A fundição em areia verde é um método específico de fundição sob o guarda-chuva maior da fundição em areia, que envolve o uso da combinação de areia, água e aditivos para fazer o molde de areia úmida e derramar metal líquido para formar o produto final. O setor de fundição em areia verde envolve fundições que oferecem os serviços, e esses serviços acabam resultando em fundições de qualidade e nos desenvolvimentos que vemos no mundo.
Trata-se de um setor global. Regiões geográficas como Ásia-Pacífico, América do Norte e Europa são as que mais contribuem para esse mercado em crescimento. Relatório do mercado de fundição mostra que o valor do mercado de areia verde em 2023 foi de $110 bilhões e é provável que aumente para $190 bilhões até 2030. Neste artigo, exploraremos todos os principais aspectos da fundição em areia verde para entender seu processo e seus prós e contras.
O que é Green Sand Casting?
A técnica de fundição de metal usando areia verde é chamada de fundição em areia verde. O próprio termo areia verde também é conhecido como areia úmida. Embora o termo verde seja usado para se referir a esse tipo de areia, a verdade é que a areia úmida não é verde. A alta quantidade de umidade é a razão pela qual ela é chamada de areia verde. No entanto, a areia de moldagem seca quando o metal quente é despejado na areia.
É importante observar que a fundição em areia verde é diferente da fundição em areia simples por causa da argila misturada à areia no molde. A mistura de areia e argila de bentonita garante a aderência da areia, de modo que ela possa ser utilizada em uma longa linha de montagem automatizada. Embora essa seja a definição básica, não há regras rígidas quando se trata de sua composição.
Composição da fundição em areia verde
Além da definição de fundição em areia verde, é importante discutir os componentes típicos dessa fundição:
- 75% a 85% de areia
- 5% a 11% de bentonita ou argila de caulinita para ligar as partículas de areia
- 2% a 4% de água
- 3% a 5% de lodo que atua como enchimento
- O antracito 1% ou menos é um aditivo carbonáceo
- Outros compostos inorgânicos com base na fundição de areia verde e na finalidade.
Um aspecto importante a ser lembrado sobre a composição do metal é que há muitas maneiras diferentes de criá-lo, especialmente variando a proporção de argila. O ajuste dessas proporções tem um impacto significativo sobre o acabamento da superfície, a moldabilidade da estrutura e a capacidade de desgaseificação do metal.
Em geral, não há aditivos de carvão na fundição em areia verde para metais não ferrosos porque o monóxido de carbono não impede a oxidação. Por outro lado, há areia de olivina na areia verde para o alumínio para proporcionar estabilidade e durabilidade.
A temperatura de vazamento do metal tem um impacto significativo sobre a areia escolhida para o processo de fundição. Essas composições e opções de areia tão variadas fazem com que seja importante contar com fabricantes confiáveis de fundição de areia verde.
Origem da fundição em areia verde
Sua evolução começa na história antiga, pois suas origens podem ser rastreadas até a história antiga. As civilizações do Egito e da China costumavam criar moldes de argila para criar objetos exclusivos de bronze e outros metais. Isso deu início ao conceito de criação de estruturas e moldes.
Um ponto de virada na história da fundição em areia verde ocorreu na década de 1540. Um polímata italiano, Vannoccio Biringuccio, publicou sua pesquisa sobre o uso de areia úmida para fazer moldes. Isso abriu caminho para a adoção em larga escala desse método durante a Revolução Industrial. Essa adoção foi necessária para atender à crescente demanda por maquinário complexo e peças de metal.
Além disso, máquinas modernas, como slingers de areia e misturadores mecânicos de areia, foram introduzidas na década de 1910. Elas melhoraram significativamente os processos de areia verde.
Lembre-se de que a fundição verde ainda é um processo em evolução. As fundições continuam a aprimorar seus processos de fundição verde para atender aos requisitos exclusivos e complexos da indústria de manufatura.
Processo de fundição em areia verde
Vamos nos aprofundar no processo
Desenvolvimento de moldes
Um molde é criado forçando a areia preparada em torno de um padrão definido mantido em um frasco. A forma exata desses padrões pode variar, mas eles são projetados de forma que o metal possa ser facilmente derramado neles.
