Os fabricantes tendem a usar fundição considerando o custo-benefício e a maior resistência do produto. No entanto, essa técnica também apresenta desvantagens, como desperdício de material.
Você pode estar familiarizado com a metalurgia do pó (MP), conhecida por sua capacidade de produzir rapidamente peças complexas.
Como escolher esses dois processos de fabricação?
Se você quer comparar metalurgia do pó com fundição, você está no lugar certo.
Conteúdo
Visão geral da metalurgia do pó versus fundição
Tanto a fundição quanto a metalurgia do pó utilizam moldes para moldar matérias-primas em peças. Ambas podem produzir peças com formato final ou quase final.
O que os diferencia muito é que o processo de fundição derrete o metal para formar as peças, enquanto a metalurgia do pó forma as peças abaixo do ponto de fusão.
O que é PM?
Definição de PM
Processo de metalurgia do pó cria componentes metálicos aquecendo pós metálicos compactados logo abaixo do seu ponto de fusão.
Tipos de Processo de Metalurgia do Pó
Aqui estão os comuns tipos de processo de metalurgia do pó.
- Metalurgia do Pó Convencional
- Moldagem por injeção de metal (MIM)
- Prensagem Isostática a Quente (HIP)
- Prensagem Isostática a Frio (CIP)
- Sinterização por plasma de faísca (SPS)
- Forjamento a Pó (PF)
- Manufatura Aditiva (AM)
O que é Casting?
Definição de Fundição
O processo de fundição consiste em introduzir metal fundido em um molde para dar o formato desejado à peça. É um processo de fabricação antigo, com as primeiras peças fundidas existentes datando de 3200 a.C.
Tipos de Fundição
- Fundição de areia
A fundição em areia utiliza moldes de areia para criar peças. Esses moldes geralmente são mais econômicos e suficientemente refratários.
- Fundição
A fundição sob pressão produz peças fundidas forçando o metal fundido para dentro de um molde sob alta pressão. A fundição sob pressão pode produzir componentes com um acabamento superficial muito bom. Os moldes utilizados para fundição sob pressão são mais caros e têm uma vida útil mais longa.
- Fundição de investimento
A fundição de precisão é um processo de fundição de precisão que reveste um padrão de cera com cerâmica para formar a peça fundida. As peças fundidas de precisão apresentam as seguintes vantagens:
- Acabamento de superfície perfeito
- Alta precisão dimensional
- Utilização eficaz de material metálico
- Gravidade Die Casting
A fundição por gravidade utiliza apenas a gravidade para despejar metal fundido em um molde. A fundição sob pressão por gravidade tem baixos custos de produção, mas um longo tempo de produção.
- Fundição contínua
A fundição contínua produz peças metálicas poligonais em comprimentos contínuos. Comparada à fundição tradicional, a fundição contínua pode reduzir custos e o consumo de energia.
Vantagens da Metalurgia do Pó em relação à Fundição
Ao comparar a metalurgia do pó com a fundição, normalmente consideramos os seguintes fatores:
- Custo
- Matéria-prima
- Propriedades mecânicas
- Precisão dimensional
- Meio ambiente
- Solicitações
- Custo
Os equipamentos de metalurgia do pó costumam ser mais caros, mas a eficiência de produção é alta. As peças sinterizadas requerem menos operações secundárias, enquanto peças fundidas exigem mais processamento secundário. Além disso, a metalurgia do pó adota, em sua maioria, processos totalmente automatizados, o que reduz significativamente os custos de mão de obra.
- Maior eficiência de materiais
Comparados ao ferro fundido, os componentes de metal em pó são formados por prensagem de pó, com alta taxa de aproveitamento de material. A maioria das peças fundidas requer processamento secundário para aparar ou usinar o excesso de material.
- Tolerâncias precisas
Os componentes de metalurgia do pó podem atingir uma precisão dimensional muito alta, especialmente após a processo de dimensionamentoGeralmente, peças sinterizadas podem atingir uma precisão de cerca de ± 0.04 mm. A fundição, particularmente a fundição em areia, geralmente apresenta menor precisão dimensional em comparação à fundição por fusão.
