Processos de vazamento em moldações permanentes

Processos de
vazamento
em moldações
permanentes
Alberto Rui Marques Correia Sampaio de Lima *
Alexandre Wragg Freitas **
Paulo Jorge da Mota Magalhães ***
Docente:
Rui Jorge de Lemos Neto
Relatório elaborado no âmbito da disciplina de Tecnologia da Fundição do 2º
semestre do 1º ano do curso de licenciatura em Engenharia Mecânica da
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Porto, Maio de 2003

2
Processos de vazamento em
moldações permanentes
Relatório elaborado no âmbito da disciplina de Tecnologia da Fundição do 2º
semestre do 1º ano do curso de licenciatura em Engenharia Mecânica da
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Docente:
Rui Jorge de Lemos Neto
Alberto Rui Marques Correia Sampaio de Lima
Alexandre Wragg Freitas
Paulo Jorge da Mota Magalhães
Porto, Maio de 2003

3
Agradecimentos
Ao Professor Rui Neto, pela disponibilidade demonstrada durante toda a
elaboração do relatório.
Ao Professor Carlos Ribeiro, pela disponibilização de material
bibliográfico.
Ao INEGI, pela disponibilização de instalações e material, permitindo a
recolha de informação fotográfica.

4
SUMÁRIO................................................................................................................... 6
1. INTRODUÇÃO................................................................................................... 7
1.1. ENQUADRAMENTO DO TEMA......................................................................... 7
1.2. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS PROCESSOS DE VAZAMENTO EM MOLDAÇÕES
PERMANENTES ........................................................................................................ 13
2. CARACTERIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE VAZAMENTO EM
MOLDAÇÕES PERMANENTES............................................................................ 18
2.1. ASPECTOS COMUNS DOS PROCESSOS DE VAZAMENTO EM MOLDAÇÕES
PERMANENTES ........................................................................................................ 18
2.1.1. Características gerais das moldações.................................................. 19
a) Requisitos de índole técnica..................................................................... 19
b) Requisitos de resistência da moldação...................................................... 19
c) Características físico-químicas................................................................. 20
2.1.2. Revestimentos...................................................................................... 20
2.1.3. Machos................................................................................................ 21
2.1.4. Defeitos das peças ............................................................................... 22
a) Falta de metal/Enchimento incompleto da moldação................................ 23
b) Inclusões.................................................................................................. 24
c) Defeitos de contracção............................................................................. 26
2.1.5. Questões técnicas críticas.................................................................... 30
a) Fusão do metal......................................................................................... 30
b) Vazamento do metal ................................................................................ 30
c) Solidificação da peça ............................................................................... 31
d) Extracção da peça .................................................................................... 31
2.2. FUNDIÇÃO POR GRAVIDADE ........................................................................ 32
2.2.1. Definição e descrição do processo....................................................... 32
a) Vantagens................................................................................................ 33
b) Desvantagens........................................................................................... 33
2.2.2. Equipamentos ..................................................................................... 34
a) Moldações ............................................................................................... 34
b) Sistemas de gitagem................................................................................ 38
2.2.3. Fundição de baixa pressão.................................................................. 41
a) Descrição do processo ............................................................................. 41
b) Variantes do processo (vácuo e método Griffin)....................................... 42
c) Vantagens................................................................................................ 42
d) Desvantagens........................................................................................... 43
2.2.4. Parâmetros para fundição por gravidade............................................ 43
a) Temperatura do molde ............................................................................. 43
b) Pré-aquecimento do molde....................................................................... 44
c) Temperatura de vazamento ...................................................................... 44
2.2.5. Ligas utilizadas na fundição por gravidade ........................................ 44
2.2.6. Exemplos de aplicações....................................................................... 45
2.3. FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO OU INJECTADA...................................................... 48
2.3.1. Definição e descrição do processo....................................................... 48

5
a) Vantagens do processo............................................................................. 48
b) Desvantagens do processo ....................................................................... 49
2.3.2. Máquinas ............................................................................................ 49
a) Máquinas de Câmara Quente ................................................................... 50
b) Máquinas de Câmara Fria ........................................................................ 52
2.3.3. Ligas utilizadas em fundição injectada ............................................... 53
a) Ligas de Alumínio ................................................................................... 54
2.3.4. Parâmetros de Fundição Injectada..................................................... 54
a) Temperatura do banho ............................................................................. 55
b) Pressão de injecção .................................................................................. 55
c) Velocidade de injecção ............................................................................ 55
d) Temperatura do molde ............................................................................. 56
e) Lubrificante ............................................................................................. 56
2.3.5. Exemplos de aplicações....................................................................... 57
2.4. FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO................................................................ 60
2.4.1. Definição e descrição do processo....................................................... 60
2.4.2. Parâmetros da fundição por centrifugação......................................... 60
2.4.3. Fundição por centrifugação horizontal .............................................. 61
a) Equipamentos de centrifugação................................................................ 63
b) Moldações utilizadas em fundição por centrifugação ............................... 63
2.4.4. Fundição por centrifugação vertical................................................... 63
a) Fundição centrifugada propriamente dita ................................................. 64
b) Fundição semi-centrifugada ..................................................................... 64
c) Fundição sob pressão devida à centrifugação ........................................... 65
2.4.5. Exemplos de aplicações....................................................................... 66
2.5. VAZAMENTO NO ESTADO SEMI-LÍQUIDO OU SQUEEZE CASTING ................. 67
2.5.1. Parâmetros de Squeeze casting ........................................................... 68
2.6. OUTROS PROCESSOS DE FUNDIÇÃO EM MOLDAÇÕES PERMANENTES........... 70
2.6.1. Vazamento contínuo e semi-contínuo ................................................. 70
2.6.2. “Slush casting” ................................................................................... 71
3. COMPARAÇÃO ENTRE PROCESSOS DE VAZAMENTO EM
MOLDAÇÕES PERMANENTES E OUTROS MÉTODOS DE FUNDIÇÃO ...... 73
4. FONTES DE INFORMAÇÃO.......................................................................... 80
4.1. BIBLIOGRAFIA............................................................................................. 80
4.2. INTERNET.................................................................................................... 81

6
Este trabalho tem como objectivo o estudo dos processos de vazamento em moldações
permanentes. Estes distinguem-se dos restantes pelo facto de utilizarem moldações
metálicas ou de grafite capazes de produzir grandes séries de peças. Dividem-se
essencialmente em quatro vertentes e respectivas variantes: vazamento em coquilha ou
por gravidade; sob pressão; por centrifugação; e no estado semi-líquido. As moldações
necessárias aos processos deverão possuir um conjunto de requisitos, de acordo com a
peça que se pretenda obter. Para a obtenção de fundidos são possíveis diversos
processos de alimentação e gitagem que previnem o aparecimento de defeitos tais como
inclusões, rechupes, ou ainda contracções do metal no estado sólido. Com este estudo
pretende-se expor diversos processos de vazamento em moldações permanentes, assim
como vários factores que poderão influenciar a escolha do processo mais adequado às
exigências da peça e respectiva série de produção.

7
1.1. Enquadramento do tema
“O objectivo fundamental da fundição é o de dar forma geométrica adequada ao metal,
vertendo-o no estado fundido dentro de uma cavidade feita no interior de uma moldação
(conjunto de elementos em materiais apropriados que definem o molde), para após
solidificação se obter a peça moldada” 1 .
A fundição é uma tecnologia milenária que tem conhecido, desde o início do século XX,
um rápido desenvolvimento, sendo hoje um dos processos mais utilizados na produção
de componentes metálicos para as mais diversas aplicações – estima-se que 90% de
todos os equipamentos, ferramentas e utensílios existentes incorporam peças fundidas 2 .
Segundo Ferreira (1999) é possível apontar uma série de factores responsáveis pela
utilização generalizada dos diferentes processos de fundição:
Utilização de matérias-primas e subsidiárias relativamente abundantes na
superfície terrestre – esta é uma das razões pelas quais a fundição é
praticada desde a antiguidade;
Baixos custos de fabrico quando comparados com outros processos
industriais;
Possibilidade de obtenção de peças de volumes e pesos muito diferentes,
desde poucos gramas a mais de cem toneladas;
Possibilidade de obtenção de peças com grande complexidade
geométrica;
Possibilidade de fundição de praticamente qualquer tipo de liga metálica;
Viabilidade económica, na maioria dos casos, para qualquer quantidade
de peças a fabricar.
A fundição foi tida, durante muito tempo, como uma tecnologia incapaz de proporcionar
a obtenção de produtos com boa precisão dimensional e/ou bom acabamento superficial,
obrigando normalmente ao recurso a operações de acabamento complementares, como
por exemplo a maquinagem. No entanto, o desenvolvimento de novos processos de
fundição e o melhoramento/aperfeiçoamento de processos já existentes têm permitido a
alteração desta imagem.
De facto, a existência actual de diversos processos distintos de obtenção de um fundido,
possuindo cada um deles características e potencialidades bem diferentes, confere à
tecnologia da fundição uma combinação de características de qualidade, versatilidade e
flexibilidade dificilmente igualáveis por outros processos industriais de obtenção de
peças.
No entanto, a satisfação dos tradicionais requisitos impostos à indústria da fundição
(nomeadamente boas características mecânicas das peças, a ausência de defeitos
1 Bibliografia nº5.
2 Bibliografia nº5.

8
internos e garantia de microestruturas compatíveis com o futuro desempenho dos
fundidos) já não é suficiente. Actualmente, as exigências que se colocam às peças
fundidas são diferentes em qualidade e em quantidade, particularmente no que concerne
às peças destinadas às indústrias automóvel, aeronáutica e electrónica. O
desenvolvimento tecnológico que estas indústrias têm vindo a conhecer nos últimos
anos, levou à procura de produtos, nomeadamente fundidos, cada vez mais leves, mais
perfeitos, passíveis de utilização imediata, sem necessidade de recurso às sempre
morosas e dispendiosas operações de acabamento posteriores.
A fundição é, portanto, uma tecnologia em constante desenvolvimento, sempre na
procura das melhores respostas aos novos (e velhos!) desafios que lhe são colocados.
Nesta secção iremos tentar fazer um resumo da produção global em fundição no que
respeita aos anos de 1999 até 2001, de forma a conseguirmos ter uma noção do
desenvolvimento da indústria nos últimos anos 3 .
Quadro 1 - Produção Global do Sector de Fundição – Ferrosos e não Ferrosos
(Milhares de tons)
Produção Global do Sector de Fundição – Ferrosos e não Ferrosos
Milhares de tons
TIPOS DE LIGA 1999 2000 2001
Ferro Cinzento - FC 46,00 43,90 34,10
Ferroso Nodular - FN 35,90 44,50 51,40
Aço 15,80 13,90 14,40
Total de Ferrosos 97,70 102,30 99,90
Alumínio – Al 15,50 16,30 17,80
Cobre – Cu 4,00 4,70 5,95
Magnésio – Mg 0,25 0,25 0,25
Zinco – Zn 1,60 1,50 1,55
Total de N Ferrosos 21,35 22,75 25,55
Total F + NF 119,05 125,05 125,45
Gráfico 1 - Produção de Ferrosos (milhares de toneladas)
Produção de Ferrosos
Mil Tons.
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
FC FN Aço Total
Tipos de Liga
1999
2000
2001
3 Todos os valores foram retirados da Bibliografia nº18.

9
Gráfico 2 - Produção de Não Ferrosos (milhares de toneladas)
Produção de Não Ferrosos
30,00
25,00
Mil Tons.
20,00
15,00
10,00
5,00
1999
2000
2001
0,00
Al Cu Mg Zn Total
Tipos de Liga
No que respeita à produção de ligas ferrosas, podemos observar uma diminuição da
produção de ferro fundido cinzento e um aumento do ferro fundido nodular. Em termos
totais houve uma pequena quebra em relação ao ano de 2000.
Já no que respeita às ligas não ferrosas, existe um domínio absoluto da liga de alumínio,
muito embora se esteja a verificar um aumento na utilização das ligas de cobre. No que
concerne ao zinco, este ainda é utilizado mas a sua produção estagnou. Em termos
gerais tem-se vindo a assistir a um crescimento na produção de ligas não ferrosas.
Na globalidade, a produção de ligas ferrosas é muito superior às não ferrosas e houve
um aumento na produção do ano de 2000 e uma manutenção na produção do ano de
2001.
Quadro 2 - Produção Nacional/U.E (Toneladas) - 2001
Produção Nacional/U.E. – 2001
Toneladas
TIPOS DE LIGA Portugal U.E. %Nacional
Ferrosos 99.900 11.598.200 0,86
Não Ferrosos 25.550 2.421.300 1,06
Total 125.150 14.019.500 0.89

10
Gráfico 3 - Produção Nacional/U.E (Toneladas) - 2001
Produção Nacional/U.E (Toneladas) -
2001
Portugal
U.E.
No Gráfico 3 podemos verificar o facto de Portugal apenas possuir uma pequeníssima
parte da produção de ligas, quer ferrosas quer não ferrosas, dentro da União Europeia.
Quadro 3 - Produção em valor (milhões de Euros)
Produção em Valor
Milhões de Euros
TIPOS DE LIGA 1999 2000 2001
Total de Ferrosos 151,40 160,00 163,20
Total de N Ferrosos 86,80 102,30 114,60
Total F+NF 238,20 262,30 277,80
Gráfico 4 - Produção em valor (milhões de Euros)
150
Produção em valor
Millhõs
100
50
0
F
NF
1999
2000
2001
Tipos de Liga
No que respeita a valores, podemos ver no ano de 2001 que a produção em valor
aumentou nos dois tipos de ligas. Contudo o aumento foi mais acentuado nas ligas não
ferrosas.

