WO2012167335A1

WO2012167335A1 - Respiro para molde permanente destinado à fundição de alumínio

Info

Publication number: WO2012167335A1
Application number: PCT/BR2011/000178
Authority: WO
Inventors: Jeanlis Brito ZANATTA
Original assignee: Zanatta Jeanlis Brito
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-12-13
Also published as: JP2014515990A; BR112013031248B1; EP2719483B1; US8820391B2; EP2719483A4; CN103619508A; BR112013031248A2; US20140110078A1; EP2719483A1

Abstract

Patente pertencente ao campo dos produtos metalúrgicos compreendido por um corpo cilíndrico (15) provido por uma pluralidade de ranhuras (16) com uma inclinação "A" determinada de modo que a abertura maior (18) se encontra na superfície externa do respiro (15) e a abertura menor (19) se encontra internamente ao respiro (15), de maneira que a peça (5) de alumínio ao ser retirada do molde (6) traz consigo a rebarba (17) deixando as ranhuras (16) do respiro (15) sempre livres, assim como um respiro (20) o qual é compreendido por um corpo cilíndrico constituído de uma pluralidade de furos (21) com uma conicidade "A" determinada de modo que a abertura maior (22) se encontra na superfície externa do respiro (20) e a abertura menor (23) se encontra internamente ao respiro (20).

Description

"RESPIRO PARA MOLDE PERMANENTE DESTINADO À

FUNDIÇÃO DE ALUMÍNIO"

Trata o presente relatório descritivo da patente de um novo respiro, notadamente um dispositivo utilizado em moldes permanentes destinado à fundição de alumínio, de concepção inovadora e dotado de importantes melhoramentos tecnológicos e funcionais, segundo os mais modernos conceitos de engenharia e de acordo com as normas e especificações exigidas, revestindo-se de características próprias, fazendo resultar uma série de reais e extraordinárias vantagens técnicas, práticas e económicas.

A produção de peças fundidas em alumínio, que utiliza molde permanente pode apresentar três tipos de vazamento do metal, quais sejam, sob alta pressão, por gravidade e por baixa pressão contra a gravidade, sendo que estes dois últimos são os processos que necessitam de respiros para saída de ar.

Durante o processo de enchimento do molde, o metal líquido tende a arrastar e aprisionar o ar, que estava presente no interior da cavidade, para as regiões mais altas. Este é um fenómeno natural do processo de vazamento por gravidade ou por baixa pressão e que proporciona tendência à formação de porosidade na peça caso esses gases não sejam retirados por mecanismos de saídas de ar, denominados respiros, conforme ilustrado nas figuras 1 e 2.

Desta forma, a principal função dos respiros é permitir a saída de ar e gases (provenientes do metal líquido) impedindo, ao mesmo tempo, a passagem do alumínio, conforme se observa nas figuras 3 e 4.

Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, ocorre que depois de um certo período de produção, o alumínio passa a penetrar pelos orifícios dos respiros, entupindo suas saídas de ar, perdendo, portanto, sua função. O grande efeito deste cenário é a formação de defeitos de porosidades ou deformação na peça, comprometendo a sua qualidade e reduzindo, consequentemente, a produtividade da fundição, de acordo com o ilustrado na figura 5.

MODELOS DE RESPIROS CONVENCIONAIS CONHECIDOS -

ESTADO DA TÉCNICA

Atualmente as fundições trabalham com três modelos de respiros para os moldes permanentes, são eles:

a) Respiro usinado com ranhuras paralelas: foi o primeiro modelo de respiro desenvolvido para aplicação em moldes permanentes. É fabricado dentro de uma concepção simples por apresentar ranhuras paralelas.

b) Respiro sinterizado com furos paralelos: Este modelo de respiro é fabricado com orifícios para saída de ar no formato de furos e não em ranhuras como é o caso dos respiros usinados. Entretanto, tais furos continuam sendo paralelos por todo seu comprimento.

c) Respiro sinterizado com ranhuras cónicas standard: Este modelo de respiro apresenta orifícios para saída de ar na concepção de ranhuras, ou seja, formato semelhante ao respiro usinado. Ocorre que neste modelo ao invés das ranhuras terem uma única dimensão em todo seu comprimento (ranhuras paralelas), elas apresentam uma pequena conicidade em seu interior, de maneira que o que caracteriza essas ranhuras cónicas como sendo standard é o sentido do ângulo empregado na sua disposição construtiva, ou seja, a medida menor encontra-se na face externa da ranhura e vai aumentando em direção ao interior do respiro. RESULTADOS OBTIDOS COM A UTILIZAÇÃO DOS RESPIROS CONVENCIONAIS PERTENCENTES AO ESTADO DA TÉCNICA

No momento em que o alumínio entra em contato com o respiro, durante a etapa de enchimento do molde, ele se encontra em estado líquido, numa temperatura próxima de 740°C. Nesta condição, o alumínio apresenta uma fluidez capaz de penetrar por entre os orifícios, provocando seu entupimento por meio de rebarbas.

