017014342B1

BR112017014342B1 - sistema de alimentação para fundição de metal, e, processo para preparação de um molde

Info

Publication number: BR112017014342B1
Application number: BR112017014342-9A
Authority: BR
Inventors: Christof Volks; Harun Oztürk
Original assignee: Foseco International Limited
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2021-05-18
Also published as: EP3337631B1; ES2781584T3; JP2018513020A; JP6495438B2; BR112017014342A2; CN106475523B; KR101995530B1; MX2017008629A; CN106475523A; US20170182547A1; HUE049156T2; RU2017128468A3; US10500634B2; PL3337631T3; RU2017128468A; CN113926993A; US10022783B2; SI3337631T1; DE202016104787U1; WO2016166497A1

Abstract

SISTEMA E LUVA DE ALIMENTAÇÃO, E, PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE UM MOLDE. Um sistema de alimentação para fundição de metal que compreende uma luva de alimentação montada em um corpo tubular. O corpo tubular tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta, e uma porção compressível entre elas, de modo que mediante aplicação de uma força em uso, a distância entre a primeira e a segunda extremidades é reduzida. A luva de alimentação tem um eixo geométrico longitudinal e compreende uma parede lateral contínua que se estende geralmente em torno do eixo geométrico longitudinal, que define uma cavidade para receber metal líquido durante fundição, a parede lateral tendo uma base adjacente à segunda extremidade do corpo tubular. O corpo tubular define um furo aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida. A luva de alimentação tem pelo menos um recorte que se estende para dentro da parede lateral a partir da base, e a segunda extremidade do corpo tubular se projeta para dentro do recorte até uma profundidade fixa. O recorte pode ser uma ranhura que é separada da cavidade. A invenção também reside em uma luva de alimentação para uso no sistema, e em um (...).

Description

[001] A presente invenção é relativa a um sistema de alimentação para utilização em operações de fundição de metal que utilizam moldes de fundição, uma luva de alimentação para utilização no sistema de alimentação e um processo para preparação de um molde que compreende o sistema de alimentação.

[002] Em um processo de fundição típico, metal fundido é derramado em uma cavidade de molde pré-formada, que define a forma da peça fundida. No entanto, quando o metal solidifica ele encolhe, resultando em cavidades de encolhimento que, por sua vez, resultam em imperfeições inaceitáveis na peça fundida final. Este é um problema bem conhecido na indústria de fundição e é enfrentado pelo uso de luvas de alimentação ou tubos ascendentes que são integrados no molde, seja durante a formação do molde, aplicando-os a uma chapa modelo, ou mais tarde, inserindo uma luva em uma cavidade no molde formado. Cada luva de alimentação fornece um volume ou cavidade adicional (geralmente fechado) que está em comunicação com a cavidade do molde, de modo que metal derretido também entra na luva de alimentação. Durante solidificação, metal derretido dentro da luva de alimentação escoa de volta para a cavidade do molde para compensar o encolhimento da peça fundida.

[003] Após solidificação da peça fundida e remoção do material do molde, metal residual indesejado de dentro da cavidade da luva de alimentação permanece afixado à peça fundida e deve ser removido. Para facilitar remoção do metal residual, a cavidade da luva de alimentação pode ser afunilada em direção à sua base (isto é, a extremidade da luva de alimentação que será mais próxima da cavidade do molde) em um projeto vulgarmente referido como uma luva de pescoço para baixo. Quando um golpe acentuado é aplicado ao metal residual, ele se separa no ponto mais fraco que estará perto do molde (o processo comumente conhecido como “desprendimento”). Uma pequena impressão na peça fundida também é desejável para permitir o posicionamento das luvas de alimentação em áreas da peça fundida onde acesso pode ser restringido por aspectos adjacentes.

[004] Embora luvas de alimentação possam ser aplicadas diretamente sobre a superfície da cavidade do molde de fundição, elas são frequentemente usadas em conjunto com um elemento de alimentação (também conhecido como macho fragmentador). Um macho fragmentador é simplesmente um disco de material refratário (tipicamente um macho de areia ligado a resina ou um macho cerâmico ou um macho de material de luva de alimentação) com um furo normalmente no seu centro, que assenta entre a cavidade do molde e a luva de alimentação. O diâmetro do furo através do macho fragmentador é projetado para ser menor do que o diâmetro do interior da cavidade da luva de alimentação (que não precisa necessariamente ser afunilada), de modo que desprendimento ocorre no macho fragmentador próximo da superfície da peça fundida.

[005] A areia de moldagem pode ser classificada em duas categorias principais. Ligada quimicamente (com base ou em aglutinantes orgânicos ou inorgânicos) ou ligada a argila. Aglutinantes de moldagem com ligação química são tipicamente sistemas de autoendurecimento em que um aglutinante e um endurecedor químico são misturados com a areia e o aglutinante e o endurecedor começam a reagir imediatamente, mas suficientemente devagar o suficiente para permitir que a areia seja moldada em torno da chapa modelo e, então deixada endurecer o suficiente para remoção e fundição.

[006] Moldagem ligada em argila usa argila e água como o aglutinante e pode ser usada no estado "cru" ou não seco, e é comumente designada como areia crua. Misturas de areia crua não fluem rapidamente ou se movem facilmente sob forças de compressão isoladas e, portanto, para compactar a areia crua ao redor do modelo e dar ao molde propriedades de resistência suficientes como detalhado anteriormente, uma variedade de combinações de solavancos, vibração, aperto e martelamento são aplicadas para produzir moldes de resistência uniforme com alta produtividade. A areia geralmente é comprimida (compactada) em alta pressão, geralmente usando um ou mais êmbolos hidráulicos.

[007] Para aplicar luvas em tais processos de moldagem de alta pressão, pinos são normalmente fornecidos na chapa modelo de moldagem (que define a cavidade de molde) em locais predeterminados como pontos de montagem para as luvas de alimentação. Uma vez que as luvas necessárias são colocadas nos pinos (tal que a base do alimentador esteja sobre ou levantada acima da chapa modelo), o molde é formado derramando areia de moldagem sobre a chapa modelo e em torno das luvas de alimentação até as luvas de alimentação serem cobertas e a caixa do molde estar cheia. A aplicação da areia de moldagem e as altas pressões subsequentes podem causar dano e quebra da luva de alimentação, especialmente se a luva de alimentação estiver em contato direto com a chapa modelo antes de compactar, e com requisitos crescentes de complexidade de fundição e de produtividade, existe uma necessidade por moldes dimensionalmente mais estáveis e, consequentemente, uma tendência para pressões de compressão mais elevadas e quebras de luva resultantes.

[008] O Requerente desenvolveu uma gama de elementos de alimentação dobráveis para uso em combinação com luvas de alimentação, que estão descritos nas WO2005/051568, WO2007141446, WO2012110753 e WO2013171439. Os elementos de alimentação comprimem quando submetidos a pressão durante a moldagem, protegendo com isso a luva de alimentação contra danos.

[009] A US2008/0265129 descreve um inserto de alimentação para inserir em um molde de fundição usado para fundir metais, que compreende um corpo de alimentação que tem nele uma cavidade de alimentação. O lado do fundo do corpo de alimentação está em comunicação com o molde da peça fundida e o lado de topo do corpo de alimentação é dotado de um dispositivo de absorção de energia.