11
Quadro 4 - Exportação (milhões de Euros)
Exportação
Milhões de Euros
TIPOS DE LIGA 1999 2000 2001
Ferro Cinzento 28,90 26,80 19,60
Ferro Nodular 50,10 63,60 59,10
Aço 25,20 26,80 33,20
Total de Ferrosos 104,20 117,20 111,90
Total de N Ferrosos 65,10 76,70 86,00
Total F+NF 169,30 193,90 197,90
Gráfico 5 - Exportação de ferrosos e não ferrosos (milhões de Euros)
Exportação Ferrosos e Não Ferrosos
Milhões
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
FC FN Aço NF
Tipos de Liga
1999
2000
2001
Neste ponto podemos afirmar que se tem verificado uma forte descida na exportação de
ferro fundido cinzento e uma pequena quebra do ferro fundido nodular o que tem como
consequência uma descida da exportação de ligas ferrosas, de uma forma geral. Porém,
a exportação do aço tem vindo a crescer.
Quanto às ligas não ferrosas, a exportação tem sido crescente, aumentando na ordem
dos 10 milhões de Euros por ano.
De acordo com Ferreira (1999), os processos de fundição podem ser classificados de
acordo com o carácter de permanência ou de perecibilidade dos respectivos
moldes/modelos 4 e moldações. Surgem assim três tipos de fundição distintos:
Processos com moldação perdida e modelo permanente;
Processos com moldação e modelo perdidos;
Processos com moldação permanente.
No primeiro destes três tipos são utilizadas moldações de areia ou de outros materiais
refractários (cerâmica ou gesso) que se abrem (normalmente em duas partes, divididas
por um plano de apartação) permitindo que o molde seja retirado do seu interior
(cavidade) antes de nele ser vazado o metal líquido 5 . Assim, dependendo das
4 Ver capítulo “Glossário” no final do relatório.
5 Na realidade, estas moldações são normalmente elaboradas por partes (normalmente em metades ou,
mais especificamente, na meia-moldação superior e na meia-moldação inferior), as quais são

12
características mecânicas do material em que o molde for feito (madeira, metal, etc.),
este pode ser utilizado na obtenção de um número muito elevado de peças. Quanto à
moldação, ela só serve para a obtenção de uma única peça, uma vez que, depois de nela
ter sido vazado o metal líquido, tem de ser destruída para dela se poder retirar a peça
fundida.
O segundo tipo de processos de fundição distingue-se deste último pelo facto de a
moldação ser construída envolvendo o molde e não podendo ser aberta para de lá o
retirar. Desta forma, o molde tem de ser destruído por forma a libertar a cavidade onde
será posteriormente vertido o metal líquido. A forma de destruição do molde
(normalmente construído em cera ou em poliestireno expandido) pode ser por
liquefação ou por sublimação, em ambos os casos como resultado de um aquecimento.
Para extrair a peça fundida (depois de solidificada) da moldação, torna-se necessário
destruí-la – consequência da forma como ela é construída.
Os processos de fundição com moldação permanente distinguem-se portanto dos demais
pelo facto de cada moldação permitir a obtenção de um número elevado de peças 6 .
Claro está que o material em que a moldação é feito deve ter características mecânicas
apropriadas, e principalmente uma elevada resistência ao desgaste. Normalmente as
moldações permanentes são construídas em metal, podendo em alguns casos ser
construídas em materiais cerâmicos, mormente em grafite 7 . O facto de a moldação ser
permanente implica que estes processos se diferenciam em muito dos demais, conforme
se verá nos capítulos subsequentes. O aspecto diferenciador mais óbvio é o facto de ter
de ser possível, em qualquer caso, e pela própria definição destes processos, retirar a
peça fundida do interior da moldação sem a danificar.
Nos processos de fundição com moldação permanente as moldações são construídas
sem o recurso a qualquer molde 8 , pelo que não se coloca a questão de saber se este é ou
não permanente.
Moldações permanentes são, assim, todas aquelas que permitem a obtenção de várias
peças sem que as suas características ou forma sejam significativamente alteradas.
Embora esta definição compreenda todas as moldações metálicas, ela estende-se
igualmente às moldações de grafite e de outros materiais que se abrem para permitir a
retirada da peça fundida sem se danificarem.
Dada a abrangência deste conceito, é apenas natural a existência de uma grande
diversidade de técnicas de fundição que nele se enquadram 9 , as quais analisaremos
sucintamente no capítulo 2.
posteriormente unidas para dar forma à moldação propriamente dita. Desta forma, o molde nunca chega a
estar dentro da moldação.
6 Segundo Ferreira (1999), uma moldação metálica pode ser utilizada para a obtenção de até um milhão
de peças.
7 Bibliografia nº8, página 83.
8 Bibliografia nº10.
9 Essa diversidade é, aliás, sempre crescente, à medida que novas técnicas vão sendo desenvolvidas.

13
1.2. Evolução histórica dos processos de vazamento em moldações
permanentes
Conforme foi referido no capítulo anterior, a tecnologia da fundição sofreu (desde o seu
surgimento vários milénios antes do nascimento de Cristo) e continua a sofrer grandes
desenvolvimentos, quer ao nível dos processos, quer no respeitante às características das
ligas utilizadas, quer relativamente aos processos de moldação propriamente ditos (ver
Quadro 5).
Quadro 5 - Evolução cronológica das ligas e dos processos utilizados na fundição
Metais / Ligas Ano Processo
Cobre, Estanho, Bronze,
Ouro, Prata 3000 A.C.
Ferro fundido (Ásia)
2000 A.C.
1000 A.C.
500 A.C.
Moldação por cera
perdida
Ferro fundido (Europa) 1200 A.D.
1500
Aço 1740
Zinco 1826
Alumínio 1886
Aço inoxidável 1913
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
Compósitos Al-SiC
1990
Fonte: Bibliografia nº3.
Moldação em areia
Fundição injectada
Shell moulding e
Moldação cerâmica
Modelo perdido de
poliestireno (“lost foam”)
Processo V (moldação em
vácuo)
Replicast 10
10 Ver capítulo “Glossário” no final do relatório.

14
No que diz respeito aos processos de fundição em moldações permanentes, mais
especificamente, as primeiras moldações utilizadas, tanto quanto sabemos, foram
moldações em pedra, nas quais se produziam ferramentas e armas de bronze, por volta
do ano 3000 a.C 11 (ver Imagem 1). Inicialmente as moldações eram monolíticas e
abertas no topo, de tal forma que as peças obtidas eram planas numa das faces e tinham
de ser forjadas até à sua configuração final. Só mais tarde começaram a ser utilizadas
moldações constituídas por duas partes que permitiam obter peças com configurações
próximas das desejadas. As moldações permanentes metálicas começaram a ser
utilizadas antes do ano 1000 a.C. 12
Imagem 1 - Machados de talão pré-históricos e actuais
Fontes: Bibliografia nº7, página 1 e Sítio de Internet nº1, respectivamente.
Em 1439 Johann Gutenberg inventou um processo para fundir os caracteres necessários
à impressão de documentos em série utilizando, para cada letra, matrizes de cobre que
eram inseridas nas moldações, as quais eram então cheias com uma liga de chumbo. Em
1822 William Church introduziu uma máquina capaz de produzir 20.000 caracteres por
dia. Até ao início do século XX a imprensa era a indústria que mais utilizava as
moldações permanentes, tendo sido então substituída pela indústria automóvel.
Em 1905 Herman H. Doehler patenteou uma das primeiras máquinas de injecção em
moldações permanentes (ver Imagem 2).
11 Bibliografia nº8, página 83.
12 Bibliografia nº7, página 1.

15
Imagem 2 - Máquina de injecção de Doehler
Fonte: Bibliografia nº7, página 3.
Segundo Kaye (1982), a máquina funcionava do seguinte modo:
“Um cilindro montado no cadinho era submergido no metal liquefeito; um êmbolo era
movido lateralmente neste cilindro, accionado por uma alavanca. O metal fundido
preenchia o cilindro através de uma abertura. Quando a alavanca era accionada, o
êmbolo movia-se para diante, fechando a abertura de enchimento e forçando o metal
para cima. As duas meias-moldações eram montadas em placas e depois abertas e
fechadas usando uma alvanca de fechamento da moldação, frequentemente exigindo o
esforço de dois homens. Após o fechamento da moldação, esta e a estrutura de suporte
eram viradas manualmente para uma posição por cima do metal, ficando em contacto
com o bocal de enchimento. O accionamento da alavanca que força a entrada do metal
liquefeito na cavidade da moldação podia frequentemente ser feito por um homem
forte, mas peças grandes e complicadas exigiam o esforço de dois operadores. A
retracção da alavanca destapava um orifício de alimentação de metal no cilindro de
injecção para permitir, por acção da gravidade, o enchimento da próxima peça. Após a
injecção e solidificação do metal, toda a moldação e respectiva estrutura eram
colocadas numa posição horizontal antes de se proceder à abertura das meiasmoldações.
Depois a peça era retirada através de hastes cilíndricas – precursoras dos
pinos de ejecção.”
Conforme fica claro da descrição anterior, a operação destas primeiras máquinas de
fundição injectada requeria um grande esforço manual. Os melhoramentos subsequentes
vizariam, naturalmente, a automatização do processo com a substituição do trabalho
manual por outras fontes de energia:
Em 1907, van Wagner introduziu uma máquina na qual a injecção do
metal era conseguida com o auxílio de ar comprimido;
Em 1914, Doehler aperfeiçoou a sua máquina adicionando-lhe o auxílio
do ar comprimido e dispensando a necessidade de rodar a moldação 90º,
para a posição vertical, por forma a ficar em contacto com o bocal de
enchimento 13 ;
13 Esta máquina aperfeiçoada de Doehler permitia a fundição de ligas de alumínio. Segundo o próprio
Doehler, o processo estava suficientemente desenvolvido para que durante a Primeira Guerra Mundial
fossem produzidos componentes de metralhadoras, de máscaras de gás e de binóculos.

16
Entre 1926 e 1928, a Madison Kipp Corporation dos EUA desenvolveu
uma máquina completamente automatizada, accionada por um motor, o
qual, por meio de sistemas de biela-manivela, engrenagens e ar
comprimido permitia o fechamento do moldação, a injecção da liga
metálica, a abertura da moldação e a ejecção do fundido.
Imagem 3 - Uma das primeiras máquinas de injecção de câmara quente
automatizadas
Fonte: Bibliografia nº7, página 4.
Por essa altura as ligas de alumínio tinham começado a ser utilizadas em maior escala.
O problema posto por estas ligas eram o seu ponto de fusão mais elevado. Com o
ojectivo de aumentar a fluidez das ligas metálicas e baixar o seu ponto de fusão (e logo
a temperatura operacional das moldações), o zinco utilizado nas ligas de zincoalumínio-cobre
continha ainda quantidades apreciáveis de chumbo e estanho. No
entanto, conforme já tinha sido notado, a adição destes metais comprometia em muito as
características mecânicas das peças fundidas obtidas. “A prática de adicionar estanho ou
chumbo para aumentar a fluidez era uma maneira fácil mas perigosa de facilitar a
produção e não cessou até se saber com toda a certeza que as ligas de zinco-alumínio,
com ou sem cobre, têm de ser baseadas em zinco super-puro, livre de impurezas
prejudiciais” 14 .
Outro problema colocado à fundição injectada pela utilização de ligas de ponto de fusão
mais elevado, como o alumínio, era o facto de estas ligas atacarem o aço e o ferro
fundido de que eram constituídos os componentes da câmara quente (os quais estavam
em contacto permanente com o metal liquefeito). Com o objectivo de obviar a este
problema, Carl Roehri inventou em 1920 a câmara fria. Segundo este processo de
alimentação, a liga metálica era fundida separadamente e fornecida apenas na
quantidade e no momento necessários a cada injecção individual.
Entretanto, pelo início do século XX, uma patente tinha sido atribuída ao método de
fundição em moldações permanentes por vazamento sob baixa pressão, desenvolvido
por E. H. Lake em Inglaterra. O processo foi pouco utilizado até à Segunda Guerra
Mundial, quando serviu para a produção de componentes de motores de aviões. Em
14 Bibliografia nº7, página 5.

17
1945 ele foi utilizado para a produção de utensílios de cozinha em alumínio.
Melhoramentos do processo (com o consequente registo de patente) foram introduzidos
em 1946, tornando-o similar ao que hoje é utilizado. Embora a partir dessa data o seu
uso tenha crescido significativamente, este processo não estava ainda universalmente
difundido, como se pode atestar através do seguinte relato:
“Em 1956, uma divisão da General Electric Company, procurando melhorar os seus
rotores, desenvolveu independentemente o seu próprio processo de vazamento sob
baixa pressão. Foi só quando o pedido de patente foi efectuado que descobriram a
existência prévia de tal processo” 15 .
De então para cá, muitos melhoramentos têm sido introduzidos nos processos de
fundição em moldações permanentes por vazamento sob pressão: automatização do
processo de alimentação, introdução de sistemas hiráulicos a óleo, injecção faseada,
melhoramento das ligas metálicas utilizadas, etc. Tais melhoramentos permitiram
aumentar a qualidade das peças fundidas e a capacidade e a eficiência deste processo
produtivo. No entanto, os seus princípios básicos continuam ainda hoje a ser os
mesmos.
Imagem 4 - Máquina actual de injecção de alumínio e latão de câmara fria
Fonte: Sítio de Internet nº4.
15 Bibliografia nº8, página 103.