A primeira etapa da fundição em areia verde é desenvolver um molde de areia verde para o processo. Isso é feito colocando areia verde em uma máquina de moldes e pressionando um padrão adequado na areia. Uma quantidade significativa de pressão é criada quando o molde é pressionado na areia para que se obtenha uma forma adequada.
No entanto, é importante observar que o nível de tolerância da areia verde não é tão bom quanto o de alguns dos outros tipos de moldes, como os moldes de fundição sob pressão e os moldes de fundição por cera perdida. Por isso, muitas vezes é necessário um processamento adicional para obter a forma e os resultados desejados.
Produção de núcleo da Shell
Os núcleos são feitos de areia aglutinada com resinas e compactados para proporcionar uma resistência significativa e garantir que a cavidade do molde suporte a estrutura interna e as peças fundidas.
A próxima etapa do processo de fundição em areia verde é a produção do núcleo da concha para refinar o design. Criar um padrão em um molde de areia verde não é suficiente para atender a requisitos exclusivos e específicos.
A criação do núcleo é útil para criar cavidades internas que simplesmente não são possíveis em um molde tradicional. Em geral, uma caixa de núcleo e uma mistura de areia combinada com resina ou aglutinante são usadas nesse estágio.
Uma vez criados os núcleos, eles são endurecidos ou curados com a ajuda de procedimentos químicos ou aquecimento extremo para garantir que possam tolerar o metal fundido que será derramado neles nos estágios seguintes dos procedimentos.
De modo geral, os núcleos de casca são uma parte essencial disso, pois garantem a precisão dimensional e o acabamento de qualidade.
Montagem do molde da carcaça e do núcleo
Após a fundição em areia do molde verde e a produção do núcleo da concha, é criada uma linha de montagem final. Os núcleos devem ser cuidadosamente colocados dentro da cavidade do molde de areia verde para obter o design interno desejado de acordo com os requisitos.
As metades do molde são devidamente colocadas e unidas para garantir que haja uma vedação adequada entre elas. Também é importante garantir que não haja desalinhamento ou vazamento do metal fundido durante o procedimento de fundição em areia verde, pois isso pode atrapalhar toda a linha de montagem.
Derramamento e resfriamento
Depois que o molde de areia verde e o núcleo da concha são montados, o metal fundido é criado em um forno a uma temperatura de vazamento adequada, entre 1.200 e 1.400 graus Fahrenheit.
Um sistema de canais que conecta a cavidade do molde ao lado externo do molde é usado para despejar cuidadosamente o metal fundido e preencher a cavidade e os arredores do núcleo. Depois que a cavidade é totalmente preenchida, o metal é deixado para esfriar dentro do molde de areia verde.
Todo o resfriamento e a solidificação podem levar alguns minutos ou até várias horas. Também é possível controlar o tempo desse processo por meio de canais, risers, filtros e adição de resfriadores, se necessário. Certifique-se de que o metal possa esfriar completamente para garantir a máxima precisão dimensional e atingir os objetivos mecânicos.
Agitação e limpeza
Embora um processo de fundição em areia verde bem projetado tenha o objetivo de garantir a precisão desde o início, pequenos erros são comuns, mesmo em serviços experientes.
Após a solidificação do metal, o molde de areia verde é quebrado para liberar a fundição. Esse processo é chamado de shakeout. O molde de areia verde em grande escala serviços de fundição em areia Em geral, usamos máquinas no processo de shakeout para vibrar o molde e quebrá-lo da fundição. No entanto, também é possível quebrar o molde manualmente.
É necessária uma limpeza completa para garantir que não haja areia residual, incrustações ou outras impurezas na peça fundida. Técnicas como jateamento, esmerilhamento ou escovação com arame podem ser empregadas para a limpeza completa.
A agitação e a limpeza são uma das partes mais importantes do processo, pois garantem a precisão de todo o processo. É importante dedicar tempo e recursos significativos a essa etapa e garantir que a agitação seja feita pelos especialistas com precisão, de acordo com as especificações da fundição.
