Processo Shell - Apostilas - Engenharia Metalúrgica Part1, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

Baixe Processo Shell - Apostilas - Engenharia Metalúrgica Part1 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Materiais, somente na Docsity! Processo Shell Conceito / Fundamentos  Derramar ou soprar uma mistura de areia e resina em uma placa de modelo ou caixa macho aquecida.  A areia é curada com a temperatura.  A espessura da casca, ou do macho é determinado através dos tempos de regulagem da máquina.  A areia não curada retorna para ser usada no próximo sopro.  Bom acabamento superficial e elevada estabilidade em estoque. PROJETO DO FERRAMENTAL Antes de iniciar a confecção do projeto de um ferramental é importante observar os seguintes pontos:  Distribuição das figuras;  Plano de divisão do ferramental;  Material do ferramental (depende da demanda da peça);  Contração;  Acréscimo de sobre material para usinagem;  Ângulo de saída, quanto maior o ângulo melhor a extração do macho;  Parede uniforme de 20 a 25mm (alivio de massa ) para ter um aquecimento mais uniforme;  Nervuras uniformes para evitar possíveis empenamento e sempre quando possível desviando dos bicos queimadores;  Raios ( quanto maior o raio melhor a extração do macho );  Posição dos pinos e buchas guias; PROJETO DO FERRAMENTAL  Posição do termostanto para controlar a temperatura do ferramental. Posição, tamanho e quantidade de bocais de sopro e a área de sopro da máquina;  Sistema de extração sempre quando possível desviando dos bicos queimadores;  Posições dos escapaventos para garantir um perfeito preenchimento do macho;  Unhas para segurar o macho em uma das metades da caixa;  Canais ou ranhuras para ventilação 0,2mm de profundidade e 5,0mm de largura para saída de ar nos pontos críticos quando necessários para evitar porosidade no macho;  Anel (colarinho) de estrangulamento para evitar que o macho se danifique ao quebrar o canal de sopro quando necessário;  Rebaixo de 1mm de profundidade por 15mm de largura em uma das metades da caixa em todo contorno do perfil do macho para evitar que a areia que fica na divisão não dificulte o fechamento da caixa; PROJETO DO FERRAMENTAL Os principais tipos de materiais para a confecção dos ferramentais de fundição para o processo Shell:  Caixa de machos - FC-250 ligado ou Aço H-13 temperado  Placas expulsoras - Aço SAE-1045. Os principais tipos de escapavento ( peneiras ) para o processo Shell:  Estrias - é mais utilizada.  Tela - é pouco utilizada. RESINAS PARA O PROCESSO SHELL  RESINA NOVOLACA (FENOL/FORMOL)  CATALISADOR HEXAMINA RESINA PARA O PROCESSO SHELL  Reações da resina Novolaca + catalisador no processo Shell: Fenol + Formol Resina Novolaca + água Novolaca pH < 7 Destilação (-H2O) Novolaca (sólida) + Hexamina  Resina Shell em pó Resina Shell em pó + Metanol  Resina Shell líquida Resina Shell líquida + areia + calor  Areia coberta Areia coberta  Fundição do processo Shell PROCESSO DE FUNDIÇÃO SHELL  PREPARAÇÃO DE AREIA  CONFECÇÃO DA CASCA SHELL - Características da Areia Coberta a frio 1 - Vida de banca elevada; 2 - É higroscópica; 3 - Baixa escoabilidade; 4 - Tendência ao empedramento. Obs.: Apresenta a tendência a desagregar a película de resina em função do atrito mecânico devido ao longo tempo de mistura. PREPARAÇÃO DE AREIA  Processo de cobertura a morno Neste processo são utilizadas, principalmente, as resinas dissolvidas em solvente. Deve – se aquecer a areia (65 a 105ºC) para remover apenas e completamente o Solvente deixando um filme de resina.  Ordem da adição dos componentes 1 – Areia 2 – Hexa + estearato pré-misturado 3 – Resina Obs.: No caso de usar algum aditivo sólido, o mesmo deve ser adicionado e homogeneizado com areia base. PREPARAÇÃO DE AREIA  Mistura usual - Resina líquida: 2 a 6% sobre o peso da areia - Hexa: 7,5 a 12% sobre o peso da resina líquida - Estearato: 2,5 a 4% sobre o peso da resina líquida  Características da Areia Coberta a morno - Distribuição homogênea da película de resina; - Baixa higroscopicidade; - Vida de banca elevada; - Excelente fluidez. PREPARAÇÃO DE AREIA  Mistura usual - Resina sólida : 2 a 4% sobre o peso da areia - Hexa: 10 a 15% sobre o peso da resina sólida - Estearato: 4,5 a 5,5% sobre o peso da resina sólida  Características da Areia Coberta a Quente - Distribuição homogênea da película de resina; - Baixa higroscopicidade; - Vida de banca elevada. PREPARAÇÃO DE AREIA  Sequência do processamento da mistura A areia é elevada a uma temperatura entre 150 a 180ºC através de aquecedor. Quando a areia do aquecedor entra na mistura, deveria estar numa temperatura entre 120 a 150ºC. Na prática, a areia perde cerca de 20 a 40ºC durante a entrada no misturador. Esta perda de temperatura deve ser considerada. A temperatura da areia, no momento em que é introduzida a resina, deverá estar 50 a 80ºC acima do ponto de fusão desta última, a fim de garantir que ela apresente boa cobertura da resina fundida. O tempo de mistura e a cobertura do grão de areia dependem da intensidade da mistura, do tipo de misturador, bem como do tipo de resina, devendo este recobrimento ser concluído o mais tardar entre 35 a 120 s. A temperatura da areia é, neste momento, da ordem de 100 a 105ºC. PREPARAÇÃO DE AREIA Nesta fase, faz-se a adição de hexa misturado à água de resfriamento. O hexa é adicionado e misturado em aproximadamente 15 s e a temperatura da areia cai para cerca de 70 a 95ºC. Devido ao resfriamento, não há qualquer reação entre a resina e o hexa. As fases de resfriamento e de secagem, em geral, levam de 90 a 180 s. Até 30 a 60 s antes do final do processamento da mistura, durante a “fase de arraste”, é adicionada a metade ou o total de separador e agente lubrificante (estearato de cálcio). Conforme o misturador o ciclo total fica entre 2 e 3 minutos ou até 4 e 5,5 min. A areia sob forma de torrões passa neste, como nos outros processos de cobertura, do misturador para um peneira escalonada (com malha fina de 0,4 a 0,6 mm). PREPARAÇÃO DE AREIA Constitui – se o molde colando as duas cascas correspondentes Prender com ganchos para suportar a pressão do metal Adiciona – se granalha de aço CONFECÇÃO DA CASCA ACABAMENTOS COMPLEMENTARES Y REBARBAÇÃO Y PINTURA Y MONTAGEM REBARBAÇÃO  Em seguida a confecção da casca e do macho, é feita a rebarbação com lixas ou dispositivos rebarbadores e o controle dimensional com calibradores de medição. Exemplos de lixas para a rebarbação manual de moldes em casca ou machos Shell PINTURA Machos Shell pintados com tinta à base de água MONTAGEM Para os moldes em casca Shell:  Dentro da casca coloca-se todos os elementos necessários como: luvas exotérmicas, filtros e coquilhas. Luvas Filtros Montagem do molde em casca Shell MONTAGEM Para os moldes em casca Shell:  Após a montagem, fecha-se a casca com cola ou grampos  É importante que para a colagem das cascas, elas ainda estejam quentes para acelerar a cura da cola. Dispositivo de montagem das cascas