[0010] A EP1184104A1 (Chemex GmbH) descreve uma luva de alimentação de duas partes (que pode ser isolante ou exotérmica) que telescopa quando a areia de moldagem é comprimida; a parede interna da segunda parte (superior) é nivelada com a parede externa da primeira parte (inferior).

[0011] As figuras 3a a 3d da EG1184104A1 ilustram a ação telescópica da luva de alimentação de duas partes (102). A luva de alimentação (102) está em contato direto com o modelo (122), o que pode ser prejudicial quando uma luva exotérmica é empregada, uma vez que pode resultar em um acabamento superficial pobre, contaminação localizada da superfície da peça fundida e mesmo defeitos de fundição sub-superfície. Além disso, mesmo embora a parte inferior (104) seja afunilada, ainda existe uma ampla impressão no modelo (122), uma vez que a parte inferior (104) deve ser relativamente espessa para suportar as forças experimentadas durante a compressão. Isso não é satisfatório em termos de desprendimento e do espaço ocupado pelo sistema de alimentação no modelo. A parte interior inferior (104) e a parte exterior superior (106) são mantidas na posição por elementos de retenção (112). Os elementos de retenção (112) quebram e caem na areia de moldagem (150) para permitir que a ação telescópica tenha lugar. Os elementos de retenção irão se acumular na areia de moldagem ao longo do tempo e com isso contaminá-la. Isto é particularmente problemático, onde os elementos de retenção são feitos de material exotérmico, uma vez que eles podem reagir criando pequenos defeitos explosivos.

[0012] A US 6904952 (AS Luengen GmbH & Co. KG) descreve um sistema de alimentação onde um corpo tubular é colado temporariamente na parede interior de uma luva de alimentação. Existe um movimento relativo entre a luva de alimentação e o corpo tubular quando a areia de moldagem é comprimida.

[0013] Demandas crescentes estão sendo colocadas em sistemas de alimentação para uso em sistemas de moldagem de alta pressão, em parte devido aos avanços em equipamentos de moldagem e em parte devido a novos fundidos sendo produzidos. Certos graus de ferro dúctil e configurações particulares de fundidos podem influenciar negativamente a eficácia de desempenho de alimentação através do pescoço de certos elementos de alimentação de metal. Além disso, certas linhas de moldagem ou configurações de fundido podem resultar em sobrecompressão (colapso do elemento de alimentação ou telescopagem do sistema de alimentação), resultando em a base da luva estar em proximidade junto à superfície da peça fundida, separada apenas por uma fina camada de areia. A presente invenção proporciona um sistema de alimentação para utilização em fundidos de metal, que procura superar um ou mais problemas associados aos sistemas de alimentação da técnica anterior, ou proporcionar uma alternativa útil.

[0014] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de alimentação para fundição de metal que compreende uma luva de alimentação montada em um corpo tubular; o corpo tubular tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta, e uma porção compressível entre elas de modo que, mediante aplicação de uma força em uso, a distância entre as primeira e segunda extremidades é reduzida; a luva alimentadora tendo um eixo geométrico longitudinal e compreendendo uma parede lateral contínua que se estende geralmente em torno do eixo geométrico longitudinal que define uma cavidade para receber metal líquido durante fundição, a parede lateral tendo uma base adjacente à segunda extremidade do corpo tubular; o corpo tubular definindo um furo aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida, em que, pelo menos, um recorte se estende para a parede lateral a partir da base e a segunda extremidade do corpo tubular se projeta para dentro do recorte até uma profundidade fixa.

[0015] Em uso, o sistema de alimentação é montado sobre uma chapa modelo tipicamente colocado sobre um pino de moldagem afixado à chapa modelo, para manter o sistema no lugar, tal que o corpo tubular esteja junto do molde. O furo aberto definido pelo corpo tubular proporciona uma passagem a partir da cavidade da luva de alimentação para a cavidade do molde para alimentar a peça fundida quando ele esfria e encolhe. Durante a moldagem e subsequente compactação, o sistema de alimentação experimentará uma força na direção do eixo geométrico longitudinal do corpo tubular (o eixo geométrico do furo). Uma vez que a segunda extremidade do corpo tubular está retida a uma profundidade fixa dentro do recorte da luva de alimentação, esta força faz com que a porção compressível dobre, não havendo possibilidade de movimento relativo entre o corpo tubular e a luva. Daí, a alta pressão de compressão causa deformação do corpo tubular em vez da quebra da luva de alimentação. Tipicamente, o sistema de alimentação experimentará uma pressão de êmbolo (como medida na chapa modelo) de pelo menos 30, 60, 90, 120 ou 150 N/cm2.

[0016] A figura 3 da WO2005/051568, mostra um sistema de alimentação que compreende um macho fragmentador compressível (10, que é um corpo tubular) e uma luva de alimentação (20). O macho fragmentador compreende uma região de parede lateral radial, que está afixada à base da luva de alimentação por meio de adesivo. A figura 1 da WO2005/095020 mostra um sistema de alimentação que compreende um primeiro corpo moldado (4, que é um corpo tubular) e um segundo corpo moldado (5, que é uma luva de alimentação). O primeiro corpo moldado (4) compreende um elemento de deformação que é na forma de fole e está conectado à base da luva de alimentação por uma superfície de suporte anular. Na presente invenção, o corpo tubular se ajusta dentro de um recorte em uma luva de alimentação em vez de ser afixado à base de uma luva de alimentação.

[0017] Quando é usado um macho fragmentador de metal (telescópico dobrável ou tubular), o metal, que usualmente é aço, é aquecido na fundição e toma uma certa quantidade de energia do metal líquido dentro do alimentador. Normalmente, quebradores de macho de metal têm uma superfície de montagem anular, portanto reduzir o tamanho ou eliminar isso totalmente, reduz a quantidade de metal (frio) no macho fragmentador de metal, permitindo que o macho seja aquecido mais rápido com menos energia extraída do alimentador de metal. Além disso, embutindo parcialmente o macho fragmentador em uma luva exotérmica, ele receberá energia adicional e será superaquecido, o que, por sua vez, melhorará o desempenho da alimentação através do pescoço do macho. Corpo tubular

[0018] O corpo tubular serve para duas funções: (i) o corpo tubular tem um furo aberto através do mesmo que proporciona uma passagem a partir da cavidade da luva de alimentação para o molde de fundição e (ii) a deformação do corpo tubular (devido à porção dobrável) serve para absorver energia que poderia, de outra forma, causar quebra da luva de alimentação.

[0019] O corpo tubular compreende uma porção compressível. Em uma modalidade, a porção compressível tem uma configuração escalonada. Uma configuração escalonada é conhecida a partir de WO2005/051568. Em uma modalidade, a porção compressível compreende um único degrau ou "ruga". Em outra modalidade, a porção compressível compreende pelo menos 2, 3, 4, 5 ou 6 degraus ou rugas. Em uma tal modalidade, a porção compressível compreende desde 4 até 6 degraus ou rugas.

[0020] O diâmetro do(s) degrau(s) ou ruga(s) pode ser medido. Em uma modalidade, todas os degraus têm o mesmo diâmetro. Em outra modalidade, o diâmetro dos degraus diminui para a primeira extremidade do corpo tubular. Isto é, a porção compressível é tronco-cônica.