18
2.1. Aspectos comuns dos processos de vazamento em moldações
permanentes
Quando se pretende obter grandes séries de peças, com bom acabamento superficial e
grande rigor dimensional, o vazamento em moldes de areia não é satisfatório 16 .
Adoptam-se então processos de vazamento mais adequados, vazando o metal fundido
em moldações permanentes (normalmente metálicas) 17 .
Conforme foi visto no ponto 1.2, as moldações permanentes distinguem-se das demais
pelo facto de permitirem a obtenção de dezenas ou centenas de milhar de peças sem
necessitarem de substituição. Esta particularidade, que não se verifica nos restantes
processos de fundição, pode eventualmente transformar-se num problema. Este surge na
fase de projecto da moldação e reflecte-se na necessidade de retirar a peça, depois de
solidificada, do interior da moldação, sem provocar danos quer nesta, quer nos próprios
fundidos.
Esta necessidade conduz, frequentemente, à concepção de moldações constituídas por
várias peças, com mais do que uma superfície de apartação, e com sistemas de extracção
das peças, mais ou menos complexos, dependendo do grau de automatização dos
equipamentos de manuseamento das moldações que forem utilizados 18 .
Também a temperatura da coquilha 19 é importante para as características dos
respectivos fundidos: temperaturas de coquilha demasiado elevadas conduzem, entre
outros, a fracas propriedades mecânicas das peças, como consequência de uma
deficiente estrutura metalográfica, que por sua vez é consequência de uma velocidade
de arrefecimento muito baixa; por outro lado, temperaturas de coquilha demasiado
baixas conduzem a má formação geométrica dos fundidos, podendo ainda provocar
defeitos de solidificação - rechupes - por ineficiência do sistema de alimentação
utilizado 20 .
Na maioria dos casos, a rectificação da temperatura "ideal" da coquilha apenas é
necessária no início do período de trabalho. Neste caso, o aquecimento é efectuado
através de um simples queimador de chama directa ou, preferencialmente, por
introdução da coquilha num forno eléctrico, antes de se iniciar o ciclo de produção.
16 Ver a este respeito o capítulo 3.
17 Bibliografia nº11.
18 Bibliografia nº14.
19 Ver capítulo “Glossário” no final do relatório.
20 Bibliografia nº17.

19
Em ritmo de trabalho normal a temperatura das moldações atinge rapidamente os 300
ou 400 graus Celsius. No sentido de evitar que a temperatura ultrapasse este limiar,
torna-se necessário prever, na fase de projecto e construção da moldação, um conjunto
de canais interiores, interligados ou independentes, destinados à circulação forçada de
água ou qualquer outro fluído de refrigeração. Para além disso, aquando do seu
funcionamento, a coquilha deve ser periodicamente pintada com tinta refractária.
Os processos que utilizam moldação metálica são basicamente quatro, existindo
algumas variantes dentro de cada processo, diferindo entre si na forma como é
efectuado o vazamento do metal 21 :
Moldação permanente com vazamento por gravidade ("Coquilha por
gravidade");
Moldação permanente com vazamento sob pressão ("Fundição
injectada");
Moldação permanente com vazamento por forças de centrifugação;
Moldação permanente com vazamento no estado semi-líquido ("Squeeze
Casting").
2.1.1. Características gerais das moldações
As moldações devem obedecer a uma única propriedade fundamental, que é a seguinte:
"A moldação (meias moldações e machos) deve assegurar a forma, o volume, o
acabamento superficial e qualidade geral desejados para a peça a obter” 22
Para que tal seja possível, a moldação deve possuir um conjunto de requisitos, que
poderemos dividir em três grupos 23 :
a) Requisitos de índole técnica
a moldação deverá garantir o total enchimento da cavidade, pelo que
deverá estar provida de canais de enchimento em número, localização
e forma adequada para esse fim;
a moldação deve garantir a compensação da contracção do metal
durante o processo de arrefecimento / solidificação, pelo que deverá
estar provida de alimentadores e respectivos canais de ligação à peça
em número, forma e localização adequados.
b) Requisitos de resistência da moldação
21 Bibliografia nº14.
22 Bibliografia nº14.
23 Cfr. Bibliografia nº14.
a moldação deve possuir a resistência mecânica necessária para
suportar o manuseamento, desde a sua execução até ao vazamento do
metal; para isso, deve ser capaz de suportar quer o seu próprio peso
quer eventuais choques;
a moldação deve ter a resistência necessária para para suportar o
vazamento e a contenção do metal até uma fase adiantada de

20
solidificação, sem rotura e sem deformação; para isso deverá
suportar: as pressões estática e dinâmica devidas ao fluído, durante e
após o vazamento; as tensões resultantes do rápido aquecimento das
superfícies em contacto com o metal; a erosão durante o enchimento.
c) Características físico-químicas
2.1.2. Revestimentos 24
Refractariedade: o material da moldação não deve fundir nem sofrer
deformações durante o vazamento e grande parte da solidificação;
Incompatibilidade química: o material da moldação não deve reagir
quimicamente com o metal vazado;
Permeabilidade: a moldação deve permitir a rápida saída do ar e dos
gases que se formem dentro da cavidade;
Propriedades térmicas: a moldação deve apresentar uma
condutibilidade térmica adequada ao correcto arrefecimento da peça.
O revestimento é aplicado às superfícies da moldação e dos eventuais machos de modo
a criar uma barreira entre elas e o metal fundido. Os revestimentos são usados por cinco
razões:
para prevenir o arrefecimento prematuro do metal fundido;
para controlar a velocidade e a direcção da solidificação do fundido e,
portanto, as suas propriedades mecânicas;
para minimizar o choque térmico gerado na moldação pelo metal
fundido;
para prevenir a soldadura do metal fundido à moldação;
para extrair o ar preso na cavidade da moldação.
Existem dois tipos essenciais de revestimento: isolador e lubrificador. Alguns
revestimentos combinam estas duas funções. Um bom isolador pode ser feito com uma
parte de silicato de sódio e duas partes caulino coloidal (em peso) dissolvidos numa
quantidade de água suficiente para permitir a vaporização. Se for preciso um bom
isolamento para garantir o correcto enchimento e prevenir solidificações prematuras em
secções finas, gitos ou alimentadores, então podem acrescentar-se ao revestimento pó de
carvão, óxidos metálicos, giz, pedra de sabão, mica, vermiculite ou talco. A grafite é
acrescentada se for necessário acelerar o arrefecimento. Lubrificantes que facilitam a
remoção dos fundidos incluem pedra de sabão, talco, mica e grafite.
Um bom revestimento deve satisfazer os seguintes requisitos:
ser não corrosivo, de modo a prolongar a vida da moldação;
tem que aderir bem à moldação e no entanto ser fácil de remover;
tem que criar uma barreira que impeça o contacto directo entre o
metal líquido e a parede da moldação;
tem de ser inerte ao metal fundido e não reagir produzindo gases.
24 Bibliografia nº17.

21
Os vários requisitos do revestimento referidos em cima nem sempre são obteníveis com
uma só fórmula. Nesse caso, aplicam-se diferentes revestimentos em diferentes locais
da cavidade da moldação.
A duração do revestimento varia consideravelmente com a temperatura do metal que
está a ser fundido, o tamanho e a complexidade da cavidade da moldação, e a
velocidade de vazamento. Alguns moldes requerem um novo revestimento no início de
cada turno; outros aguentam vários turnos com apenas reparações pontuais antes do
novo revestimento ser necessário.
Uma projecção abrasiva menos severa é usada para preparar o revestimento para
remover velhos revestimentos.
2.1.3. Machos
Os machos usados nos processos de moldes permanentes podem ser de ferro cinzento,
aço, areia, ou gesso.
No caso dos machos serem de metal, estes poderão ser movíveis ou estacionários. Se
forem estacionários, devem ser perpendiculares à linha de apartação para permitir a
remoção do fundido do molde, e devem, também, ter uma forma tal que permita uma
libertação rápida do fundido 25 . Se não forem perpendiculares à linha de apartação
devem ser movíveis de modo que possam ser retirados do fundido antes dele ser
removido do molde.
Quando machos de areia ou gesso são usados em moldes permanentes, o processo é
referido como moldes semi-permanentes, podendo ser produzidas peças com formas
mais complexas do que com machos de metal. Contudo, machos nestes materiais são
mais dispendiosos.
Os dois caminhos de passagem dos machos como se mostra na Imagem 5 ilustram as
limitações dos machos em fundições de moldes permanentes. A configuração
apresentada do lado esquerdo permite a utilização de machos de metal. Já na
configuração apresentada do lado direito seriam necessários, para prover o raio do
caminho de passagem, machos em areia ou gesso 26 .
Imagem 5 - Machos permanentes versus machos perecíveis
Fonte: Bibliografia nº13.
25 Isto é, devem estar providos com saídas adequadas.
26 Bibliografia nº13.

22
Os machos movíveis e estacionários podem ser ambos maquinados a dimensões
apertadas e podem ser localizados com exactidão.
Os machos em areia permitem ao fundido passagens sinuosas ou câmaras ou passagens
que são mais largas na secção do que a abertura através da parede do fundido. Devido
ao facto dos machos em areia não serem recuperáveis, a sua remoção não apresenta
quaisquer problemas.
Os machos em gesso são usados em moldes semi-permanentes para promover uma
superfície final melhor do que a obtida com machos em areia ou de metal revestido. O
uso de machos em gesso permeáveis promove uma superfície final melhor do que a que
poderia ser obtida com machos de metal revestido. O gesso tem também excelentes
qualidades isoladoras, não arrefecendo prematuramente o metal nas secções
envolventes. Quanto às tolerâncias dimensionais, os machos em gesso não são
superiores aos machos em areia 27 .
“É preferível evitar projectos que necessitem do uso de machos de metal amovíveis
(machos multi-peças) em moldação permanente. Este género de machos aumenta o
custo das peças de fundição, porque a sua montagem e a remoção das multi-peças,
constituintes do macho, aumenta o tempo necessário à produção. Mais ainda, a variação
dimensional pode ser consequência do uso deste tipo de machos, porque estes não
podem ser posicionados no molde como uma peça única ou porque há movimento
relativo dos vários segmentos que o constituem aquando do vazamento do metal.
Quando é necessário utilizar este tipo de machos, para obter as formas internas das
peças de fundição, o projectista deve prever a utilização de tolerâncias menos apertadas,
sempre que possível. Apesar das desvantagens dos machos fraccionáveis amovíveis,
estes são largamente usados na execução de peças complexas. Por exemplo, a maior
parte dos pistões em ligas de Alumínio, feitos para a indústria automóvel são fundidos
em moldações permanentes usando machos metálicos fraccionáveis amovíveis
formados por cinco ou mais peças” 28 .
2.1.4. Defeitos das peças
“Em condições normais as peças fundidas contêm, como todos os produtos
metalúrgicos, ocos, inclusões, e outras imperfeições que lhes conferem uma variação
qualitativa normal. Estas imperfeições são consideradas como verdadeiros defeitos
apenas quando a satisfação dos requisitos funcionais ou estéticos da peça são postos em
causa.” 29
Os processos de vazamento em moldações permanentes estão predominantemente
sujeitos a defeitos que podem ser agrupados em três diferentes categorias, a seguir
indicadas.
27 Bibliografia nº13.
28 Bibliografia nº5, página 156.
29 Bibligrafia nº3, página 239.

23
a) Falta de metal/Enchimento incompleto da moldação
A elevada condutividade térmica das moldações metálicas torna os fundidos por elas
obtidos mais suceptíveis ao aparecimento de defeitos de enchimento da moldação. A
primeira pista para a identificação deste problema é a existência no fundido de cantos e
arestas arredondados (ver Imagem 6) ou o preenchimento incompleto de secções mais
finas e/ou mais complexas (ver Imagem 7). Segundo Beeley (2001), as causas para este
tipo de defeitos, e que estão relacionadas entre si, podem ser:
temperatura da moldação muito baixa;
insuficiente sobre-aquecimento da liga metálica vazada;
liga metálica com baixa colabilidade;
vazamento demasiado lento;
sistema de gitagem inadequado;
sistema de ventilação inadequado.
Imagem 6 - Deficiente alimentação do fundido 30
Fonte: Bibliografia nº16, página 78.
A melhor forma de evitar o aparecimento de defeitos de enchimento da moldação é
através de um sistema de ventilação adequado – o aumento da temperatura da liga
vazada ou da moldação pode dar origem a outros defeitos como, por exemplo,
porosidades 31 . Além disso, a máxima cadência produtiva consegue-se com a menor
temperatura possível para a liga vazada que ainda permita a obtenção de fundidos
aceitáveis 32 .
30 É possível notar, na imagem do lado esquerdo o arredondamento das arestas resultante de uma falta de
metal para preenchimento da cavidade da moldação. Na imagem do lado direito pode ver-se a peça depois
de rectificado o erro.
31 Bibliografia nº5, página 196.
32 Bibliografia nº1.