- Propriedades mecânicas
Os produtos PM geralmente têm uma microestrutura mais uniforme, resultando em propriedades mecânicas consistentes.
Alcançar propriedades ideais pode ser mais difícil no processo de fundição devido a problemas como segregação e porosidade.
Mas as peças fundidas formam uma estrutura mais compacta durante a solidificação e normalmente apresentam maior resistência à tração e ao escoamento.
- Revestimento de superfície
As peças de PM normalmente apresentam um acabamento superficial mais fino, com uma Rugosidade Média (Ra) de 1.6 µm. Isso reduz a necessidade de operações secundárias.
- Ampla gama de matérias-primas
A maioria das peças fundidas é feita de materiais não ferrosos, como:
- zinco
- Cobre
- Alumínio
- Ferro
- Magnésio
Porque esses metais têm pontos de fusão baixos.
A Metalurgia do Pó tem uma gama mais ampla de seleção de materiais.
- Ferro
- Cobre
- Aço inoxidável
- Níquel
- Chromium
- Manganês
- Enxofre
- Fósforo
- Silício
- Tempo de produção
O PM pode ser mais rápido para produzir componentes em grandes volumes devido à sua compactação simplificada e processo de sinterização. A eliminação de etapas extensas de usinagem e acabamento também contribui para tempos gerais de produção mais rápidos.
- Benefícios ambientais
O processo de MP geralmente consome menos energia em comparação à fusão de metais. E menos desperdício de material leva a uma produção mais ecologicamente correta.
A fusão do metal durante a fundição consome muita energia e produz gases residuais. Além disso, as peças fundidas são resfriadas principalmente com água, que pode ser contaminada com óleo, graxa e resíduos metálicos.
Aplicações da Metalurgia do Pó e Fundição
Em nossa vida diária, existem muitos produtos de fundição e produtos de metalurgia do pó.
Por exemplo, as resistentes frigideiras que usamos para cozinhar refeições deliciosas são fabricadas por meio de fundição. Já os rolamentos suaves e confiáveis dos ventiladores que nos mantêm frescos nos dias quentes de verão são projetados por meio da metalurgia do pó.
Aplicações mais importantes da metalurgia do pó são as seguintes:
- Peças de motor para automóveis, como bielas, guias de válvulas e seguidores de came
- Componentes magnéticos macios para motores, transformadores e indutores
- Ferramentas para corte e usinagem
- Filtros porosos para filtragem de gases e líquidos
Outros usos significativos da fundição incluem:
- Blocos de motor, cabeçotes de cilindro e caixas de transmissão para automóveis
- Carcaças de turbinas, carcaças de compressores e trens de pouso para aeronaves
- Peças de máquinas pesadas: peças grandes e fortes, como carcaças de bombas, corpos de válvulas e engrenagens.
- Moldes e matrizes para diversos processos de fabricação
- Componentes estruturais e acessórios utilizados na indústria de construção naval
Escolha o processo que se adapta ao seu projeto
Quando é necessário produzir em massa componentes complexos de pequeno e médio porte rapidamente, a metalurgia do pó é obviamente mais adequada. Para peças maiores e mais resistentes, a fundição pode ser mais adequada.
Além disso, você também precisa considerar o material das peças. Por exemplo, para metais com pontos de fusão mais altos, como o aço inoxidável, a metalurgia do pó é obviamente mais adequada.
Além disso, você deve considerar o fator custo, incluindo materiais, equipamentos, eficiência de produção, etc.
Perguntas frequentes
1. O que é o vazamento no processo de fundição?
No processo de fundição, "vazar" refere-se ao ato de transferir metal fundido para um molde. Assim que o metal fundido esfria e solidifica, os componentes da fundição são formados.
2. Quanto tempo demora o processo de fundição?
O tempo do processo de fundição pode variar significativamente com base em tais fatores:
- O tamanho e a complexidade da peça
- O método de fundição específico utilizado
- O volume de produção.
A fundição pode levar várias semanas. Para peças grandes e complexas, pode levar até um mês.