[0021] O ângulo μ do afunilamento entre a porção compressível conformada tronco-cônica e o eixo geométrico do furo/eixo longitudinal da luva de alimentação pode ser medido. Em uma série de modalidades, a porção tronco-cônica é inclinada do eixo geométrico em um ângulo não superior a 50, 40, 30, 20, 15 ou 10°. Em uma série de modalidades, a porção tronco- cônica é inclinada do eixo geométrico em um ângulo de pelo menos 3, 5, 10 ou 15°. Em uma modalidade, o ângulo μ é de desde 5 até 20°. Um ligeiro afunilamento pode ser benéfico para proporcionar compressão uniforme.

[0022] A configuração escalonada pode compreender uma série alternada de primeira e segunda regiões de parede lateral e o ângulo formado entre um par das primeira e segunda regiões de parede lateral pode ser medido. O ângulo interno (θ) é medido a partir de dentro do corpo tubular e o ângulo externo (Φ) é medido de fora do corpo tubular. Será entendido que os ângulos θ e Φ diminuirão na compactação quando a porção compressível dobra. Em uma série de modalidades, o ângulo entre um par de primeira e segunda regiões de parede lateral é de pelo menos 30, 40, 50, 60 ou 70°. Em uma série de modalidades, o ângulo entre um par de primeira e segunda regiões de parede lateral não é superior a 120, 100, 90, 80, 70, 60 ou 50°. Em uma modalidade, o ângulo entre um par de primeira e segunda regiões de parede lateral é de desde 60 até 90°.

[0023] A configuração escalonada pode compreender uma série alternada de primeira e segunda regiões de parede lateral e o ângulo α formado entre a(s) primeira(s) região(ões) de parede lateral e o eixo geométrico longitudinal do corpo tubular (o eixo geométrico do furo) pode ser medido. Da mesma forma, o ângulo β formado entre a(s) segunda(s) região(ões) de parede(s) lateral(ais) e o eixo geométrico do furo pode ser medido.

[0024] Em uma modalidade, os ângulos α e β são o mesmo.

[0025] Em uma modalidade, α ou β é aproximadamente 90°, isto é, as primeiras regiões de parede lateral ou as segundas regiões de parede lateral são aproximadamente perpendiculares ao eixo geométrico do furo.

[0026] Em uma modalidade, α ou β é aproximadamente 0, isto é, as primeiras regiões de parede lateral ou as segundas regiões de parede lateral são aproximadamente paralelas ao eixo geométrico do furo.

[0027] Em uma modalidade, cada um de α e β é de desde 40 até 70°, de desde 30 até 60° ou de desde 35° até 55°.

[0028] A altura do corpo tubular pode ser medida em uma direção paralela ao eixo geométrico do furo e pode ser comparada com a altura da porção compressível (também medida em uma direção paralela ao eixo geométrico do furo). Em uma série de modalidades, a altura da porção compressível corresponde a pelo menos 20, 30, 40 ou 50% da altura do corpo tubular. Em outra série de modalidades, a altura da porção compressível corresponde a não mais de 90, 80, 70 ou 60% da altura do corpo tubular.

[0029] O tamanho e a massa do corpo tubular dependerão da aplicação.

[0030] Geralmente, é preferível reduzir a massa do corpo tubular quando possível. Isso reduz custos de material e também pode ser benéfico durante a fundição, por exemplo, reduzindo a capacidade térmica do corpo tubular. Em uma modalidade, o corpo tubular tem uma massa inferior a 50, 40, 30, 25 ou 20 g.

[0031] Será entendido que o corpo tubular tem um eixo geométrico longitudinal, o eixo geométrico do furo. Em geral, a luva de alimentação e o corpo tubular serão moldados tal que o eixo geométrico do furo e o eixo geométrico longitudinal da luva de alimentação sejam o mesmo. No entanto, isso não é essencial.

[0032] A altura do corpo tubular pode ser medida em uma direção paralela ao eixo geométrico do furo e pode ser comparada à profundidade do recorte (a primeira profundidade). Em algumas modalidades, a relação da altura do corpo tubular para a primeira profundidade é de desde 1:1 até 5:1, de desde 1,1:1 até 3:1 ou de desde 1,3:1 até 2:1.

[0033] O corpo tubular tem um diâmetro interior e um diâmetro exterior e uma espessura que é a diferença entre os diâmetros interior e exterior (todos medidos em um plano perpendicular ao eixo geométrico do furo). A espessura do corpo tubular deve ser tal que permita que o corpo tubular se projete para dentro do recorte. Em algumas modalidades, a espessura do corpo tubular é de pelo menos 0,1, 0,3, 0,5, 0,8, 1, 2 ou 3 mm. Em algumas modalidades, a espessura do corpo tubular não é superior a 5, 3, 2, 1,5, 1, 0,8 ou 0,5 mm. Em uma modalidade, o corpo tubular tem uma espessura de 0,3 a 1,5 mm. Uma pequena espessura é benéfica por inúmeras razões, incluindo, reduzir o material necessário para fabricar o corpo tubular e permitir que o recorte correspondente na parede lateral seja estreito, e reduzir a capacidade térmica do corpo tubular e daí, a quantidade de energia absorvida a partir do metal alimentador na peça fundida. O recorte se estende desde a base da parede lateral e, quanto maior o recorte, o mais larga deverá ser a base para acomodá-lo.

[0034] Em uma modalidade, o corpo tubular tem uma seção transversal circular. No entanto, a seção transversal poderia ser não circular, por exemplo, oval, ovalada, elíptica. Em uma modalidade preferida, o corpo tubular se estreita (afunila) em uma direção para longe da luva de alimentação (ao lado da peça fundida em uso). Uma porção estreita adjacente à peça fundida é conhecida como um pescoço de alimentação e proporciona um melhor desprendimento do alimentador. Em uma série de modalidades, o ângulo do pescoço afunilado em relação ao eixo geométrico do furo não deve ser superior a 55, 50, 45, 40 ou 35°.

[0035] Para melhorar ainda mais o desprendimento, a base do corpo tubular pode ter uma borda direcionada para dentro, para fornecer uma superfície para montar sobre a chapa modelo e produzir um entalhe no pescoço do alimentador de fundido resultante para facilitar sua remoção (desprendimento).

[0036] O corpo tubular pode ser fabricado a partir de uma variedade de materiais adequados, que incluem metal (por exemplo, aço, ferro, alumínio, ligas de alumínio, latão, cobre, etc.) ou plásticos. Em uma modalidade particular, o corpo tubular é feito de metal. O corpo tubular de metal pode ser feito para ter uma pequena espessura, enquanto retendo resistência suficiente para suportar as pressões de moldagem. Em uma modalidade, o corpo tubular não é fabricado a partir de material de luva de alimentação (seja isolante ou exotérmico). O material da luva de alimentação geralmente não é suficientemente forte para suportar pressões de moldagem em pequena espessura, enquanto que um corpo tubular mais espesso requer uma ranhura mais larga na parede lateral e, portanto, aumenta o tamanho (e o custo associado) do sistema de alimentação como um todo. Adicionalmente, um corpo tubular compreendendo material da luva de alimentação também pode causar acabamento pobre de superfície, e defeitos onde está em contato com a peça fundida.