24
Imagem 7 – Deficiente alimentação do fundido 33
Fonte: Bibliografia nº16, página 74.
Uma forma alternativa de impedir faltas de enchimento da moldação é a aplicação de
calor ou de isolamentos térmicos nas secções do molde por elas responsáveis,
impedindo que estas arrefeçam tão rapidamente, bloqueando o fluxo de metal.
b) Inclusões
As inclusões podem subdividir-se em dois grupos: endógenas e exógenas.
i) inclusões endógenas
As inclusões endógenas são constituídas por impurezas, normalmente pequenas
partículas gasosas em suspensão, resultantes de reacções que ocorrem no metal fundido,
e que resultam em porosidades do fundido 34 .
“A porosidade causada por gases dissolvidos no metal líquido não é normalmente um
problema, pois a solidificação é tão rápida que eles se mantêm dissolvidos na peça
solidificada” 35 .
Apesar disso, os gases dissolvidos na peça contribuem sempre para um enfraquecimento
das suas características mecânicas. Além disso, se a quantidade de gás dissolvido no
metal líquido for superior à quantidade que o metal sólido consegue dissolver, o gás irá
precipitar-se dando origem ao aparecimento de cavidades no fundido. A distribuição
destas cavidades depende da forma como se dá a nucleação do gás. Se a nucleação
ocorrer no contacto entre o metal e a moldação, o resultado é o aparecimento de
cavidades na superfície do fundido. Um resultado muito comum da precipitação do gás
é o aparecimento de cavidades no interior das peças fundidas – a solidificação
progressiva da peça desde o exterior até ao interior arrasta consigo o gás que não se
consegue dissolver no metal sólido.
“Muitos factores afectam a forma e a distribuição das porosidades gasosas. Em alguns
casos o gás pode concentrar-se por difusão na região central, sendo o defeito final uma
33 Falta um dos dentes da roda dentada por defeituosa alimentação da cavidade da moldação.
34 Bliografia nº3, página 242.
35 Bibliografia nº1, página 6.

25
cavidade no interior da peça fundida, enquanto noutros casos pode ser encontrada
porosidade dispersa por toda a peça.” 36
As inclusões deste tipo não são especificamente características do processo de fundição
com moldações permanentes, estando mais relacionadas com o processo de fusão dos
metais que precede o seu vazamento.
A turbulência causada pela entrada do metal líquido na cavidade da moldação é não
apenas responsável pela precipitação do gás nele dissolvido, através da criação de
baixas pressões localizadas, como também origina o aparecimento de inclusões
exógenas no fundido.
ii) inclusões exógenas
As inclusões exógenas são constituídas por materiais não originários no próprio metal
vazado. Estes materiais podem ter origem na desagregação das moldações, cadinhos ou
quaisquer outras ferramentas em contacto com o metal líquido, podendo contribuir para
o aparecimento de escórias.
As escórias podem ser evitadas através da decantação do metal antes do seu vazamento
na moldação. Outro método possível é a filtração do metal aquando do seu vazamento,
para o que se recorre a filtros de materiais cerâmicos como os ilustrados na Imagem 8.
Imagem 8 - Filtros utilizados no vazamento do metal fundido
Fonte: Bibliografia nº3, página 41.
A utilização de filtros tem outro efeito benéfico: diminui a turbulência causada pela
entrada do metal líquido na cavidade da moldação. A turbulência contribui para o
aparecimento de inclusões, não só porque facilita a erosão da moldação, mas também
porque conduz facilmente ao aprisionamento de ar dentro da sua cavidade (ver Imagem
9) – um outro tipo de inclusões exógenas comuns nos processos de vazamento com
moldações permanentes.
36 Bibliografia nº3, página 259.

26
Imagem 9 - Porosidades superficiais causadas por turbulência durante o
vazamento
Fonte: Bibliografia nº16, página 44.
O aprisionamento do ar pelo metal na cavidade da moldação pode ter origem numa série
de factores (isolados ou em combinação), de entre os quais:
turbulência excessiva no vazamento do metal fundido;
insuficiente sobre-aquecimento do metal fundido;
sistema de ventilação inadequado.
O enchimento mais lento da moldação facilita normalmente a libertação do ar, evitando
o aparecimento de inclusões 37 .
O enchimento lento (recorrendo, se necessário for, ao vazamento por baixa pressão 38 ),
direccional e sem confluências evita igualmente a criação de outro tipo de inclusões
endógenas: películas de óxidos. Estas películas, quando existentes, são transportadas na
superfície frontal do fluxo metálico, podendo dar origem, nos casos mais graves, a
descontinuidades na peça fundida 39 .
c) Defeitos de contracção
A diminuição do volume do metal vazado na cavidade da moldação ocorre numa
primeira fase quando este solidifica, e numa fase posterior quando a peça fundida
contrai, consequência do seu arrefecimento.
37 Bibliografia nº1.
38 Ver ponto 2.2.3.
39 Bibliografia nº3, página 244.

27
Imagem 10 – Rechupe nas zonas de alimentação 40
Fonte: Bibliografia nº16, página 112.
Durante a primeira fase, o sistema de alimentação de gitagem é fundamental na
prevenção do aparecimento de rechupes. Um sistema de gitagem inadequado ou um
vazamento insuficiente podem implicar o aparecimento de rechupes expostos nas zonas
de alimentação (ver Imagem 10). No entanto, os rechupes mais frequentes aparecem nas
secções mais espessas das peças fundidas, quer na forma de cavidades interiores, quer
na forma de depressões exteriores. De facto, as secções mais grossas estão mais sujeitas
ao aparecimento de rechupes não só porque contraem mais mas também porque tendem
a alimentar as secções mais finas 41 . Estes tipos de defeitos podem ser evitados através
de uma melhor concepção da peça fundida. No entanto, a solidificação do metal origina
sempre, em maior ou menor escala, microporosidades invisíveis a olho nú, mas que
afectam as características mecânicas do fundido.
Imagem 11 - Rechupe no interior de um fundido causado por variações abruptas
de espessura
Fonte: Bibliografia nº3, página 272.
40 Nesta imagem pode ver-se como a altura insuficiente dos alimentadores permitiu que o rechupe se
estendesse até ao fundido.
41 Bibliografia nº1.

28
Imagem 12 - Rechupe e depressão causados por secções muito espessas sem
alimentador
Fonte: Bibliografia nº3, página 272.
Depois de o metal ter solidificado no interior da moldação, posteriores contracções não
podem ser compensadas pela alimentação de mais metal fundido. Estas contracções,
resultantes do arrefecimento do fundido, tendem a afectar todas as suas dimensões,
obrigando à inclusão de mingas na elaboração do respectivo molde.
Imagem 13 - Deformação plástica causada no fundido por contracção
Fonte: Bibliografia nº16, página 129.
O arrefecimento da peça no interior da moldação origina forças de tensão e/ou de
compressão entre o fundido e a moldação, entre o fundido e eventuais machos, e dentro
do próprio fundido 42 . Estas forças, além de dificultarem a extracção da peça e dos
eventuais machos, podem originar deformações plásticas no fundido ou, nos casos mais
graves, fissuras 43 .
42 As partes do fundido que arrefecem primeiro contraem e sujeitam as partes restantes a forças de
compressão, que podem resultar na sua deformação. Quando estas partes também solidificam contraem
ainda mais e sujeitam as partes iniciais a forças de compressão, ficando elas sujeitas a forças de tensão.
43 O caso mais comum é o aparecimento de fissuras a quente, isto é, fissuras originadas quando a peça
ainda não está completamente solidificada. Neste caso, as forças de tensão originadas pela contracção das
zonas sólidas da peça originam fissuras nas zonas semi-líquidas mais frágeis.

29
Imagem 14 - Fissura a frio
Fonte: Bibliografia nº3, página 289.
Imagem 15 - Fissura a quente
Fonte: Bilbiografia nº3, página 280.
A terminar este ponto, interessa relembrar que os defeitos podem resultar de
combinações de diversos factores, o que torna a identificação das suas causas mais
difícil. “Todos os operadores metalúrgicos estão familiarizados com defeitos
persistentes que desafiam qualquer explicação e que finalmente desaparecem sem
revelar a sua causa original” 44 . Um controlo apertado e uma normalização de todos os
aspectos do processo produtivo são a melhor defesa contra tais problemas.
44 Bibliografia nº3, página 239.

30
2.1.5. Questões técnicas críticas
Em jeito de resumo daquilo que devem ser as preocupações fundamentais do operador
metalúrgico, com vista à obtenção de fundidos sãos, apresentam-se de seguida uma lista
de aspectos considerados mais críticos nos processos de fundição por vazamento em
moldações permanentes, agrupados em questões relacionadas com 45 :
a fusão do metal;
o vazamento do metal líquido;
a solidifcação da peça dentro da moldação;
a extracção da peça solidificada da moldação.
a) Fusão do metal
i) A fusão do metal implica um fornecimento de quantidades de calor
muito significiativas, permitindo atingir a temperatura de fusão,
fundir o metal e atingir a temperatura de vazamento (sobreaquecimento).
Devido à natureza dos fornos de fusão, nomeadamente
à sua inércia térmica, esta última etapa é abordada muito
rapidamente, pelo que se torna necessário, mormente em relação às
ligas mais leves, controlar a temperatura de forma a impedir que
esta atinga níveis perigosos.
ii) Enquanto o metal está fundido fica sujeito aos fenómenos de
oxidação, dissolução de gases e dissolução de outros materiais
exógenos. A intensidade destes fenómenos é tanto maior quanto
maior for a temperatura ou o tempo de espera até ao vazamento. Para
minorar os seus efeitos o operador deve: controlar a temperatura do
metal, controlar as propriedades das cargas metálicas colocadas
no forno, controlar o estado do cadinho após cada fusão e
controlar o estado de conservação das ferramentas de
manutenção do metal.
iii) Algumas ligas metálicas requerem, para além dos cuidados supracitados,
tratamentos especiais para extracção do gás dissolvido ou
para alteração da nucleação e consequente solidificação dos fundidos.
b) Vazamento do metal
O vazamento do metal fundido deve ser feito por forma a evitar ao máximo as
turbulências e a manter um débito e um preenchimento da cavidade constantes.
Relativamente a estes aspectos, cada peça é um caso particular, colocando problemas
específicos ao operador metalúrgico.
Outro aspecto crítico duranto o processo de vazamento é a manutenção do metal
fundido em boas condições, nomeadamente em termos de temperatura (impedindo que
arrefeça) e em termos de propriedades químicas (impedindo reacções de oxidação).
45 Cfr. Bibliografia nº4, capítulo V.

31
c) Solidificação da peça
Este é um aspecto complexo e extremamente importante para a sanidade dos fundidos
obtidos. Interessa aqui apenas relembrar que a forma como a peça solidifica depende
das características da liga metálica vazada e da moldação. A forma como a moldação
dissipa o calor é provavelmente aqui o aspecto mais importante.
d) Extracção da peça
Uma extracção da peça demasiado rápida pode dar origem à deformação ou ruptura da
peça ou ainda ao escoamento de metal ainda no estado líquido. Por outro lado, uma
extracção demasiado lenta pode originar o aparecimento de fissuras na peça 46 e um
desgaste acentuado da moldação nas zonas que ficam envolvidas pelo metal da peça 47 .
Assim, a correcta temporização da extracção da peça é fundamental.
“Toda a arte do operador consiste em adoptar o ritmo de fabricação correspondente ao
ciclo térmico da moldação. Note-se que é por vezes possível aumentar a cadência de
trabalho arrefecendo a moldação artificialmente. Enfim, pode acontecer que o operador
não consiga acompanhar o ciclo térmico da moldação. Nesse caso, torna-se necessário
aquecer a moldação para adaptar o seu ciclo ao do operador” 48 .
46 A possibilidade de ocorrência deste defeito depende em grande medida da liga metálica utilizada.
47 Aliás, a contracção da peça em torno destas zonas da moldação pode inclusivamente dificultar a sua
extracção.
48 Bibliografia nº4, página 38.

32
2.2. Fundição por gravidade
2.2.1. Definição e descrição do processo
O processo de fundição em moldação metálica com vazamento por gravidade consiste
em obter um fundido a partir do vazamento de metal líquido no interior de uma
moldação metálica, também designada por coquilha, sendo o enchimento conseguido
através da (simples) acção da força de gravidade 49 .
Imagem 16 - Vazamento por gravidade
Fonte: Sítio de Internet nº6.
“Em fundição por gravidade em moldações permanentes o metal líquido é vazado por
pressão gravítica num molde metálico, constituído por duas ou mais partes, o qual é
usado repetidamente para a produção de peças com a mesma forma. Para definir as
cavidades das peças vazadas são usualmente feitos machos simples removíveis em
metal, mas alguns mais complexos são feitos em areia ou cerâmica. Quando se usam
machos de areia ou cerâmica, o processo é chamado de fundição em moldações semipermanentes”
50 .
Existem duas técnicas de vazamento sob a acção da gravidade: o vazamento estático,
onde o metal é introduzido no topo do molde através de gitos de descida; e o vazamento
inclinável, onde o metal é vazado numa bacia, enquanto o molde está numa posição
horizontal e flui para a cavidade à medida que o molde é gradualmente inclinado para a
posição vertical 51 . Esta operação deverá ser efectuada simultaneamente com um
movimento de basculamento da moldação, de forma a diminuir a turbulência gerada
durante a operação. Por outro lado, iniciando-se o vazamento com a moldação numa
posição próxima da horizontal, consegue-se que, durante toda a fase de enchimento,
todo o ar presente no interior da coquilha esteja sempre numa posição superior
relativamente ao metal líquido, o que facilita o seu escoamento através dos canais
previstos para esse fim, ou através dos próprios alimentadores 52 .
49 Bibliografia nº14.
50 Bibliografia nº5, página 186
51 Ver ponto 2.2.2, alínea b).
52 Bibliografia nº13.

