Title

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DE PARÂMETROS DE FUNDIÇÃO NA FORMAÇÃO DE POROSIDADE DE LIGAS CONFORMADAS POR SPRAY EM MOLDES DE FUNDIÇÃO DE PRECISÃO

STUDY OF THE CASTING PARAMETERS FOR POROSITY FORMATION IN ALLOYS SPRAY FORMED INTO INVESTMENT CASTING MOULDS

Authorship

Oliveira, Neylor; Bolfarini, Claudemiro

Oliveira, Neylor

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Bolfarini, Claudemiro

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DOI

10.5151/5463-5463-0001

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Abstract

O objetivo desse trabalho é o desenvolvimento de um processo de fabricação de matrizes de forjamento com propriedades mecânicas superiores as obtidas pelo método convencional, reduzindo o tempo de fabricação e os custos do processo. No entanto a porosidade é um problema intrínsico desse processo e o fator limitante para que os resultados não sejam completamente satisfatórios. Por isso, esse trabalho visa estudar alguns dos parâmetros que influenciam a formação de porosidade. O processo consiste na fabricação de moldes cerâmicos por cera perdida, com o formato próximo do formato final da peça (near net shape). Esse molde, com a face interna com a forma da gravura de forjamento, será preenchido pelo metal fundido atomizado, que se choca na cavidade do molde na forma de gotículas líquidas, semi-sólidas e totalmente solidificadas. Essa gravura será fixada em um bloco de aço compondo assim a matriz de forjamento. Assim ter-se-á as vantagens da microestrutura da solidificação rápida, melhorando o desempenho e aumentando a vida útil das matrizes. Esse trabalho apresenta o avanço do desenvolvimento tecnológico desse novo processo de fabricação de matrizes de forjamento e discute alguns resultados de porosidade e a influência de parâmetros de fundição na formação de porosidade. Entre esses resultados se destacam a maior incidência para formação de porosidade na região superficial da matriz (interface molde-metal), o aumento da incidência de porosidade no interior das matrizes processadas em moldes aquecidos e a descoberta de um ângulo ideal para as paredes das matrizes que resultam em uma porosidade superficial mínima.

The purpose of this work is to develop a new process of forging dies which have higher mechanical properties than those which are produced by the conventional method, resulting in significant cost and lead-time savings. However the porosity is a common problem of this process and it does not allow the results to be completely satisfactory. Therefore, this work studies some of the parameters which have influence in porosity formation. The process is based on the fabrication of near net shaped ceramic moulds by investment casting. The general approach involves depositing atomized droplets onto those ceramic moulds in order to image the pattern’s features. The pattern is removed and the die insert is mounted in a standard mould base or holding block. This process provides the advantages of fast solidification, improving the performance and exhibiting extension in dies life. This works presents the advance of the technological development of this new process of dies fabrication and point some results about porosity and the influence of casting parameters in porosity formation. In these results is relevant the higher tendency of porosity generation in the superficial region of the die (interface mould-metal), the increase of porosity formation in the interior of the dies casted into heated moulds, and the evidence of an ideal mould wall angle’s which results in a minimum superficial porosity.

Keywords

Matrizes de forjamento; Conformação por spray; Fundição de precisão; Porosidade.

Forging dies; Spray forming; Investment casting; Porosity.