A maneira pela qual as fundições avaliam a eficiência de um respiro, durante a produção das peças fundidas, está relacionada com a capacidade em manter livre a passagem de ar por uma quantidade maior de peças produzidas, assim sendo, quanto mais tempo os respiros trabalharem sem que sejam entupidos pelo alumínio, maior será sua eficiência.

E esta resistência ao entupimento pelo alumínio é analisada em função da disposição construtiva dos orifícios existentes em cada modelo de respiro. As figuras 12 e 13 exemplificam como o alumínio acaba entupindo os orifícios dos respiros após um determinado período de produção.

É muito comum as fundições serem obrigadas a substituírem os respiros entupidos quase que numa frequência diária, pois o alumínio dificulta a simples limpeza dos orifícios. Portanto, além das fundições contabilizarem perdas de qualidade de seus fundidos, elas também são penalizadas com altas despesas no consumo de respiros pelo seu pequeno tempo de vida útil. Outro aspecto importante, que contribui para a ineficiência da produção, são os prejuízos somados com as frequentes paradas de máquina para substituição dos respiros danificados, pois este é um trabalho que se exige muito tempo de execução. RESPIRO PARA MOLDE PERMANENTE OBJETO DA PRESENTE

PATENTE

Foi pensando em maximizar a resistência ao entupimento, ocasionado pela penetração do alumínio, é que se idealiza o modelo de respiro único e revolucionário, capaz de proporcionar vantagens técnicas pelo aumento da qualidade das peças fundidas e, ao mesmo tempo, alcançar ganhos superiores em produtividade, quando comparados com os três modelos de respiros que definem o estado da técnica.

Este aumento de eficiência do modelo de respiro objeto da presente patente se deve à exclusiva disposição construtiva das ranhuras, que ao invés de apresentar orifícios com dimensões paralelas ou inclinadas no formato standard, conforme exemplificado acima são dotadas de uma inclinação invertida na qual a medida maior encontra-se na face externa do respiro e não em seu interior.

Ter um modelo de respiro com ranhuras ou furos que favoreçam a não impreguinaçâo do alumínio em seu interior significa alcançar a máxima eficiência em desempenho desejada pelas fundições. E esta evolução tecnológica se traduz na disposição construtiva inovadora do formato dos orifícios, por conta do ângulo de saída em suas dimensões.

Outro fator de extrema relevância é o impacto económico proporcionado por este novo modelo de respiro, no tocante à redução de custo de aquisição, uma vez que o seu processo de fabricação - diferente dos processos de usinagem e sinterização que predominam no estado da técnica - permite alcançar preços mais competitivos; e, sobretudo, quanto à redução de consumo, visto porque a vantagem ímpar em reduzir a frequência de entupimento traz como benefício direto um maior tempo de vida útil dos respiros.

É importante destacar que o processo de fundição utilizado para fabricação deste novo modelo de respiro, oferece outras duas vantagens técnicas: a primeira refere-se à possibilidade de desenvolvê-lo tanto com orifícios no formato de ranhuras, quanto no formato de furos, sendo que nos dois casos suas dimensões apresentarão inclinação no caso de ranhuras e conicidade no caso de furos, ambas invertidas em relação ao modelo standard conhecido do estado da técnica, podendo variar nas mais diversas medidas, sempre obedecendo a inclinação e/ou a conicidade invertida. A segunda vantagem reside no dinamismo e na flexibilidade existente neste processo, pois permite fabricá-los com os mais variados tipos de materiais: ligas de aço carbono, ligas de aço inoxidável, ligas de latão e ligas de bronze.

Para complementar a presente descrição, de modo a obter uma melhor compreensão das características da presente patente, e de acordo com uma preferencial realização prática da mesma, acompanha em anexo um conjunto de desenhos, onde de maneira exemplificada embora não limitativa, se representa o seguinte:

As figuras 1 e 2 representam as vistas em corte de um exemplo de molde permanente com vazamento por gravidade, conhecido do estado da técnica;

As figuras 3 e 4 representam uma vista em corte de um exemplo de molde permanente com vazamento por gravidade e um detalhe da localização dos respiros, respectivamente;

A figura 5 representa uma vista em corte de um molde preenchido pelo alumínio;

As figuras 6 e 7 representam um modelo de respiro usinado com ranhuras paralelas conhecido do estado da técnica;

As figuras 8 e 9 representam um modelo de respiro sinterizado com furos paralelos conhecido do estado da técnica;