33
A obtenção de peças por este processo compreende as quatro etapas seguintes:
i) Ajuste da tempartura da coquilha. Este ajuste é efectuado a intervalos de
tempo regulares, podendo consistir numa operação de aquecimento ou
arrefecimento, cuja periodicidade depende de diversos factores a seguir
enunciados 53 :
Temperatura de vazamento do metal;
Volume da peça a vazar;
Geometria da peça a vazar;
Espessura da moldação;
Cadência de vazamento;
Pintura refractária utilizada.
ii) Pintura do interior da moldação com uma tinta refratária (ver ponto 2.1.2) 54 .
iii) Fechamento da moldação e vazamento do metal fundido.
iv) Finalmente, e após um tempo de espera suficiente para que o fundido possa
solidificar completamente procede-se à abertura da moldação e extracção da
peça do seu interior.
a) Vantagens
O processo de fundição por vazamento em moldações permanentes sob gravidade
apresenta as seguintes vantagens 55 :
Elevada densidade e consequentes boas propriedades mecânicas dos
fundidos (consequência da elevada condutividade térmica das
moldações);
Elevada uniformidade e exactidão dimensional dos fundidos
(consequência da estabilidade das moldações);
Eventual eliminação de algumas operações de maquinagem;
Bom acabamento superficial;
Possibilidade de utilização de machos perecíveis e de peças múltiplas,
permitindo a produção de fundidos impossíveis de obter por fundição
injectada;
Melhoramento da atmosfera da fundição devido à eliminação dos fumos
e poeiras normalmente associados às fundições em areia;
Possibilidade de vazamento de uma vasta gama de ligas ferrosas e não
ferrosas.
b) Desvantagens
Por outro lado, este processo apresenta igualmente os seguintes inconvenientes 56 :
Elevado custo das ferramentas, o que torna o processo adequado apenas
para grandes séries, sendo proibitivo para pequenas produções;
53 Bibliografia nº13.
54 Tanto esta operação como a anterior não são, normalmente, efectuadas em todos os ciclos.
55 Bibliografia nº8, páginas 83 e 84.
56 Bibliografia nº5, página 186 e nº8, página 84.

34
Limitações às formas dos fundidos (mormente as exteriores), devido à
localização da linha de apartação, aos recortes sem ângulo de saída e a
dificuldades na remoção das peças dos moldes;
Necessidade de revestimentos para proteger o molde do ataque do metal
fundido (ver ponto 2.1.2);
Dificuldade de alteração posterior da moldação;
Dificuldade de obtenção de secções muito finas (que podem ser
conseguidas através da fundição injectada).
2.2.2. Equipamentos
a) Moldações
Usualmente as moldações metálicas para vazamento por gravidade são de construção
relativamente simples, com a cavidade, os sistemas de alimentação, de gitagem e de
ventilação todos atravessados pelo plano de apartação, o qual divide a moldação em
duas metades. As meias-moldações podem ser articuladas, o que permite um correcto
posicionamento relativo e facilita o seu fechamento manual. “Para fundições com
grandes nervuras e que requerem a retracção do molde sem rotação, pode-se utilizar um
dispositivo de translacção operado manualmente em que as meias partes do molde
podem ser separadas manualmente por deslocamento linear” 57 (ver Imagem 17 e
Imagem 18).
Imagem 17 - Moldações metálicas para vazamento por gravidade: (a) rotação, (b)
translacção
Fonte: Bibliografia nº5, página 188.
57 Bibliografia nº5, página 188.

35
Imagem 18 - Moldação articulada para vazamento por gravidade
Fonte: Bibliografia nº3, página 592.
Actualmente a utilização de mecanismos de ar comprimido ou hidráulicos permite a
automatização das operações de abertura, fechamento, colocação e retirada dos machos
e ejecção das peças, tornando possíveis ciclos de produção inferiores a um minuto 58 . No
entanto, estes dispositivos são normalmente semi-automáticos, uma vez que o
vazamento do metal líquido e por vezes também a remoção das peças são ainda
operações manuais. 59
As moldações metálicas para vazamento por gravidade permitem a obtenção de furos
perpendiculares ao plano de apartação através de machos metálicos acoplados às meias
moldações e que, portanto, são automaticamente retirados aquando da abertura da
moldação. Para a elaboração de furos mais complexos e/ou com outras disposições são
utilizados machos de materiais perecíveis como a areia, o gesso ou, em casos mais
raros, sais solúveis (os quais são retirados mergulhando a peça fundida num
solvente) 60,61 .
As moldações são construídas em ferro fundido de alta qualidade ou em aço, o qual é
pré-aquecido e mantido a temperaturas de funcionamento entre 300 e 400 graus Celsius.
Sistemas de arrefecimento compreendendo alhetas, circulação de ar ou circulação de
água permitem que a peça solidifique mais rapidamente, encurtando assim o ciclo de
produção 62 .
58 Bibliografia nº3.
59 Bibliografia nº5, página 188.
60 Bibliografia nº3.
61 Ver ponto 2.1.3.
62 Bibliografia nº3.

36
Imagem 19 - Máquina para vazamento inclinado em moldações permanentes
Fonte: Sítio de Internet nº6.
Existem ainda moldações colocadas em dispositivos que permitem o vazamento
inclinado (ver Imagem 19), conforme descrito no seguinte excerto 63 (ver igualmente
Imagem 20):
“As superfícies de apartação dos moldes permanentes com dispositivos mecânicos
estão, em geral, num plano vertical, que é a posição preferida para a abertura das
moldações e extracção das peças. Muitas peças, no entanto, são melhor vazadas com a
linha de apartação num plano horizontal. Algumas peças com a linha de apartação
horizontal são vazadas usando dispositivos com um mecanismo de inclinar. O
vazamento é feito com um plano de apartação na horizontal, sendo a posição do molde
posteriormente rodada para permitir a saída do ar durante o vazamento e para remoção
da peça com a linha de apartação num plano vertical. Algumas peças são alimentadas
parcialmente com o plano de apartação na horizontal e depois são rodadas lentamente
até que a alimentação esteja completa. Por exemplo, no vazamento de uma figura para
uma máquina de duplicação, numa moldação com um plano de apartação na vertical
requer um longo caminho do metal fundido, que resulta num chapinhar e numa severa
turbulência produzindo peças inaceitáveis. Para eliminar a elevada queda do metal, o
molde é posicionado num aparelho de inclinação que permite que o metal seja
introduzido no molde com a linha de apartação orientada inicialmente na horizontal. O
corpo principal desta peça foi vazado com o molde nesta posição. O volume final da
peça vazada foi então suavemente cheio ao mesmo tempo que o molde era rodado de
90º para posicionar a linha de apartação num plano vertical. Nesta posição a peça
vazada foi deixada solidificar, sendo então retirada da moldação”.
63 Bibliografia nº5, páginas 188 e 189.

37
Imagem 20 - Dois exemplos de vazamento inclinado
Fonte: Bibliografia nº4, páginas 90 e 84, respectivamente.
Um dos dispositivos de automatização mais avançados no que respeita às moldações
permanentes para vazamento por gravidade é a mesa giratória ou processo “Eaton” (ver
Imagem 21 e Imagem 22). “Uma mesa giratória comum pode acomodar 12 dispositivos
de fundição, completando uma revolução entre 2 a 7 minutos” 64 . À medida que mesa
giratória (ou carrossel) vai girando, a velocidade constante, as moldações são
automaticamente fechadas, o metal é vazado, passam por um ciclo de arrefecimento, são
abertas e finalmente as peças são ejectadas das suas cavidades. As cavidades são então
limpas com jactos de ar comprimido e são revestidas com uma película de carbono 65 . Os
machos, se os houver, são colocados na cavidade da moldação nesta fase. As moldações
são então fechadas e um novo ciclo recomeça. As moldações colocadas no carrossel não
têm de originar todas a mesma peça, desde que a sua concepção e a regulação da
velocidade de rotação do carrossel permitam um arrefecimento necessário e suficiente
para a obtenção de peças sãs 66 .
64 Bibliografia nº5, página 189.
65 Esta película é aplicada através da chama de acetileno. O carbono assim depositado reduz o impacto
térmico causado na moldação com a entrada do metal líquido, ajudando igualmente a criar uma atmosfera
que dificulta eventuais reacções químicas.
66 Bibliografia nº8, página 102.

38
Imagem 21 - Mesa giratória com 12 moldações permanentes
Fonte: Bibliografia nº8, página 101.
Imagem 22 - Mesa giratória actual com 6 moldações permanentes
Fonte: Sítio de Internet nº6.
b) Sistemas de gitagem 67
As moldações permanentes podem ser alimentadas de várias formas:
pelo topo;
lateralmente;
inferiormente.
67 Bibliografia nº5, páginas 194 e seguintes.

39
i) Canais de alimentação de topo
Nesta disposição o gito e o reservatório são normalmente o mesmo. Secções finas são
colocadas o mais longe possível do canal de alimentação de modo que a solidificação
direccional seja feita em direcção ao canal de alimentação. Após vazamento, o canal de
alimentação funciona como um reservatório. O metal no reservatório é o último a
solidificar, assegurando assim a sanidade do metal ao longo do fundido.
Imagem 23 - Exemplo de sistema de gitagem de topo
Fonte: Bibliografia nº4, página 90.
ii) Canal de alimentação lateral
É frequentemente usado, particularmente para fundidos de alumínio. Neste sistema de
alimentação o reservatório está no topo do fundido. O canal de alimentação estende-se
além da parte lateral do fundido aproximadamente 90 % da sua altura, o que assegura
que o metal no topo do fundido e no reservatório está mais quente que o primeiro metal
a entrar no molde. Secções finas devem estar afastadas do canal de alimentação e do
reservatório. A direcção da solidificação é desde a cavidade do molde em direcção ao
canal de alimentação, e ao reservatório, para que a porosidade e contracção seja
minimizada.
Os sistemas de alimentação dos moldes permanentes são menos flexíveis do que o dos
moldes em areia e estão sempre localizados próximo dos planos de apartação. Os canais
de alimentação devem abastecer de metal todas as secções do fundido com velocidade
suficientemente alta mas com mínima turbulência. Os sistemas de alimentação que
permitem mínima turbulência são especialmente importantes na fundição de ligas de
alumínio e magnésio porque esta cria quantidades excessivas de óxidos, que podem
causar fundidos defeituosos. Os moldes para as ligas de magnésio e alumínio são
vazados na posição vertical ou inclinados sobre a vertical. Com este método, o ar é
prontamente deslocado e ventilado para fora da apartação do molde.

40
Imagem 24 - Exemplo de sistema de gitagem lateral
Fonte: Bibliografia nº4, página 90.
iii) Canal de alimentação inferior
Se os sistemas de alimentação inferior não forem devidamente projectados, o último
metal que entra no fundido (o metal mais quente) vai estar na parte inferior do fundido.
Isto vai interferir com a alimentação por gravidade e com a solidificação progressiva e
vai produzir fundidos com porosidade e com contracção. O mesmo é verdadeiro, mesmo
com um canal de alimentação apropriado, se o fundido for muito espesso. Os moldes
permanentes convencionais com canal de alimentação inferior são normalmente usado
em fundidos com secções finas.
Em adição ao fornecimento de metal líquido para compensar a contracção no fundido,
os reservatórios reduzem a velocidade do metal antes de ele entrar na cavidade e ajudam
a manter a temperatura do molde. O número de pontos aos quais o metal chega na
cavidade do molde depende da espessura das secções e da distância que o metal deve
fluir. Uma fluência excessiva através de muito poucas entradas pode resultar em pontos
quentes e consequentemente em contracção. Os gitos são usualmente restritos em área
para obstruir e prevenir a entrada de impurezas e ar na cavidade. Devido aos sistemas de
alimentação serem muitas vezes mais fáceis de alargar do que reduzir e porque um
tamanho excessivo do canal de alimentação pode atrasar o ciclo, é prática comum
começar com pequenos canais de alimentação e depois alargá-los se necessário 68 .
Imagem 25 - Exemplo de sistema de gitagem de base
Fonte: Bibliografia nº4, página 89.
68 Bibliografia nº13.

41
2.2.3. Fundição de baixa pressão
a) Descrição do processo
A já referida necessidade de vazar o metal líquido para o interior da moldação com a
menor turbulência possível levou ao desenvolvimento do processo de vazamento sob
baixa pressão. Este processo diferencia-se da fundição por gravidade fundamentalmente
pelo facto de o vazamento ser efectuado através de uma câmara de baixa pressão 69 .
Neste processo, a moldação permanente é colocada num dispositivo de fundição por
cima de uma câmara selada que contém um cadinho com metal fundido, conforme se
demonstra na Imagem 26.
Imagem 26 - Esquema demonstrativo do processo de vazamento sob baixa pressão
Fonte: Bibliografia nº13.
Um gito tubular 70 de enchimento estende-se desde a parte inferior do molde até ao
banho de metal no estado de fusão 71 . A peça fundida é produzida através do incremento
da pressão no interior da câmara, a qual força o material a subir e a preencher o molde.
O metal no tubo de enchimento actua como alimentador durante a fase de solidificação.
Para esse efeito, torna-se necessário manter a pressão até que a solidificação da peça
69 O significado de “baixa-pressão” pode ser confundido com pressão inferior à pressão atmosférica, o
que não é o caso. Atribui-se esta designação porque, apesar de o metal ser vazado sob pressão, esta
pressão é muito inferior à pressão utilizada nos processos de fundição injectada.
70 Pode usar-se mais do que um gito, se tal for necessário.
71 Cerâmicas resistentes a altas temperaturas foram desenvolvidas especificamente para a constituição
destes gitos (cfr. Bibliografia nº3, página 594).