[0037] Em certas modalidades em que o corpo tubular é formado a partir de metal, ele pode ser formado por pressão a partir de uma única peça metálica de espessura constante. Em uma modalidade, o corpo tubular é fabricado através de um processo de estiramento, pelo que, um molde de folha de metal é estirado radialmente para uma matriz de conformação por meio da ação mecânica de uma punção. O processo é considerado estiramento profundo quando a profundidade da peça estirada excede seu diâmetro e é alcançada re-estirando a peça através de uma série de matrizes. Em outra modalidade, o corpo tubular é fabricado através de um processo de fiação ou de formação de metal por giro, pelo que, um disco de molde ou tubo de metal é primeiro montado em um torno de rotação e girado a alta velocidade. Pressão localizada é então aplicada em uma série de passagens de rolo ou de ferramenta, que faz com que o metal escoe sobre e em torno de um mandril que tem o perfil dimensional interno da parte acabada requerida.

[0038] Para ser adequado para a conformação por pressão ou a conformação por giro, o metal deveria ser suficientemente maleável para impedir rasgar ou rachar durante o processo de conformação. Em certas modalidades, o elemento alimentador é fabricado a partir de aços laminados a frio, com teor de carbono típico se situando desde um mínimo de 0,02% (grau DC06, Padrão Europeu EN10130 - 1999) até um máximo de 0,12% (grau DC01, Padrão Europeu EN10130 - 1999). Em uma modalidade o corpo tubular é feito a partir de aço que tem um teor de carbono inferior a 0,05, 0,04 ou 0,03%. Luva de alimentação

[0039] Em uma modalidade, o recorte é uma ranhura que se estende a partir da base da parede lateral. Será entendido que a ranhura na parede lateral é separada da cavidade da luva de alimentação. Em uma modalidade, a ranhura está localizada a pelo menos 5, 8 ou 10 mm da cavidade da luva de alimentação.

[0040] Em uma outra modalidade, o recorte é contíguo com a cavidade da luva de alimentação. Em uma tal modalidade, a extremidade do recorte é definida por um rebordo na parede lateral.

[0041] O recorte pode ser considerado como tendo uma primeira profundidade, que é a distância pela qual o recorte se estende para longe da base para dentro da parede lateral. Tipicamente, o recorte tem uma profundidade uniforme, isto é, a distância da base para dentro da parede lateral é a mesma, não importa onde é medida. No entanto, um recorte de profundidade variável poderia ser empregado se desejado, e a primeira profundidade será entendida ser a profundidade mínima, uma vez que isso determina a extensão em que o corpo tubular pode se projetar para dentro do recorte.

[0042] Antes de compactação, o corpo tubular é recebido no recorte a uma segunda profundidade; o corpo tubular, pelo menos parcialmente, se projeta para dentro do recorte. Em uma modalidade, o corpo tubular se projeta totalmente para dentro do recorte; isto é, a segunda profundidade é igual à primeira profundidade.

[0043] Em uma modalidade, a porção compressível do corpo tubular está espaçada do recorte. Alternativamente, a porção compressível do corpo tubular se projeta parcial ou totalmente para dentro do recorte na luva de alimentação (antes da compressão). O tamanho e a forma da porção compressível afetarão a localização da porção compressível. É mais prático que a porção compressível esteja localizada fora da luva de alimentação para permitir dobramento uniforme e consistente, e minimizar quaisquer partículas de luva serem desgastadas pelo movimento da porção de compressão contra a luva.

[0044] O recorte deve ser capaz de receber o corpo tubular. Daí, a seção transversal do recorte (em um plano perpendicular ao eixo geométrico do furo) corresponder à seção transversal do corpo tubular, por exemplo, a ranhura ser uma ranhura circular e o corpo tubular ter uma seção transversal circular. Em uma modalidade, o pelo menos um recorte é uma única ranhura contínua. Em outra modalidade, a luva de alimentação tem uma série de fendas, e o corpo tubular tem uma forma correspondente, por exemplo, uma borda acastelada.

[0045] Em uma série de modalidades, o recorte tem uma primeira profundidade de pelo menos 20, 30, 40 ou 50 mm. Em uma série de modalidades, a primeira profundidade não é superior a 100, 80, 60 ou 40 mm. Em uma modalidade, a primeira profundidade é de desde 25 ate 50 mm. A primeira profundidade pode ser comparada à altura da luva de alimentação. Em uma modalidade, a primeira profundidade corresponde a desde 10 até 50% ou 20 até 40% da altura da luva de alimentação.

[0046] O recorte é considerado ter uma largura máxima (W), que é medida em uma direção aproximadamente perpendicular ao eixo geométrico do furo e/ou ao eixo geométrico da luva de alimentação. Será entendido que a largura do recorte deve ser suficiente para permitir que o corpo tubular seja recebido dentro do recorte. Em uma série de modalidades, o recorte tem uma largura de pelo menos 0,5, 1, 2, 3, 5, 8 ou 10 mm. Em uma série de modalidades, o recorte tem uma largura máxima não superior a 15, 10, 5, 3 ou 1,5 mm. Em uma modalidade, o recorte tem uma largura máxima de 1 a 3 mm. Isto é particularmente útil quando o recorte é uma ranhura (separada da cavidade). Em uma modalidade o recorte tem uma largura máxima de 5 a 10 mm. Isto é particularmente útil quando o recorte é contíguo com a cavidade.

[0047] O recorte pode ter uma largura uniforme, isto é, a largura do recorte é a mesma, não importa onde é medido. Alternativamente, o recorte pode ter uma largura não uniforme. Por exemplo, quando o recorte é uma ranhura, ele pode estreitar para longe a partir da base da parede lateral. Daí, a largura máxima é medida na base da parede lateral e, então, a largura se reduz para um valor mínimo na primeira profundidade.

[0048] Em uma série de modalidades, a segunda profundidade (D2, a profundidade para a qual o corpo tubular é recebido no recorte) é pelo menos 30, 40 ou 50% da primeira profundidade. Em uma série de modalidades, a segunda profundidade é não mais de 90, 80 ou 70% da primeira profundidade. Em uma modalidade a segunda profundidade é de desde 80 até 100% da primeira profundidade.

[0049] Tipicamente, o corpo tubular se projeta para dentro do recorte até uma profundidade uniforme, isto é, a distância a partir da base até a extremidade do corpo tubular é a mesma, não importa onde é medida. No entanto, um corpo tubular que tem uma borda irregular (por exemplo, uma borda castelada) poderia ser empregado, se desejado, tal que a distância possa variar, e a segunda profundidade será entendida ser a profundidade máxima, exceto que não pode haver espaço entre o corpo tubular e a base da parede lateral para evitar a entrada de areia de moldagem na peça fundida.

[0050] A natureza do material da luva de alimentação não é particularmente limitada e pode ser, por exemplo, isolante ou exotérmica. Uma luva de alimentação exotérmica gera calor, o que ajuda a manter o metal fundido líquido por mais tempo. As luvas exotérmicas podem ser luvas de inflamação rápida, altamente exotérmicas de alta densidade, tal como a gama de produtos FEEDEX (RTM) vendidos por Foseco, ou luvas isolantes exotérmicas, como a gama KALMINEX (RTM) de produtos vendidos por Foseco que têm uma densidade notavelmente mais baixa e são menos exotérmicas que a gama de luvas FEEDEX.