Inspeção
Nenhum processo de fabricação é concluído sem uma inspeção abrangente e cuidadosa. Ela é a chave para garantir que todas as etapas acima sejam seguidas corretamente.
Portanto, a etapa final do procedimento é uma inspeção abrangente da peça fundida obtida por meio do shakeout. Uma inspeção completa inclui a verificação da peça fundida para garantir a precisão dimensional, o acabamento da superfície, os defeitos de forma, os defeitos internos do molde e as imperfeições gerais.
Além do teste manual, métodos modernos como raio X e teste ultrassônico são usados para identificar defeitos internos. Lembre-se de que os defeitos são comuns, mas é a gravidade dos defeitos que determinará se a carcaça pode ser consertada ou totalmente descartada.
Depois que a inspeção é feita e a fundição em areia verde é de boa qualidade, ela está pronta para ser usada de várias maneiras diferentes.
Areia pós-fundição
Depois que a areia verde é usada para criar uma fundição, ela é usada e não pode ser usada novamente no processo de fundição. Embora seja possível separar as impurezas da areia para reutilizá-la, o processo é demorado e caro.
Por isso, os serviços sempre usam areia nova para cada processo de fundição e usam areia impura para outros fins. A reutilização da areia para outros fins também é importante para reduzir o desperdício em aterros sanitários. Técnicas modernas de teste podem ser empregadas para garantir que não haja substâncias tóxicas na areia.
Aplicações da fundição em areia verde
Ele é amplamente utilizado em vários setores. As peças produzidas pelo processo têm propriedades de alta resistência e alta qualidade, por isso têm sido amplamente utilizadas no setor ferroviário. Ao mesmo tempo, também é usado em nosso setor comum de máquinas agrícolas e no setor de máquinas de construção.
Sua ampla tolerância de materiais torna seus produtos resistentes à corrosão e, portanto, podem ser usados no setor de oleodutos. Em nossa vida cotidiana, as peças também são comumente vistas em nossos veículos de uso comum. Por exemplo, peças do sistema de escapamento de automóveis e peças do sistema de turbinas de navios, etc.
Vantagens e desvantagens da fundição em areia verde
Comparamos as vantagens e desvantagens de várias fundições em areia, incluindo processos comuns e processos de nicho.
| Método de fundição em areia | Vantagem | Desvantagem |
| Fundição em areia verde
（mais popular) |
Baixo custo
● Tempo de ciclo curto Moldes acessíveis Alta capacidade de reutilização |
Baixa precisão da superfície
Acabamento superficial áspero Alto potencial de defeitos Formas complexas limitadas |
| Fundição em areia de resina （mais popular) | Alta suavidade da superfície
Boa precisão dimensional Adequado para projetos complexos Fundições detalhadas e moldes resistentes |
Custo mais alto
Ciclo de produção longo Requer precauções de segurança Moldes não reutilizáveis |
| Fundição por moldagem de conchas (mais popular) | Alta precisão
Alta eficiência de produção Alta resistência |
Alto custo
Não é adequado para itens grandes |
| Fundição em areia seca | Alta suavidade da superfície
Adequado para formas complexas Boa precisão dimensional Menor risco de defeito devido à umidade |
Caro
Ciclo de produção longo Requer preparação avançada do molde Alto consumo de energia |
| Fundição em areia úmida | Baixo custo
Adequado para produção em massa Alta flexibilidade |
Qualidade média da superfície
Baixa precisão dimensional Não é adequado para peças complexas |
| Moldagem a vácuo ou processo V | Superfície de alta qualidade
Alta precisão Sem poluição |
Custo mais alto
Menor eficiência de produção |
Conclusão
A Dawang desenvolveu produtos de fundição em areia para diferentes setores, como oleodutos, máquinas agrícolas, máquinas de construção, indústria automotiva, indústria naval e ferroviária. Ela pode atender às diversas necessidades dos clientes, desde o desenvolvimento do produto até a produção e o processamento final. Você tem a flexibilidade de escolher entre a linha de produção de fundição em areia de resina superior e a linha de produção de fundição por moldagem de casca para o seu projeto. Por favor Consulte-nos para consultar qual é a melhor opção, a Dawang adaptará a melhor solução para suas necessidades.