42
esteja completa, o que pode resultar em cadências de produção mais lentas do que as
verificadas no vazamento por gravidade.
Depois de a peça ter solidificado a pressão é reduzida dentro da câmara e o metal
excedentário que estava retido no gito retorna ao cadinho – deste modo é possível obter
rendimentos da liga metálica utilizada próximos dos 95% 72 .
Pelo facto de a pressão dentro da moldação ser inferior à pressão verificada noutros
processos, a solidificação das peças é mais rápida, o que origina não só a obtenção de
peças com melhores características mecânicas, como também um aumento da cadência
de produção (compensando a diminuição resultante da manutenção da pressão durante a
solidificação, conforme já foi visto).
b) Variantes do processo (vácuo e método Griffin)
Este processo conhece duas variantes. Numa delas o metal é vazado no interior da
cavidade não através da aplicação de uma maior pressão na câmara que contém o
cadinho, mas através da diminuição da pressão na cavidade da moldação pela criação de
vácuo 73 . Este processo, denominado vazamento sob vácuo, é em tudo o resto
semelhante ao processe de vazamento sob baixa pressão.
A segunda variante denomina-se método Griffin de vazamento em moldações
permanentes de grafite, por ter sido desenvolvido pela “Griffin Wheel Company of
Chicago”. Esta empresa produzia rodas para combóios, um produto cujos requisitos em
termos de propriedades mecânicas eram muito elevados. A elevada temperatura de
fusão do aço, material de que elas eram constituídas, tornava as moldações permanentes
metálicas pouco apropriadas. Os técnicos daquela empresa experimentaram então a
utilização de moldações em grafite, dadas as características de condutividade térmica,
rigidez e dilatação/contracção deste material. Após verificarem que as moldações eram
erodidas muito rapidamente pelo vazamento do aço líquido, o vazamento sob baixa
pressão foi utilizado, chegando-se àquilo que é hoje o método Griffin: essencialmente
um método de vazamento em moldações permanentes de grafite por baixa pressão.
c) Vantagens 74
Boa precisão dimensional e qualidade superficial das peças;
Menor turbulência no vazamento do metal para o interior da cavidade da
moldação;
Elevado rendimento na utilização do metal fundido;
Redução do custo de maquinagem com a remoção dos canais de
alimentação e gitagem;
Possibilidade de obtenção de secções mais finas do que no vazamento
por gravidade;
Fácil automatização do processo de vazamento.
72 Bibliografia nº8, página 108.
73 Aqui sim, a pressão é inferior à pressão atmosférica.
74 Bibliografia nº8, página 108.

43
d) Desvantagens 75
Elevado custo do equipamento – processo não apropriado para pequenas
séries;
Custos de manutenção do sistema de alimentação da moldação (desde o
cadinho até à moldação propriamente dita);
Dificuldade de acesso ao metal armazenado no cadinho (para inspecção
ou tratamentos, por exemplo) e necessidade de interrupção do processo
para o seu reabastecimento;
Apesar de outros metais poderem ser fundidos usando a fundição de
baixa pressão, este processo praticamente está limitado à utilização de
ligas leves.
2.2.4. Parâmetros para fundição por gravidade
a) Temperatura do molde
Uma temperatura óptima do molde é uma temperatura que vai produzir um fundido em
boas condições, no menor tempo.
Se a temperatura do molde é muito alta, os fundidos tornam-se muito fracos para serem
extraídos sem serem danificados, e as propriedades mecânicas e o acabamento dos
fundidos é irreparável. Quando a temperatura do molde é muito baixa a alimentação é
inibida, o que geralmente resulta em contracção, fissuras a quente e colagem do fundido
às moldações e aos machos 76 . Em casos mais graves podem mesmo ocorrer
entupimentos e consequentes paragens do ciclo de produção 77 .
As variáveis que influenciam a temperatura do molde incluem:
i) Temperatura de vazamento: quanto mais alta a temperatura de
vazamento mais alta a temperatura do molde;
ii) Frequência do ciclo: quanto mais rápido o ciclo da operação mais
quente fica o molde;
iii) Peso do fundido: a temperatura do molde aumenta à medida que o
peso de metal fundido aumenta;
iv) Forma do fundido: secções grandes isoladas, cavidades dos machos e
cantos aguçados não só aumentam a temperatura total do molde, mas
também produzem gradientes térmicos indesejáveis 78 ;
v) Espessura das paredes do fundido: a temperatura do molde aumenta à
medida que a espessura das paredes do fundido aumenta;
vi) Espessura das paredes do molde: a temperatura do molde diminui à
medida que a espessura da parede do molde aumenta;
vii) Espessura do revestimento do molde: a temperatura do molde
diminui à medida que a espessura do revestimento do molde
aumenta.
75 Idem.
76 Ver ponto 2.1.4.
77 Idem.
78 Os quais podem originar deformações na peça, conforme visto no ponto 2.1.4.

44
b) Pré-aquecimento do molde
Em muitas operações de fundição, os moldes são pré-aquecidos aproximadamente até à
sua temperatura de operação. Esta prática minimiza o número de fundidos inaceitáveis
produzidos durante a fase inicial do processo produtivo. Os moldes podem ser préaquecidos
através da exposição directa a uma chama ou através de um forno, situação
essa que nem sempre é possível na prática devido às dimensões do molde.
c) Temperatura de vazamento
Os fundidos de moldes permanentes são geralmente vazados com um metal que é
mantido com uma gama de temperatura relativamente apertada. Esta gama é
estabelecida pela composição do metal a ser vazado, espessura das paredes do fundido,
tamanho e peso do fundido, prática de arrefecimento do molde, revestimento do molde e
sistemas de alimentação usados.
Se a temperatura de vazamento é mais baixa que a ideal, a cavidade do molde não irá
encher, materiais de adição (se usados) não serão ligados, o sistema de alimentação ou
reservatório irá solidificar antes da última parte do fundido e as secções finas irão
solidificar demasiado rapidamente e interromperão a solidificação direccional. Uma
baixa temperatura de vazamento resulta consequentemente em paragens no ciclo de
produção, porosidade, pobre detalhe do fundido, e fissuras a quente 79 . Por vezes, só um
pequeno aumento na temperatura de vazamento é necessário para prevenir essas
fissuras.
Uma alta temperatura de vazamento causa contracções no fundido e empeno do molde,
o que leva à perda de tolerância dimensional. Em adição, variações na composição do
metal podem desenvolver-se, se o metal fundido tem componentes que se tornem
voláteis a altas temperaturas de vazamento. Altas temperaturas de vazamento também
aumentam o tempo de solidificação (diminuindo assim a cadência de produção) e quase
sempre diminuem a vida do molde.
2.2.5. Ligas utilizadas na fundição por gravidade
Nos metais que podem ser vazados em moldes permanentes incluem-se as ligas de
alumínio, magnésio, zinco, cobre e ferro fundido cinzento hipereutéctico. As ligas de
alumínio são as ligas metálicas mais cumummente utilizadas neste processo de fundição
e as de magnésio as menos utilizadas 80 .
Os tamanhos práticos para moldes permanentes variam de acordo com o material a ser
vazado, o número de partes necessárias e a configuração destas. As peças produzidas
por este processo, embora possam atingir pesos elevados, situam-se normalmente na
gama compreendida entre 0,5kg e 50kg 81 .
79 Ver ponto 2.1.4.
80 Bibliografia nº3.
81 Bibliografia nº3.
i) Ligas de alumínio: Já foram vazadas em moldações permanentes, e
para grandes séries, peças em ligas de alumínio pesando mais de 70

45
quilogramas. Para tal recorreu-se ao uso de dispositivos mecânicos
de movimentação dos moldes. No entanto podem ser produzidas
peças de maiores dimensões.
ii) Ligas de magnésio: Apesar da sua fraca fluidez ou vazabilidade, têm
sido usadas em fundições com moldes permanentes ou semipermanentes
para produzir peças relativamente grandes e complexas.
iii) Ligas de cobre: Raramente se justifica vazar peças em ligas de cobre
num molde permanente pesando mais de 10 quilogramas.
iv) Ligas de ferro fundido cinzento: A produção de peças em ferro
fundido cinzento em moldes permanentes é raramente praticada
quando estas pesam mais de 15 quilogramas.
2.2.6. Exemplos de aplicações
Imagem 27 - Corpo de bomba submersível em alumínio (coquilha)
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.

46
Imagem 28 - Cubo de roda em alumínio (coquilha)
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.
Imagem 29 - Bloco de motor de dois cilindros em alumínio (coquilha)
Fonte: Sítio de Internet nº9.

47
Imagem 30 – Da esquerda para a direita: cárter, tampa de cárter, cárter, peça de
travão (peças de alumínio em coquilha)
Fonte: Sítio de Internet nº9.
Imagem 31 - Da esquerda para a direita: jante, cilindro refrigerado a ar, suporte
para scanner (peças em alumínio - baixa pressão)
Fonte: Sítio de Internet nº9.
Imagem 32 - Culassas de motor refrigeradas a água (1ª e 3ª) e a ar (2ª e 4ª) (peças
em alumínio - baixa pressão)
Fonte: Sítio de Internet nº9.

48
2.3. Fundição sob pressão ou injectada
2.3.1. Definição e descrição do processo
Fundição injectada é um processo de fundição no qual o metal é introduzido sob elevada
pressão, no interior de uma moldação metálica. É considerado um processo de precisão.
Este processo de fundição consiste na injecção de um metal no estado líquido, através
de elevada pressão (podendo atingir os 200 MPa) e velocidade, num molde metálico
(permanente), tendo como consequência o enchimento rápido do mesmo. A velocidade
e aceleração é controlada, de modo a optimizar a fluência e força do metal em relação
ao molde, à medida que aquele vai sendo vazado 82 .
Segue-se uma solidificação controlada (sob a acção dessa mesma pressão), para obter
tolerâncias apertadas, espessuras finas e formas relativamente complexas. Isto leva-nos
a classificar este processo como um processo de precisão. O molde absorve as forças de
injecção e dissipa o calor do metal, facilitando assim a solidificação da peça e
acelerando consequentemente a sua remoção.
Esta técnica permite atingir uma elevada cadência de produção, através da obtenção de
peças num curto espaço de tempo e com pouca maquinagem associada. Dependendo do
tamanho, forma e número de cavidades do fundido é possível produzir centenas ou
milhares de peças por hora.
São exemplos de peças vazadas por injecção: corpos de carburador, corpos de
distribuidores, caixas de velocidades e de engrenagem, polias, caixas para componentes
elétricos 83 .
a) Vantagens do processo
O vazamento por injecção apresenta algumas vantagens, entre as quais 84 :
Excelente precisão dimensional, devido às condições de enchimento;
Excelente qualidade superficial devido ao elevado grau de acabamento
do molde, sendo melhor em ligas vazadas a baixas temperaturas. Pode-se
obter valores de rugosidade na ordem dos 0,4 a 3,2 µm;
Cadência de produção elevada (até 2000 ciclos por hora 85 );
Tolerâncias dimensionais mais apertadas do que geralmente é permitido
noutros processos (na ordem dos 0,02 mm);
Possibilidade de obtenção de paredes finas na ordem dos 0,5 mm em
ligas de zinco, 0,8 mm em ligas de alumínio e 1,5 mm em ligas de cobre;
Possibilidade de reprodução de detalhes com elevada qualidade;
Diminuição das operações de maquinagem;
Operação de rebarbagem, em muitos casos, desnecessária;
82 Bibliografia nº6.
83 Bibliografia nº12.
84 Bibliografia nº6.
85 Bibliografia nº15, página 7.

49
Boas propriedades mecânicas devido ao rápido arrefecimento das peças
vazadas, tornando desnecessários tratamentos térmicos posteriores e
apresentanto os fundidos maior resistência à fadiga do que fundidos
obtidos por outros processos.
b) Desvantagens do processo
Por outro lado, apresenta também alguns inconvenientes 86 :
Necessidade de concepção de moldações que permitam a retirada das
peças do seu interior;
Limitações nas dimensões e nas formas das peças, uma vez que estas têm
de ser retiradas da moldação sem que esta seja danificada;
Exigência de investimentos iniciais muito elevados, o que torna o
processo viável apenas para grandes séries.
2.3.2. Máquinas
Para que a fundição por injecção possa ser um processo de produção de peças
automatizado, são necessários os seguintes requisitos 87 :
Uma moldação metálica (permanente);
Um forno para manter a liga metálica em fusão;
Uma prensa de moldação por injecção;
Uma prensa de corte de gitos e rebarbas;
Eventualmente robots que assegurem a transferência de peças da prensa
de moldação para o posto de corte dos gitos e rebarbas.
Todas as máquinas que permitem automatizar o processo de obtenção de peças de
fundição por injecção devem obedecer aos seguintes pré-requisitos 88 :
Permitir e proporcionar os movimentos de abertura e de fecho da
moldação móvel ou de ambas, se ambas forem móveis;
Garantir o rigor da montagem das moldações e a segurança do processo.
No caso de existirem machos móveis e enxertos devem conter os
dispositivos para a sua movimentação e fixação;
Conter dispositivos de injecção e de regulação da quantidade adequada
de metal líquido a injectar;
Não pode ser atacada pela liga que está a ser vazada, não só porque se
danificaria, como também iria contaminar essa mesma liga com
elementos eventualmente indesejáveis.
Existem diversos tipos de máquinas que permitem automatizar, de uma forma integrada,
um leque mais ou menos abrangente de operações do processo de fundição injectada. As
suas características mais importantes, e que naturalmente fazem variar o preço de cada
modelo, são as seguintes 89 :
curso de abertura e fecho da moldação e consequentes dimensões
máximas das moldações;
86 Bibliografia nº9.
87 Bibliografia nº5, página 180.
88 Bibliografia nº5, página 181.
89 Bibliografia nº5, página 182.