[0051] Em uma modalidade, a luva de alimentação é uma luva de alimentação exotérmica. Como discutido acima, a presente invenção evita qualquer resfriamento potencial que tenha um efeito adverso sobre o desempenho da alimentação, embutindo parte do corpo tubular dentro da luva de alimentação e reduzindo a quantidade total de metal (frio) no corpo tubular (macho fragmentador) não usando uma superfície de montagem que se projeta fora da cavidade da luva de alimentação. Este benefício é mais notável quando usando uma luva exotérmica ao invés de uma luva isolante, pois acredita-se que isso ajuda a superaquecer o corpo tubular de metal (macho fragmentador).

[0052] O modo de fabricação não é particularmente limitado, a luva pode ser fabricada, por exemplo, usando ou o processo de conformação a vácuo ou método de inserção de macho. Tipicamente, uma luva de alimentação é feita a partir de uma mistura de enchimentos refratários de baixa e alta densidade (por exemplo, areia de sílica, olivina, microesferas e fibras ocas de alumino-silicato, chamote, alumina, pedra-pomes, perlita, vermiculita) e aglutinantes. Uma luva exotérmica requer ainda um combustível (geralmente liga de alumínio ou alumínio), um oxidante (tipicamente óxido de ferro, dióxido de manganês ou nitrato de potássio) e geralmente iniciadores/sensibilizantes (tipicamente criolita).

[0053] Em uma modalidade uma luva de alimentação convencional é fabricada e, então, material da luva de alimentação é removido da base para formar o recorte, por exemplo, por perfuração ou esmerilhamento. Em outra modalidade, a luva de alimentação é fabricada com o recorte no lugar, tipicamente por um método de inserção de macho incorporando uma ferramenta que define o recorte, por exemplo, a ferramenta tem um mandril fino em torno do qual a luva é formada, depois do que, a luva é removida (retirada) da ferramenta e do mandril. Em uma outra modalidade, a luva é formada em torno do corpo tubular.

[0054] Em uma série de modalidades, a luva de alimentação tem uma resistência (resistência a esmagamento) de pelo menos 8kN, 12kN, 15kN, 20kN ou 25kN. Em uma série de modalidades, a resistência da luva é inferior a 25kN, 20kN, 18kN, 15kN ou 10kN. Para facilitar a comparação, a resistência de uma luva de alimentação é definida como a resistência à compressão de um corpo de teste cilíndrico de 50x50mm feito a partir do material da luva de alimentação. Uma máquina de teste de compressão EM 201/70 (Form & Test Seidner, Alemanha) é usada e operada de acordo com as instruções do fabricante. O corpo de teste é colocado centralmente sobre a inferior das placas de aço e carregado até a destruição quando a placa inferior é movida para a placa superior a uma velocidade de 20mm/min. A resistência efetiva da luva de alimentação dependerá não só da composição exata, do aglutinante utilizado e do método de fabricação, mas também do tamanho e projeto da luva, o que é ilustrado pelo fato que a resistência de um corpo de teste ser geralmente mais elevada do que aquela medida por uma luva modelo de topo plano.

[0055] Em uma série de modalidades, a luva de alimentação tem uma densidade de pelo menos 0,5, 0,8, 1,0 ou 1,3 g/cm3. Em outra série de modalidades, a luva de alimentação tem uma densidade não superior a 2,0, 1,5 ou 1,2 g/cm3. KALMIN S (RTM) é uma luva comercialmente disponível com uma densidade típica de 0,45 g/cm3; esta luva é isolante. Luvas de alimentação isolantes exotérmicas de baixa densidade estão disponíveis sob o nome comercial KALMINEX (RTM) e tipicamente têm densidades de desde 0,58 até 0,95 g/cm3. FEEDEX HD (RTM) é uma luva altamente exotérmica de alta densidade comercialmente disponível que tem uma densidade de 1,4 g/cm3. É geralmente descoberto que aumentar a densidade de uma luva ajustando os tipos de enchimentos refratários e outros componentes, normalmente resulta em um aumento em resistência.

[0056] Parâmetros que podem ser considerados ao avaliar uma mancha de alimentação exotérmica incluem o tempo de ignição, a temperatura máxima alcançada (Tmax), a duração da reação exotérmica (tempo de queima) e o Fator do Módulo de Extensão (MEF, extensão do tempo de solidificação por um fator de x).

[0057] Em uma modalidade, a luva de alimentação tem um MEF de pelo menos 1,40, 1,55 ou 1,60. As luvas de alimentação KALMINEX 2000 (RTM) são luvas isolantes exotérmicas e tipicamente têm um MEF de 1,58 até 1,64, enquanto que as luvas FEEDEX (RTM) são exotérmicas e tipicamente têm um MEF de 1,6 até 1,7, respectivamente. Luvas de alimentação KALMIN S (RTM) são isolantes e tipicamente têm um MEF de 1,4 até 1,5.

[0058] Em uma modalidade, a luva de alimentação compreende um telhado espaçado a partir da base da parede lateral. A parede lateral e o telhado juntos definem a cavidade para receber metal líquido durante a fundição. Em uma tal modalidade, o telhado e a parede lateral são formados integralmente. Alternativamente, a parede lateral e o telhado são separáveis, isto é, o telhado é uma tampa. Em uma modalidade, ambas, a parede lateral e o telhado são feitos de material de luva de alimentação.

[0059] Luvas de alimentação estão disponíveis em inúmeras formas, incluindo cilindros, ovais e domos. Desta maneira, a parede lateral pode ser paralela ao ou angulada a partir do eixo geométrico longitudinal da luva de alimentação. O telhado (se presente) pode ser de topo plano, em domo, em domo de topo plano, ou qualquer outra forma adequada.

[0060] O telhado da luva pode ser fechado de modo que a cavidade da luva de alimentação seja fechada, e também pode conter um recesso (um furo cego) que se estende parcialmente através da seção de topo do alimentador (oposta à base) para ajudar na montagem do sistema de alimentação sobre um pino de moldagem afixado à chapa modelo. Alternativamente, a luva de alimentação pode ter uma abertura (um furo aberto) que se estende através de todo o teto do alimentador, de modo que a cavidade do alimentador seja aberta. A abertura deve ser larga o suficiente para acomodar um pino de suporte, mas estreita o suficiente para evitar a entrada de areia na cavidade da luva de alimentação durante a moldagem. O diâmetro da abertura pode ser comparado com o diâmetro máximo da cavidade da luva de alimentação (ambos medidos em um plano perpendicular ao eixo geométrico longitudinal da luva de alimentação). Em uma modalidade, o diâmetro da abertura não é superior a 40, 30, 20, 15 ou 10% do diâmetro máximo da cavidade da luva de alimentação.

