Areia cerâmica revestida para fundição

Areia cerâmica revestida para fundição

A areia cerâmica revestida é um material de alto desempenho utilizado na indústria de fundição para o fabrico de moldes e machos. Representa uma melhoria significativa em relação à areia de sílica tradicional, especialmente para a produção de peças fundidas complexas e de elevada integridade.

Em termos simples, trata-se  de areia cerâmica (o material base de alta qualidade) revestida com uma resina termoendurecível (a “cola”) , especificamente concebida para ser curada pelo calor.

1.º O que é a base de “areia cerâmica”?

A principal vantagem reside no material base, frequentemente conhecido como  esferas cerâmicas  ou  areia cerâmica esférica . Não se trata de areia natural, mas sim de um produto artificial, geralmente criado pela fusão de bauxite de alta qualidade num forno de arco elétrico e posterior pulverização para formar pequenas esferas.

Principais propriedades da base de areia cerâmica:

• Formato esférico:  As partículas perfeitamente redondas oferecem uma excelente fluidez, permitindo preencher padrões de moldes complexos de forma densa e uniforme.

• Baixa dilatação térmica:  Esta é a sua propriedade mais importante. Ao contrário da areia de sílica, que se expande significativamente com o calor, a areia cerâmica expande muito pouco. Isto praticamente elimina defeitos de fundição, como  veios  (fissuras na areia que são preenchidas com metal).

• Elevada Refratariedade:  Possui um ponto de fusão muito elevado (superior a 1790°C), o que o torna adequado para a fundição de todos os metais, incluindo aço e ferros de alta liga.

• Elevada resistência e durabilidade:  As esferas sinterizadas e densas são muito resistentes e suportam bem a degradação mecânica, permitindo uma excelente recuperação e reutilização.

• Quimicamente inerte:  É neutro (nem ácido nem básico), o que o torna compatível com diversos sistemas de aglutinantes.

2. O processo de “revestimento”: Criação da areia revestida

O processo de “revestimento” é o mesmo utilizado para produzir areia revestida com resina standard, conhecido como  processo de revestimento a quente :

1. Aquecimento:  A areia cerâmica é aquecida a uma temperatura específica (cerca de 140-160°C).

2. Mistura/Revestimento:  A areia quente é misturada num misturador.   Adiciona-se resina fenólica termoendurecível, que funde e reveste a superfície de cada partícula esférica de areia.

3. Adição de catalisador:  Um agente endurecedor (geralmente  hexamina  ou “urotropina”) é adicionado para catalisar a cura da resina quando aquecida posteriormente.

4. Lubrificação:  Aditivos como  o estearato de cálcio  são adicionados para melhorar a fluidez e evitar a formação de grumos durante o armazenamento.

5. Arrefecimento e peneiramento:  A mistura é arrefecida e peneirada para obter um produto fluido e pronto a utilizar.

3. Principais vantagens da areia cerâmica revestida

Ao combinar o material base de alta qualidade com o revestimento de resina, oferece benefícios excecionais:

• Eliminação de defeitos nos veios:  Devido à sua expansão térmica quase nula, não se formam fissuras no núcleo/molde, o que leva a uma redução drástica das taxas de refugo para peças fundidas complexas, como blocos de motor e cabeças de cilindro.

• Acabamento superficial superior na fundição:  As partículas esféricas e lisas, juntamente com a baixa reatividade, produzem peças fundidas com superfícies muito limpas e lisas.

• Excelente fluidez:  os núcleos e moldes podem ser preenchidos de forma mais densa e uniforme, captando detalhes finos com elevada precisão dimensional.

• Consumo reduzido de resina:  Como as partículas esféricas têm uma menor área de superfície e requerem menos resina para uma adesão eficaz, o consumo pode ser  15 a 30% menor  do que com areia de sílica angular. Isto também reduz a geração de gases durante a fuga.

• Alta resistência do núcleo:  As partículas de areia fortes e duráveis ​​​​e o revestimento de resina eficiente resultam em núcleos muito resistentes, capazes de lidar com secções finas e complexas.

• Excelente capacidade de reciclagem:  As esferas cerâmicas são resistentes e podem ser recicladas várias vezes após a remoção térmica da resina, melhorando a relação custo-benefício a longo prazo.

4. Aplicações comuns

• Indústria Automóvel:  Blocos de motor, cabeças de cilindro, coletores de escape.

• Componentes hidráulicos:  Corpos de válvulas complexos e carcaças de bombas.

• Fundidos em aço de alta liga:  onde a resistência à corrosão e à penetração é crucial.

• Qualquer núcleo complexo  que seja propenso a veios ou que exija um acabamento superficial de alta qualidade.