50
dimensões úteis do prato e fixação das moldações;
existência ou não de machos móveis;
capacidade máxima e mínima de injecção (volume de material);
número de ciclos por hora (máquinas automáticas);
pressão de injecção;
força de fecho das moldações 90 ;
regulação da velocidade de injecção 91 ;
orientação do movimento da moldação e direcção de injecção
(horizontal, vertical ou oblíquo);
tipo de comando de injecção;
capacidade do cadinho de manutenção (nas máquinas de câmara quente).
Existem basicamente dois tipos de máquinas utilizadas neste processo de vazamento: as
máquinas de câmara quente e as máquinas de câmara fria.
a) Máquinas de Câmara Quente
Este processo, originalmente inventado por H.H. Doehler 92 , distingue-se essencialmente
do processo de câmara fria por possuir nas máquinas, acoplados à sua base, os fornos
que aquecem e mantêm em fusão o metal a injectar. O cadinho do forno é, em geral, de
ferro fundido e é normal ter uma capacidade de 200 Kg 93 .
Imagem 33 – Máquina de injecção de câmara quente
Fonte: Bibliografia nº14.
90 Normalmente entre 100 e 1000 toneladas, embora alguns aparelhos possam chegar às 3500 toneladas –
Bibliografia nº9.
91 “A velocidade de injecção é importante, pois se for excessiva o metal injectado pulveriza-se, oxidandose;
se for muito pequena o material pode solidificar prematuramente, impedindo o enchimento completo
da moldação, principalmente no caso de peças com secções finas” – Bibliografia nº5, página 182.
92 Ver ponto 1.2.
93 Bibliografia nº17.

51
As máquinas de injecção de câmara quente (ver Imagem 33) destinam-se à obtenção de
peças vazadas por injecção de ligas metálicas com baixo ponto de fusão, como por
exemplo:
ligas metálicas “brancas” de Chumbo e estanho;
ligas à base de zinco;
ligas à base de magnésio – introduzidas recentemente.
As máquinas de câmara quente possuem uma manga de enchimento mergulhada no
banho metálico. O forno de manutenção do metal fundido é, portanto, uma parte
integrante da máquina.
No que diz respeito ao comando de injecção, este pode ser manual, através de alavancas
ou mecânico por sistemas electro-hidráulicas ou pneumo-hidráulicos, podendo ainda
passar por vários níveis de mecanização até ao accionamento inteiramente automático.
O dispositivo de injecção (pistão) que se encontra no interior da camisa está
parcialmente imerso no metal fundido. O prolongamento da camisa estabelece uma
ligação física entre o forno e a moldação. Quando o pistão se situa na posição mais
recuada a camisa está cheia de metal líquido. O pistão, ao ser accionado sob a acção de
uma pressão proporcionada por um acumulador, introduz o metal líquido na cavidade da
moldação. A pressão é mantida até à completa solidificação da peça. No final o pistão
recua permitindo novo enchimento. Simultaneamente dá-se a extracção do peça 94 .
Imagem 34 – Exemplo de máquina de câmara quente
Fonte: Sítio de Internet nº4.
O pistão apresenta, naturalmente, um tempo de vida limitado, uma vez que se encontra
em permanentemente contacto directo com o metal líquido. Apesar disso, este processo
apresenta algumas vantagens 95 :
94 Bibliografia nº9.
95 Bibliografia nº5.

52
minimiza o tempo de exposição ao ar, causador de oxidação;
minimiza a perda de calor durante a transferência do metal fundido até ao
interior da moldação;
permite dispositivos de injecção mais simples e mais facilmente
automatizáveis do que as de câmara fria;
permite uma cadência horária de produção maior.
b) Máquinas de Câmara Fria
Este processo foi introduzido com o intuito de resolver a problemática do contacto
prolongado do metal fundido com o sistema de injecção.
Para este efeito, estas máquinas (ver Imagem 35) requerem um forno independente de
todo o sistema, o qual vai manter o metal em fusão, muito embora deva estar o mais
próximo possível destas. O dispositivo de injecção consiste num contentor ou cilindro
com uma abertura superior, através do qual o vazamento é feito com colher
(manualmente ou mecânicamente), e dentro do qual circula um êmbolo injector. Este
êmbolo, ao deslocar-se, obtura o orifício de vazamento e injecta o metal dentro da
cavidade da moldação através do sistema de gitagem 96 . Este dispositivo de injecção
deve ser capaz de injectar o metal fundido na moldação o mais rapidamente possível, de
modo a que o contacto entre o metal e o contentor/pistão, normalmente em ferro
fundido, aço, ou bronze ligado com Berílio, seja o mais curto possível (apenas de alguns
segundos) 97 .
A principal característica deste tipo de máquinas é, portanto, o facto de o cilindro
injector e o pistão não estarem em contacto directo e permanente com o metal fundido.
Imagem 35 – Máquina de injecção de câmara fria
Fonte: Bibliografia nº14.
Este facto torna possível o emprego de ligas com pontos de fusão mais elevados:
ligas de alumínio;
96 Bibliografia nº5, página 184.
97 Bibliografia nº9.

53
ligas de cobre;
algumas ligas ferrosas.
Como desvantagens surge o facto de existir uma maior probabilidade de aparecimento
de porosidades internas nos fundidos, devido ao aprisionamento de ar durante o
enchimento e solidificação (ver ponto 2.1.4), dado que, é difícil evitar a turbulência
neste tipo de máquinas durante o vazamento.
Imagem 36 – Exemplo de máquina de câmara fria
Fonte: Sítio de Internet nº4.
2.3.3. Ligas utilizadas em fundição injectada 98
Os metais mais utilizados em fundição injectada são as ligas de Alumínio, Zinco,
Magnésio e, embora menos comuns, algumas ligas de Cobre. Ferro fundido e aço não
podem, em geral, ser vazados segundo este processo, devido às suas elevadas
temperaturas de fusão.
A nível nacional, o tipo de ligas metálicas mais produzidas e utilizadas em fundição
injectada são as de alumínio, justificando que neste estudo lhes seja consagrada uma
especial atenção.
98 Bibliografia nº9.

54
a) Ligas de Alumínio
As ligas de Al–Si (hipoeutécticas) possuem boas propriedades mecânicas,
nomeadamente elevada fluidez e boa resistência mecânica associada a uma diminuição
da contracção do material.
O ponto eutéctico das ligas Al–Si está situado para 11,7% de Si. Para ligas
hipereutécticas aumenta-se claramente a resistência ao desgaste.
As ligas de Al–Si–Cu permitem obter peças resistentes de mais fácil maquinação.
Os elementos de liga mais comuns em fundição injectada de Alumínio são: Si, Cu, Mg,
Mn, Fe, e Zn.
Quando o teor em Si é baixo existe uma elevada aptidão à maquinagem.
Para ligas hipereutéticas (elevados teores de Si), altas taxas de impurezas
e peças com paredes grossas, existe o perigo da formação de cristais de
Si que diminuem o limite elástico, a resistência à tracção e a facilidade
de maquinagem;
O Mg aumenta a resistência mecânica, a resistência à corrosão e a
dureza, associada a uma excelente maquinação. No entanto diminui a
fluidez do banho. Quando associado ao Si estamos perante ligas
susceptíveis de sofrerem tratamento térmico;
O Fe aumenta a dureza e a resistência mecânica. Baixos teores de ferro
podem conduzir à “colagem” ao molde (soldadura). No entanto a partir
de 0,6% de Fe este perigo é baixo. O limite máximo de ferro está
associado à diminuição da elasticidade;
A adição de Mn vai equilibrar o efeito causado pela adição do Fe. O Mn
evita a formação de escória no interior do forno. As ligas de Al-Mn-Fe
apresentam elevado ponto de fusão, sendo usadas para esmaltagem. A
maquinagem é dificultada na presença do Mn associado ao Fe;
O Cu aumenta a capacidade calorífica do banho, aumentando um pouco a
dureza e a resistência. A desvantagem é que teores superiores a 3,8% e
associados ao P aumenta-se a probabilidade da formação de poros e
rechupes. A partir de 0,1% de Cu diminui-se a resistência à corrosão;
O Zn aumenta a maleabilidade. Para paredes finas (menores de 1,5mm) é
possível adicionar até 2,5% de Zn. Para teores mais elevados aumenta
consideravelmente a dureza e a resistência. No entanto a resistência à
corrosão diminui a partir de 0,12%.
2.3.4. Parâmetros de Fundição Injectada
Para optimizar o processo de fundição injectada devemos estudar a influência dos
diferentes factores: qualidade e temperatura do banho metálico, os parâmetros de
injecção da máquina (pressão e velocidade de injecção) e a temperatura de
funcionamento dos moldes e lubrificação.
Vejamos então estes factores em promenor.

55
a) Temperatura do banho
A temperatura do banho normalmente entre 630 e 680ºC é fundamental para a
diminuição do teor em hidrogénio responsável pela presença de porosidade e pela
formação de carbonetos e óxidos. No caso da temperatura ser demasiado baixa o banho
poderá solidificar antes de se finalizar o enchimento. Pelo contrário se a temperatura for
muito alta, o metal líquido poderá ser agressivo com o material da camisa de disparo e
originar ciclos de fundição longos e choques térmicos de maior intensidade originando
uma maior degradação do molde 99 .
b) Pressão de injecção
Existem três estágios durante o enchimento da cavidade de moldação, durante os quais o
pistão se desloca a velocidades distintas 100 :
No 1º estágio o pistão empurra o metal líquido no interior da camisa, até
preencher totalmente todo o espaço cilíndrico no seu interior. Nesta fase
a pressão envolvida é baixa.
Após esta fase o metal é injectado muito rapidamente no interior da
cavidade por forma a preenchê-la na totalidade – este é o 2º estágio.
Verifica-se, então, um aumento da pressão.
Na 3º fase a pressão continua a aumentar, com o objectivo de evitar
defeitos de solidificação (rechupes). Atingem-se os valores máximos de
pressão que variam consoante o tipo de máquina utilizada. Nas máquinas
de câmara quente atingem-se valores entre os 5 e os 20 MPa. Nas
máquinas de câmara fria este valor é ainda mais alto situando-se
normalmente entre os 70 e os 150 MPa, no entanto existem alguns
equipamentos que atingem valores próximos dos 200 MPa.
c) Velocidade de injecção
Na primeira fase a velocidade de injecção é relativamente lenta, mas a suficiente para
que o metal fundido atinja a secção do ataque e não exista ar envolvido na massa
líquida.
A velocidade do metal na segunda fase, correspondente ao enchimento da moldação,
varia entre os 30 e os 100 m/s, dependendo da espessura da peça a vazar. Os tempos de
enchimento variam entre 0,01 e 0,3 segundos. A velocidade deveria ser a mais elevada,
contudo temos de considerar o desgaste das ferramentas.
Na última fase, uma vez que a cavidade da moldação se encontra já preenchida, a
velocidade do pistão é muito reduzida, sendo o objectivo apenas a consolidação da peça,
conforme referido no ponto anterior (ver igualmente o Gráfico 6).
99 Bibliografia nº12.
100 Bibliografia nº12.

56
Gráfico 6 - Velocidade e pressão em função do avanço do pistão durante as três
etapas da injecção
Fonte: Bibliografia nº9.
d) Temperatura do molde
A temperatura do molde tem repercussões ao nível do acabamento superficial da peça
vazada, da intensidade de choques térmicos (responsáveis pela degradação dos moldes)
e do tempo do ciclo produtivo, sendo normalmente de 300ºC 101 .
e) Lubrificante
O ciclo de injecção não é só função da temperatura do molde mas também do
lubrificante associado, porque este além de favorecer a remoção do fundido deve ter a
capacidade de se desvanecer em poucos segundos produzindo assim peças polidas e
prevenindo a formação de crostas na cavidade do molde (ver ponto 2.1.2).
101 Bibliografia nº12.

57
Imagem 37- Lubrificação de moldação permanente numa máquina de fundição
injectada
Fonte: Disco compacto de apresentação da empresa Sonafi, 2003.
Quando a quantidade de desmoldante não é suficiente existe o perigo de colagem do
fundido ao molde; quando a quantidade é excessiva o lubrificante evapora-se podendo
originar porosidades no fundido.
Além destas considerações o desmoldante deve ter características de aderência ao
molde e uma temperatura próxima do funcionamento do molde porque assim reduz-se
os tempos do ciclo e poupa-se uma quantidade significativa de lubrificante 102 .
2.3.5. Exemplos de aplicações
Imagem 38 – Sistema de travagem “parking” em alumínio (Mercedes-Benz)
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.
102 Bibliografia nº12.

58
Imagem 39 - Corpo de sensor de gases em alumínio para a indústria automóvel
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.
Imagem 40 - Corpo de filtro de óleo de automóvel em alumínio
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.

59
Imagem 41 - Corpo de filtro de óleo de automóvel em alumínio
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.
Imagem 42 - Suporte metálico em alumínio
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.
Imagem 43 - Elemento de suspensão de bicicleta em magnésio
Fonte: Peça do INEGI fotografada pelos autores.