[0061] Em uso, o sistema de alimentação é normalmente colocado sobre um pino de suporte para manter o sistema de alimentação na posição desejada na chapa modelo antes da areia ser comprimida e compactada. Na compressão, a luva se move em direção à superfície do modelo de molde e o pino, se fixado, pode perfurar o telhado da luva de alimentação, ou simplesmente pode atravessar a abertura ou recesso quando a luva se move para baixo. Este movimento e contato do telhado com o pino podem fazer com que pequenos fragmentos de luva quebrem e caíam na cavidade de fundição, resultando em acabamento pobre da superfície de fundição ou contaminação localizada da superfície da peça fundida. Isso pode ser superado revestindo a abertura ou o recesso no telhado com um inserto oco, ou colar interno, que pode ser fabricado a partir de uma variedade de materiais adequados, incluindo metal, plástico ou cerâmica. Assim, em uma modalidade, a luva de alimentação pode ser modificada para incluir um colar interno que reveste a abertura ou recesso no telhado do alimentador. Este colar pode ser inserido na abertura ou recesso no telhado da luva depois que a luva tenha sido produzida, ou, em alternativa, ser incorporado durante a fabricação da luva, pelo que, material da luva é inserido como macho ou moldado em torno do colar, após o que a luva é curada e mantém o colar no lugar. Um tal colar protege a luva de qualquer dano que possa ser causado pelo pino de suporte durante a moldagem e a compactação.

[0062] A invenção também reside em uma luva de alimentação para uso no sistema de alimentação de acordo com modalidades do primeiro aspecto.

[0063] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionada uma luva de alimentação para utilização na fundição de metal, a luva de alimentação tendo um eixo geométrico longitudinal e compreendendo uma parede lateral contínua que se estende geralmente em torno do eixo geométrico longitudinal e um telhado que se estende geralmente através do eixo geométrico longitudinal, da parede lateral e telhado definindo, em conjunto uma cavidade para receber metal líquido durante a fundição, na qual a parede lateral tem uma base espaçada do telhado e uma ranhura que se estende desde a base para dentro da parede lateral.

[0064] Os comentários acima em relação ao primeiro aspecto também se aplicam ao segundo aspecto, com a exceção que a luva de alimentação do segundo aspecto deve compreender um telhado. Será entendido que a ranhura se estende para longe da base e em direção ao telhado.

[0065] Em uma modalidade, uma abertura (um furo aberto) se estende através do telhado do alimentador. Em uma tal modalidade, um colar interno reveste a abertura. Esta modalidade é útil quando a luva de alimentação é utilizada com um pino de suporte como descrito acima.

[0066] Em uma modalidade o telhado é fechado, isto é, nenhuma abertura se estende através do telhado do alimentador.

[0067] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um processo para preparação de um molde, que compreende colocar o sistema de alimentação do primeiro aspecto sobre um modelo, o sistema de alimentação compreendendo uma luva de alimentação montada sobre um corpo tubular; a luva de alimentação compreendendo uma parede lateral contínua que define uma cavidade para receber metal líquido durante fundição, a parede lateral tendo uma base adjacente ao corpo tubular; o corpo tubular definindo um orifício aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida, o corpo tubular tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta, e uma porção compressível entre elas, em que um recorte se estende para dentro da parede lateral a partir da base e a segunda extremidade do corpo tubular se projeta para dentro do recorte até uma profundidade fixa; circundar o modelo com o material do molde; compactar o material do molde; e remover o modelo do material de molde compactado para formar o molde; em que compactar o material de molde compreende aplicar pressão ao sistema de alimentação, tal que a porção compressível seja comprimida e a distância entre a primeira e a segunda extremidades seja reduzida.

[0068] O molde poderia ser um molde dividido horizontalmente ou dividido verticalmente. Se usado em uma máquina de moldagem partida verticalmente (como máquinas de moldagem Disamatic sem caixa fabricadas por DISA Industries A/S), o sistema de alimentação é tipicamente colocado sobre a placa oscilante (modelo) quando na posição horizontal durante o ciclo normal de fabricação do molde. As luvas podem ser colocadas sobre o modelo horizontal ou placa oscilante manual ou automaticamente por meio do uso de robôs.

[0069] Os comentários acima em relação ao primeiro e segundo aspectos também se aplicam ao terceiro aspecto. Em particular, em uma modalidade, o recorte é uma ranhura (separada da cavidade). Em outra modalidade, o recorte é contíguo com a peça fundida.

[0070] Em uma série de modalidades, compactar o material do molde compreende aplicar de uma pressão de êmbolo (como medida na chapa modelo) de pelo menos 30, 60, 90, 120 ou 150 N/cm2.

[0071] Em uma modalidade, a porção compressível tem uma configuração escalonada. Em uma tal modalidade, a configuração escalonada compreende uma série alternada de primeira e segunda regiões de parede lateral e a compressão da porção compressível reduz o ângulo entre um par de primeira e segunda regiões de parede lateral.

[0072] Em uma modalidade, o material do molde é areia ligada à argila (geralmente referida como areia crua), que tipicamente compreende uma mistura de argila tal como bentonita de sódio ou cálcio, água e outros aditivos, tais como pó de carvão e aglutinante de cereais. Alternativamente, o material do molde é areia de molde contendo um aglutinante.

[0073] Modalidades da invenção serão agora descritas apenas a título de exemplo com referência aos desenhos anexos nos quais: -

[0074] As Figuras 1 a 5 são diagramas esquemáticos que mostram sistemas de alimentação de acordo com modalidades da invenção.

[0075] Fazendo referência à Fig. 1a, é mostrado um sistema de alimentação 10 antes da compressão. O sistema de alimentação compreende uma luva de alimentação exotérmica 12 montada sobre um corpo tubular 14. A luva de alimentação 12 tem um eixo geométrico longitudinal Z e uma parede lateral contínua 16 que se estende geralmente radialmente em torno do eixo geométrico para definir uma cavidade para receber metal derretido durante fundição. A parte superior da luva de alimentação 12 não está mostrada.

[0076] O corpo tubular 14 afunila para dentro em uma primeira extremidade 18 para formar um pescoço de alimentação em contato com uma chapa modelo 20. O corpo tubular 14 tem uma segunda extremidade 22 que se projeta para dentro de uma ranhura 24 que se estende a partir da base 16a da parede lateral 16. A ranhura 24 é separada da cavidade. A segunda extremidade 22 e a ranhura 24 são dimensionadas e moldadas para proporcionar um ajuste de atrito, que prende o corpo tubular 14 no lugar a uma profundidade fixa.

[0077] O corpo tubular 14 define um furo aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida em uso. Neste exemplo, o eixo geométrico do furo se situa ao longo do eixo geométrico longitudinal Z.

[0078] O corpo tubular 14 compreende dois degraus 26 entre a primeira extremidade 18 e a segunda extremidade 22 que constituem uma porção compressível. Os degraus 26 podem ser considerados como uma série alternada de primeiras regiões de parede lateral 26a e segundas regiões de parede lateral 26b. As primeiras regiões de parede lateral 26a são perpendiculares ao eixo geométrico de furo Z e as segundas regiões de parede lateral 26b são paralelas ao eixo geométrico de furo Z. O ângulo entre um par da primeira 26a e segunda regiões de parede lateral 26b é de 90°. O diâmetro da primeira e segunda regiões da parede lateral diminui em uma direção para longe da luva de alimentação, a porção compressível pode ser considerada ser tronco-cônica. A distância entre a primeira e segunda extremidades 18, 22 do corpo tubular 14 é mostrada como D1.

[0079] Fazendo referência à figura 1b, é mostrado o sistema de alimentação 10 após compressão. A aplicação de uma força ao longo do eixo geométrico Z durante a compactação faz com que o corpo tubular 14 dobre, reduzindo com isso a distância entre a primeira extremidade 18 e a segunda extremidade 22 para D2. A luva de alimentação 12 se move mais perto do modelo 20 em compactação.