As figuras 10 e 11 representam um modelo de respiro standard sinterizado provido com ranhuras inclinadas, cuja medida menor encontra-se na face externa do respiro;

A figura 12 representa uma vista esquemática do momento em que o alumínio entope o respiro, penetrando nas ranhuras;

A figura 13 representa uma vista esquemática do momento em que a peça de alumínio é retirada, deixando a rebarba nas ranhuras do respiro, entupindo o mesmo;

As figuras 14 e 15 representam as vistas em perspectiva em corte do modelo de respiro objeto da presente patente provido de ranhuras inclinadas, cuja medida maior encontra-se na face externa do respiro;

As figuras 16 e 17 representam as vistas em perspectiva em corte do modelo de respiro objeto da presente patente provido de furos cónico, cuja medida maior encontra-se na face externa do respiro;

A figura 18 representa uma vista esquemática do momento em que o alumínio entra em contato com as ranhuras do modelo de respiro objeto da presente patente, penetrando nas mesmas;

A figura 19 representa uma vista esquemática do momento em que a peça de alumínio é retirada junto com a rebarba, deixando livres as ranhuras do modelo de respiro objeto da presente patente.

De acordo com as referidas figuras, e em seus pormenores, o exemplo de molde (6) permanente com vazamento por gravidade é composto de uma bacia (2) de vazamento interligada a um canal (1 ) de enchimento conectado a uma cavidade (4) em cujo topo são providos respiros (3) para saída de ar.

Na medida em que o alumínio (5) é vazado no molde (6) preenchendo a cavidade (4), no final da operação acaba entrando em contato com a face externa (7) do respiro (3).

O respiro (3) é conhecido do estado da técnica e fabricado com ranhuras (8) paralelas.

O respiro (9) é conhecido do estado da técnica e fabricado com canais (10) paralelos.

O respiro (11 ) é conhecido do estado da técnica e fabricado com ranhuras (12) inclinadas standards, de maneira que a medida menor (13) se encontra na superfície externa do respiro (11 ), onde o ângulo A indica o sentido da inclinação.

O respiro (3) instalado no molde (6) no momento em que o alumínio entope o dito respiro (3) conhecido do estado da técnica, penetrando nas ranhuras (8) é um exemplo de ineficiência do referido respiro (3), pois a rebarba (14) da peça (5) de alumínio encrava nas ranhuras (8) causando seu entupimento.

Já o respiro (15) objeto da presente patente é compreendido por um corpo cilíndrico para molde (6) e é constituído de uma pluralidade de ranhuras (16) com uma inclinação "A" determinada de modo que a abertura maior (18) se encontra na superfície externa do respiro (15) e a abertura menor (19) se encontra internamente ao respiro (15), de maneira que a peça (5) de alumínio ao ser retirada do molde (6) traz consigo a rebarba (17) deixando as ranhuras (16) do respiro (15) sempre livres.

O respiro (20) também é objeto da presente patente e é compreendido por um corpo cilíndrico constituído de uma pluralidade de furos (21 ) com uma conicidade "A" determinada de modo que a abertura maior (22) se encontra na superfície externa do respiro (20) e a abertura menor (23) se encontra internamente ao respiro (20).

Não se tem conhecimento de nenhum modelo de respiro para molde permanente destinado à fundição de alumínio que reúna conjuntamente, todas as características construtivas e funcionais acima relatadas, e que direta ou indiretamente, é ou foi tão efetivo quanto o respiro objeto da presente patente.

Será evidente para os conhecedores da matéria que enquanto se descreve a realização preferida da disposição construtiva introduzida neste objeto, quaisquer modificações e/ou alterações devem ser compreendidas como dentro do escopo, enquadrando-se perfeitamente nos critérios que a definem, ou seja, a combinação e modificação de elementos já conhecidos em nova forma ou disposição, resultando em melhoria funcional no seu uso ou em sua fabricação.

Claims

REIVINDICAÇÃO

1 - "RESPIRO PARA MOLDE PERMANENTE DESTINADO À FUNDIÇÃO DE ALUMÍNIO", caracterizado pelo fato de ser constituído por um corpo cilíndrico (15) provido por uma pluralidade de ranhuras (16) com uma inclinação "A" determinada de modo que a abertura maior (18) se encontra na superfície externa do respiro (15) e a abertura menor (19) se encontra internamente ao respiro (15), de maneira que a peça (5) de alumínio ao ser retirada do molde (6) traz consigo a rebarba (17) deixando as ranhuras (16) do respiro (15) sempre livres, assim como um respiro (20) o qual é compreendido por um corpo cilíndrico constituído de uma pluralidade de furos (21) com uma conicidade "A" determinada de modo que a abertura maior (22) se encontra na superfície externa do respiro (20) e a abertura menor (23) se encontra internamente ao respiro (20).