[0080] Fazendo referência à Fig. 2a, é mostrado um sistema de alimentação 28 antes de compressão. O sistema de alimentação compreende a luva de alimentação exotérmica 12 montada em um corpo tubular 30 e um pino de suporte 32. O corpo tubular 30 afunila para dentro em uma primeira extremidade 34 para formar um pescoço de alimentação em contato com a chapa modelo 20. O corpo tubular 30 tem uma segunda extremidade 36 que se projeta para dentro da ranhura 24.

[0081] O topo de um pino de moldagem 32 está localizado em um recesso complementar 38 no telhado 40 da luva 12 e em compactação, quando a luva 12 se move para baixo, o topo do pino de moldagem 32 perfura a seção fina no topo do telhado 40. Se desejado, um colar poderia ser ajustado no recesso 38 para evitar o risco de fragmentos de luva quebrarem quando o pino 32 perfura o telhado 40. Alternativamente, uma abertura estreita poderia se estender através do telhado 40 em lugar do recesso 38 e, com isso, acomodar o pino de suporte 32. Neste caso, a abertura deveria ter um diâmetro correspondente a aproximadamente 15% do diâmetro máximo da cavidade da luva de alimentação.

[0082] O corpo tubular 30 é mostrado sem a luva de alimentação na Fig. 2b. O corpo tubular 30 compreende uma única ruga para fora 40 entre a primeira extremidade 34 e a segunda extremidade 36, que constitui uma porção compressível. A ruga 40 é formada por uma primeira região de parede lateral 40a e segunda região de parede lateral 40b. A primeira região de parede lateral 40a faz um ângulo α com o eixo geométrico longitudinal Z e a segunda região de parede lateral 40b forma um ângulo β com o eixo geométrico longitudinal Z. Os ângulos α e β são o mesmo (ambos aproximadamente 50°). O ângulo θ formado entre a primeira e segunda regiões de parede lateral 40a, 40b é aproximadamente 80°. Será entendido que α + β + θ = 180°.

[0083] Na compactação uma força será aplicada na direção do eixo geométrico Z fazendo com que o corpo tubular dobre, reduzindo com isso a distância D1 entre as primeira e segunda extremidades 34, 36 e reduzindo o ângulo θ.

[0084] Fazendo referência à Fig. 3a é mostrado um sistema de alimentação 42 antes de compressão. O sistema de alimentação 42 compreende a luva de alimentação exotérmica 12 montada em um corpo tubular 44. O corpo tubular 42 afunila em uma primeira extremidade 46 para formar um pescoço de alimentação em contato com a chapa modelo 20. O corpo tubular 42 tem um rebordo ou flange dirigido para dentro 48 em sua base, que assenta na superfície da chapa modelo 20 em uso, e produz um entalhe no pescoço de alimentação de metal resultante para facilitar a sua remoção (desprendimento). O corpo tubular 42 tem uma segunda extremidade 50 que se projeta para dentro da ranhura 24 até a profundidade total da ranhura 24. Deve ser entendido que uma ranhura afunilada deveria ser empregada, pelo que, o corpo tubular é incapaz de se projetar completamente até o final da ranhura, onde a ranhura se torna muito estreita.

[0085] O corpo tubular 44 compreende quatro rugas para dentro 52 entre a primeira extremidade 46 e a segunda extremidade 50, que constituem uma porção compressível. As rugas 52 são formadas por uma série alternada de primeiras regiões de parede lateral 52a e segundas regiões de parede lateral 52b. As primeiras regiões de parede lateral 52a fazem um ângulo α com o eixo geométrico longitudinal Z e as segundas regiões de parede lateral 52b fazem um ângulo β com o eixo geométrico longitudinal Z. Os ângulos α e β são o mesmo (ambos aproximadamente 50°). O uso de duas ou mais rugas 52 pode ser considerado fornecer uma construção de tipo fole. O ângulo interno θ formado entre um par das primeira e segunda regiões de parede lateral 52a, 52b é de aproximadamente 80°. Será entendido que α + β + θ = 180°.

[0086] Fazendo referencia à figura 3b é mostrado o sistema de alimentação 42 depois de compressão. A aplicação de uma força ao longo do eixo geométrico Z durante a compactação faz com que o corpo tubular 44 dobre, reduzindo com isso a distância entre a primeira extremidade 46 e a segunda extremidade 50 para D2. A luva de alimentação 12 se move mais perto do modelo 20 em compactação.

[0087] Fazendo referência à figura 4a, é mostrado um sistema de alimentação 54 antes de compressão. O sistema de alimentação compreende uma luva de alimentação exotérmica 56 montada sobre um corpo tubular 58. A luva de alimentação 56 tem um eixo geométrico longitudinal Z e uma parede lateral contínua 60 se estende geralmente radialmente em torno do eixo geométrico para definir uma cavidade para receber metal derretido durante fundição. A parede lateral contínua 60 tem uma base 60a a partir da qual se estende um recorte 62. A extremidade do recorte 62 é definida por uma borda 60b na parede lateral 60. O recorte 62 tem uma largura W medida em uma direção perpendicular ao eixo geométrico do furo Z.

[0088] O corpo tubular 58 afunila para dentro em uma primeira extremidade 64 para formar um pescoço de alimentação em contato com a chapa modelo 20. O corpo tubular 58 tem uma segunda extremidade 66 que se projeta para dentro do recorte 62 e encosta na borda 60b. O corpo tubular 58 e o recorte 62 são dimensionados e moldados tal que o corpo tubular 58 se ajusta apertado contra a parede lateral 60. O corpo tubular 58 define um furo aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida em uso. Neste exemplo, o eixo geométrico do furo se situa ao longo do eixo geométrico longitudinal Z.

[0089] O corpo tubular 58 compreende três rugas para dentro 68 entre a primeira extremidade 64 e a segunda extremidade 66 que, em conjunto, constituem uma porção compressível como fole. As rugas 68 são uma série alternada de primeiras regiões de parede lateral 68a e segundas regiões de parede lateral 68b. Cada uma das primeiras regiões de parede lateral 68 faz um ângulo α com o eixo geométrico longitudinal Z e cada uma das segundas regiões de parede lateral 68 faz um ângulo β com o eixo geométrico longitudinal Z. Os ângulos α e β são o mesmo (aproximadamente 50°). O ângulo interno θ formado entre um par das primeira e segunda regiões de parede lateral 68a, 68b é aproximadamente 80°. Será entendido que α + β + θ = 180°.

[0090] A Figura 4b mostra o sistema de alimentação 54 após compressão. O corpo tubular 58 dobra reduzindo a distância a partir da primeira extremidade 64 para a segunda extremidade 66 para D2. As rugas são comprimidas, reduzindo o ângulo θ para aproximadamente 5°.

[0091] A figura 5 mostra um corpo tubular 70 para uso em combinação com uma luva de alimentação tal como a luva de alimentação 12 (Fig. 1) ou a luva de alimentação 56 (Fig. 4). O corpo tubular 70 tem uma primeira extremidade 72 e uma segunda extremidade 74 e define um furo aberto através do mesmo. O furo tem um eixo geométrico longitudinal Z (o eixo geométrico do furo). O corpo tubular tem uma porção compressível que consiste em 4 rugas para dentro 76 que têm uma série alternada de primeiras 76a e segundas 76b regiões de parede lateral. A porção compressível é tronco- cônica, o diâmetro das rugas 76 diminui ligeiramente da segunda extremidade 74 para a segunda extremidade 72, isto é, o corpo tubular afunila para dentro em direção à chapa modelo 20. O ângulo do afunilamento μ é inferior a 10° (medido com referência ao eixo geométrico do furo Z).

[0092] As primeiras regiões de parede lateral 76a formam um ângulo interno α com o eixo geométrico do furo e as segundas regiões de parede lateral 76b formam um ângulo interno β com o eixo geométrico do furo. O ângulo α é ligeiramente maior (aproximadamente 60°) do que o ângulo β (aproximadamente 45°). O ângulo entre a primeira e a segunda regiões de parede lateral é de aproximadamente 75° (seja medido dentro ou fora do corpo tubular).

Claims

1. Sistema de alimentação (10, 28, 42, 54) para fundição de metal compreendendo uma luva de alimentação (12, 56) montada em um corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70), caracterizado pelo fato de: o corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) ter uma primeira extremidade (18, 34, 46, 64, 72) e uma segunda extremidade oposta (22, 36, 50, 66, 74) e uma porção compressível entre elas tal que, mediante aplicação de uma força em uso, distância (D1) entre aquelas primeira e segunda extremidades (18, 34, 46, 64, 72; 22, 36, 50, 66, 74) seja reduzida; a luva de alimentação (12, 56) ter um eixo geométrico longitudinal (Z) e compreender uma parede lateral (16, 60) contínua que se estende geralmente em torno daquele eixo geométrico longitudinal (Z) que define uma cavidade para receber metal líquido durante fundição, a parede lateral (16, 60) tendo uma base (16a, 60a) adjacente àquela segunda extremidade (22, 36, 50, 66, 74) do corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70); o corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) definir um furo aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida, em que pelo menos um recorte (24, 62) se estende para dentro da parede lateral (16, 60) a partir da base (16a, 60a), e a segunda extremidade (22, 36, 50, 66, 74) do corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) se projeta para dentro do recorte (24, 62) até uma profundidade fixa.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção compressível compreende um único degrau ou ruga (26, 40, 52, 68, 76) constituído por primeira e segunda regiões de parede lateral (26a, 40a, 52a, 68a, 76a; 26b, 40b, 52b, 68b, 76b).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção compressível compreende uma série alternada de primeira e segunda regiões de parede lateral (26a, 40a, 52a, 68a, 76a; 26b, 40b, 52b, 68b, 76b), proporcionando com isso múltiplos degraus ou rugas (26, 40, 52, 68, 76).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a série alternada de primeira e segunda regiões de parede lateral (26a, 40a, 52a, 68a, 76a; 26b, 40b, 52b, 68b, 76b) forma em conjunto quatro degraus ou rugas (26, 40, 52, 68, 76).

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que (i) o ângulo θ formado entre um par de primeira e segunda regiões de parede lateral (26a, 40a, 52a, 68a, 76a; 26b, 40b, 52b, 68b, 76b) é de 60 a 90°; (ii) o ângulo α formado entre a(s) primeira(s) região(ões) de parede lateral (40a, 52a, 68a, 76a) e o eixo geométrico longitudinal (Z) do corpo tubular (30, 44, 58, 70) é de 30 a 60°; e/ou (iii) o ângulo β formado entre a(s) segunda(s) região(ões) de parede lateral (40b, 52b, 68b, 76b) e o eixo geométrico longitudinal (Z) do corpo tubular (30, 44, 58, 70) é de 30 a 60°.

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que cada um dos degraus ou rugas (40, 52, 68, 76) possui um diâmetro medido em uma direção perpendicular ao eixo geométrico longitudinal (Z) e todos degraus ou rugas (40, 52, 68, 76) têm mesmo diâmetro.

7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que cada um dos degraus ou rugas (76) possui um diâmetro medido numa direção perpendicular ao eixo geométrico longitudinal (Z) e o diâmetro dos degraus ou rugas (76) diminui para a primeira extremidade (72) do corpo tubular (70) para formar uma porção compressível tronco-cônica.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a porção compressível tronco-cônica está inclinada a partir do eixo geométrico longitudinal (Z) em um ângulo μ não superior a 15°.

9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) é feito de metal.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o metal é aço possuindo um teor de carbono inferior a 0,05%.

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o recorte (24, 62) se estende para longe da base (16a, 60a) para uma primeira profundidade, e o corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) se projeta para dentro do recorte (24, 62) para a primeira profundidade.

12. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o recorte (24, 62) se estende para longe da base (16a, 60a) para uma primeira profundidade, e a dita primeira profundidade corresponde a partir de 5 a 30% da altura da luva de alimentação (12, 56).

13. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o recorte (24) é uma ranhura.

14. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o recorte (62) é contíguo com a cavidade da luva de alimentação (12, 56).

15. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a porção compressível do corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) é espaçada do recorte (24, 62).

16. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a luva de alimentação (12, 56) é uma luva de alimentação exotérmica.

17. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a luva de alimentação (12, 56) possui uma resistência a esmagamento de pelo menos 25kN.

18. Processo para preparação de um molde, compreendendo: colocar um sistema de alimentação (10, 28, 42, 54) numa chapa modelo, o sistema de alimentação (10, 28, 42, 54) compreendendo uma luva de alimentação (12, 56) montada em um corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70); a luva de alimentação (12, 56) compreendendo uma parede lateral (16, 60) contínua que define uma cavidade para receber metal líquido durante fundição, a parede lateral (16, 60) tendo uma base (16a, 60a) adjacente ao corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70); caracterizado pelo fato de: dito corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) definir um orifício aberto através do mesmo para conectar a cavidade à peça fundida, dito corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) tendo uma primeira extremidade (18, 34, 46, 64, 72) e uma segunda extremidade oposta (22, 36, 50, 66, 74), e uma porção compressível entre elas, em que um recorte (24, 62) se estende para dentro da parede lateral (16, 60) a partir da base (16a, 60a), e a segunda extremidade (22, 36, 50, 66, 74) do corpo tubular (14, 30, 44, 58, 70) se projeta para dentro do recorte (24, 62) até uma profundidade fixa; circundar o modelo com material de molde; compactar o material de molde; e remover o modelo daquele material de molde compactado para formar o molde; em que compactação do material do molde compreende aplicar pressão ao sistema de alimentação (10, 28, 42, 54) tal que a porção compressível seja comprimida e distância (D1) entre aquelas primeira e segunda extremidades (18, 34, 46, 64, 72; 22, 36, 50, 66, 74) seja reduzida.

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compactação do material do molde compreender aplicar uma pressão de êmbolo acima de pelo menos 30 N/cm2.

20. Processo de acordo com a reivindicação 18 ou reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a porção compressível tem uma configuração escalonada que compreende uma série alternada de primeira e segunda regiões de parede lateral (26a, 40a, 52a, 68a, 76a; 26b, 40b, 52b, 68b, 76b) e compressão da porção compressível reduz o ângulo θ entre um par de primeira e segunda regiões de parede lateral (26a, 40a, 52a, 68a, 76a; 26b, 40b, 52b, 68b, 76b).