60
2.4. Fundição por centrifugação
2.4.1. Definição e descrição do processo 103
Na fundição centrifugada as formas cilíndricas ou simétricas podem ser vazadas usando
a força centrífuga num molde giratório, de modo a forçar o metal a entrar sob pressão
para o interior deste.
Neste processo de fundição o canal de vazamento está normalmente localizado junto ao
centro de rotação da peça. A força centrífuga gerada pela rotação ajuda a que o metal
vazado sob pressão preencha pequenas secções e mantenha um bom contacto entre a
moldação e o metal. Neste processo os elevados fluxos de calor que se escoam
proporcionam uma redução do tempo de solidificação, resultando em melhores
propriedades mecânicas dos fundidos. Podem usar-se moldações simples ou múltiplas,
devendo ter-se em consideração o desenho de gitos, de maneira a que estes produzam
pequena ou nenhuma turbulência. Dentro do processo de centrifugação podem-se
distinguir dois processos:
fundição por centrifugação horizontal;
fundição por centrifugação vertical.
2.4.2. Parâmetros da fundição por centrifugação 104
i) Temperatura de processamento
Na realização de uma peça, a temperatura é mantida o mais baixo possível, mas
permitindo ainda a obtenção de peças sem defeitos.
ii) Derramamento do metal
A introdução de metal no molde pode ser efectuada por um ou pelos dois topos ou ainda
por um canal de espessura variável. A velocidade de derramamento do metal varia de
acordo com o metal utilizado e o tamanho do fundido a produzir.
iii) Velocidade de rotação da moldação
A velocidade de rotação da moldação tem grande influência na qualidade da peça
fundida: se for utilizada uma velocidade adequada, haverá uma rápida solidificação com
um mínimo de vibrações. Usando uma velocidade inferior à ideal, ocorrerá
escorregamento e consequentemente uma má qualidade da superfície do fundido. Da
mesma forma, se for usada velocidade superior aparecerão defeitos na peça final.
Considera-se que a força centrífuga ideial situa-se entre 75 e 120G. Uma vez que esta
força é função do diâmetro da moldação, também a velocidade de rotação deve ser
calculada em função deste parâmetro.
103 Bibliografia nº17.
104 Bibliografia nº17.

61
iv) Solidificação
Na centrifugação horizontal a solidificação ocorre através do arrefecimento originado
pelo contacto entre a parede da moldação e água. Desta forma a solidificação parte do
exterior da peça em direcção ao seu interior. A solidificação é condicionada por
inúmeros factores, tais como a velocidade de rotação da moldação, a espessura da
parede do próprio molde, a temperatura inicial do molde e até as próprias condições ao
nível dos equipamentos em que se executa o fundido. Estes factores influenciam
significativamente a qualidade pois podem originar defeitos superficiais e estruturais
nas peças.
v) Materiais utilizados
Praticamente qualquer liga metálica que possa ser fundida em processos estáticos pode
ser também ser processada por centrifugação. As excepções compreendem as ligas cujos
elementos constituintes apresentem diferenças significativas de densidade entre si, pois
neste caso ocorre uma separação desses elementos sendo os mais densos depositados
nas zonas do fundido de maior diâmetro. É este o caso, por exemplo, das ligas de ferro
de alto teor em carbono (entre 0.4 a 0.85% de carbono).
vi) Vantagens específicas
Possibilidade de utilização de uma grande variedade de ligas metálicas;
Solidificação direccional das peças conferindo-lhes óptimas propriedades
mecânicas;
Minimização ou eliminação dos sistemas de gitagem e alimentação com
o consequente aumento no rendimento de utilização do metal fundido;
Bom acabamento superficial das peças.
vii) Aplicações
A flexibilidade do processo permite um vasto leque de aplicações a nível industrial, em
que se destacam tubos, cilindros hidráulicos, condutas para transporte de materiais
abrasivos, colunas de edifícios, rodas, êmbolos, corpos de válvulas e impulsores.
2.4.3. Fundição por centrifugação horizontal
O processo de fundição por centrifugação horizontal é usado para produzir peças que
possuem um eixo de revolução horizontal. A produção de fundidos baseia-se na força
centrífuga gerada pela rotação de uma moldação cilíndrica que impele o metal em fusão
contra a parede do molde para desta forma gerar a geometria pretendida. Inicialmente
este processo era usado para a produção de ferro fundido cinzento de paredes finas,
ferro fundido maleável e tubos de ligas de cobre. Mais recentemente este processo é
aplicado em todo o tipo de peças cilíndricas usadas em inúmeras indústrias.

62
Imagem 44 - Esquema de vazamento por centrifugação horizontal
Fonte: Bibliografia nº2.
Allonso (1972) faz a seguinte descrição do processo de fundição por centrifugação
horizontal 105 (ver Imagem 44):
«A fundição centrifugada é aquela em que a liga metálica se deposita no centro de uma
máquina rotativa especial e, ao pôr-se esta em movimento, o caldo precipita-se, pela
força centrífuga, nos moldes, que giram concêntricos ao depósito. Devido à grande
pressão, eliminam-se poros e rechupes e faz-se facilmente o enchimento.
Os moldes devem ser metálicos.
Este sistema tem aplicação na fabricação de tubos, camisas para motores de combustão,
etc.
Na figura 81 dá-se uma ligeira ideia da forma de fundir tubos por centrifugação.
O molde é uma coquilha A, de ferro fundido, perfeitamente torneada e alisada, que gira
sobre uma dupla transmissão de quatro rodas B, submetida a um movimento de rotação
de umas 400 r.p.m., aproximadamente.
Para formar o diâmetro C do tubo coloca-se uma placa D na boca do molde rotativo.
Esta placa D sustém um macho para obter a parte interior do diâmetro.
A colher E fixada no cavalete contém o caldo necessário para encher o tubo e vai
vertendo-o num canal F, o qual, por meio de uma cremalheira, vai deslizando sobre
umas guias para fora à medida que se vai enchendo o molde.
Ao iniciar o vazamento, o canal F encontra-se muito próximo do macho do diâmetro
alargado C, sendo este o primeiro a ser cheio, e o canal vai retrocedendo
uniformemente.
O movimento de rotação da coquilha faz com que o caldo vertido pelo canal vá
aderindo às paredes , pela força centrífuga.
Para desmoldar deixa-se esfriar o tubo no interior da coquilha e, por meio de um
mecanismo adequado, saca-se o tubo depois de ter soltado os parafusos que sujeitam a
placa D ao molde.
O recipiente H serve para recolher o caldo que possa cair do canal de vazamento ao sair
fora da coquilha.
Este procedimento de centrifugação permite obter espessuras muito uniformes, e as
peças ficam muito limpas e sãs.
Para um bom resultado deste sistema é necessário dispor de uma instalação perfeita e
fazer ensaios suficientes até conseguir um rendimento e uma produção aceitáveis.»
105 Bibliogria nº2, páginas 131 a 133.

63
Imagem 45 - Máquina de centrifugação horizontal
Fonte: Sítio de Internet nº5.
a) Equipamentos de centrifugação
Uma máquina de fundição por centrifugação horizontal baseia a produção de um
fundido em quatro características que deve executar com precisão e de uma forma
sistemática:
A velocidade de rotação da moldação tem de ser regulável;
A máquina tem de possuir uma forma de espalhar o metal em fusão na
moldação rotativa;
A velocidade de derramamento do metal deve ser constante, por forma a
evitar variações na espessura do fundido;
A máquina deve permitir a extracção do fundido.
b) Moldações utilizadas em fundição por centrifugação
As moldações são essencialmente constituídas pela carapaça exterior (a moldação
propriamente dita), canal de fundição (o equivalente ao gito), cilindros de rotação (nos
quais a moldação é colocada e que lhe transmitem o movimento de rotação) e cabeças
de topo (que impedem o escoamento do metal líquido para fora da moldação). Os
moldes têm arrefecimento por vaporização de água, cujos fluxos podem ser orientados
de forma a obter-se uma refrigeração selectiva. Podem ser utilizados diversos tipos de
moldes de acordo com as características geométricas dos fundidos a obter, de acordo
com a quantidade de peças a produzir e consoante os metais que serão utilizados. Os
moldes podem classificar-se em permanentes, que englobam moldes em grafite, cobre e
ferro fundido, e em moldações metálicas com partículas de areia.
2.4.4. Fundição por centrifugação vertical
O processo de fundição por centrifugação vertical é usado para produzir peças que não
são simétricas e/ou cilíndricas. Os processos de fundição vertical dividem-se em três
variantes:
Fundição centrifugada propriamente dita
Fundição semi-centrifugada
Fundição sob pressão devida à centrifugação

64
Imagem 46 - Máquina de centrifugação vertical
Fonte: Sítio de Internet nº5.
a) Fundição centrifugada propriamente dita
Neste processo de fundição, a forma da superfície da peça deriva da própria
centrifugação, sendo portanto cilíndrica e de espessura determinada pela quantidade de
material vazado. É o caso dos tubos vazados por centrifugação, e que assim não
necessitam de macho 106 .
Quando se faz o enchimento, o material tende a ficar imóvel por inércia e, só por atrito é
que a moldação lhe vai comunicando um momento cinético. Por isso, quando se faz o
vazamento, a velocidade tem de ser bem controlada para assim garantir que o metal
agarre imediatamente às paredes. De facto, se a velocidade de rotação for excessiva, o
metal líquido em vez de rodar com o molde, escorre sem o acompanhar na rotação 107 .
b) Fundição semi-centrifugada
Neste caso, a forma do fundido é dada essencialmente pela moldação e a centrifugação
destina-se apenas a assegurar uma pressão superior do que a pressão devida à altura da
coluna líquida estática (originada pelo peso próprio do metal). É o caso das rodas
vazadas em fundição semi-centrifugada 108 .
106 Bibliografia nº5, página 174.
107107 Bibliografia nº5, página 175.
108 Bibliografia nº5, página 175.

65
Imagem 47 - Esquema representativo da fundição semi-centrifugada
Fonte: Sítio de Internet.
c) Fundição sob pressão devida à centrifugação
Este processo de fundição distingue-se dos outros dois tipos pelo facto de o eixo de
rotação ser exterior à peça.
Tal como nos outros processos, é necessário garantir o equilíbrio em rotação, pois se tal
não suceder, surgem vibrações que retiram qualidade aos fundidos.
A condição ideal é a de haver equilíbrio antes do vazamento; isto exige que os moldes
sejam simétricos ou que sejam vazados simultaneamente em peças iguais e dispostas
simetricamente. Se tal não for possível, utiliza-se um dispositivo com contrapeso que
equilibre a moldação. Como neste último caso não se pode equilibrar a simultaneamente
a moldação vazia e a moldação cheia, deve procurar-se então o equilíbrio quando está
cheia, com o metal a solidificar, pois é nessa altura que se devem evitar vibrações.
Outro ponto a considerar é a escolha das ligas, pois nem todas são adequadas ao
vazamento por centrifugação. Não o são, por exemplo, quando algum dos seus
elementos tem densidade muito diferente, caso em que aqueles tendem a separar-se,
ficando os mais densos nas zonas de maiores diâmetros. É o caso da maior parte dos
metais brancos. No caso dos metais não adequados para centrifugação, o resultado
obtido caracteriza-se pelo facto de o interior das peças ficar mais macio. As segregações
por diferenças de densidade podem ser um problema em ligas que contenham elementos
de ligas imiscíveis ou pesados 109 .
109 Bibliografia nº5, página 176.

66
2.4.5. Exemplos de aplicações
Imagem 48 - Tubos em alumínio
Fonte: Sítio de Internet nº8.

67
2.5. Vazamento no estado semi-líquido ou Squeeze Casting
O processo "Squeeze Casting" consiste na obtenção de um fundido a partir da
solidificação, sob pressão, de um metal fundido, no interior de uma moldação metálica,
a qual está aplicada nos pratos de uma prensa de abertura/fecho de eixo vertical. A
diferença entre este processo e o de fundição injectada consiste fundamentalmente no
facto de a injecção não ser efectuada sob pressão (ver Imagem 49).
A pressão aplicada e o contacto do metal líquido com as paredes metálicas da moldação,
produzem um rápido arrefecimento e solidificação, conseguindo-se um fundido com
características mecânicas semelhantes às dos produtos obtidos por forjamento.
Por outro lado, uma vez que o deslocamento sofrido pelo metal no interior da moldação
(por efeito de aplicação da pressão) é muito pequeno, não se colocam problemas de
fluidez. Deste modo, a quantidade de ligas que é possível utilizar neste processo é muito
superior à das utilizadas nos demais processos de fundição. Com efeito, esta
característica permite, por exemplo, a utilização de ligas habitualmente destinadas a
extrusão, as quais apresentam normalmente propriedades mecânicas bastantes
superiores às ligas destinadas exclusivamente a fundição 110 .
Imagem 49 - Processo de "squeeze casting"
Fonte: Bibliografia nº14.
No processo "Squeeze Casting", mais que em qualquer outro processo de fundição, é
possível a obtenção de fundidos totalmente isentos de porosidades de gás ou defeitos de
solidificação.
A sequência de obtenção de uma peça pelo processo "Squeeze Casting" é a seguinte 111 :
i) Execução de duas meias moldações e montagem nos pratos da prensa
de fecho;
ii) Pré-aquecimento das moldações;
iii) Pintura das moldações;
110 Bibliografia nº14.
111 Bibliografia nº14.

68
iv) Vazamento do metal líquido na cavidade da moldação inferior;
v) Fecho da moldação, causando a pressurização do metal líquido no
seu interior;
vi) Solidificação do fundido;
vii) Abertura da moldação e extracção do fundido.
O ciclo produtivo é, naturalmente, constituído apenas pelas operações iii) a vii). No
entanto, a operação iii) não é normalmente efectuada em todos os ciclos, pelo que em
produção contínua, após extracção do fundido (passo vii), retoma-se o ciclo no passo
iv), correspondente ao vazamento do metal na cavidade da moldação.
Imagem 50 - Máquina de "squeeze casting"
Fonte: Sítio de Internet nº5.
2.5.1. Parâmetros de Squeeze casting
São várias os factores que comandam o processo "Squeeze Casting" e são responsáveis
pela qualidade do produto final. Esses factores são enumerados e analisados de
seguida 112 :
i) Volume de metal
É essencial o controlo do volume de metal líquido vazado na moldação, uma vez que ele
tem influência directa na precisão dimensional dos fundidos obtidos. O vazamento é
efectuado automaticamente por um dispositivo munido de um doseador.
ii) Temperatura de vazamento do metal
A temperatura de vazamento a utilizar depende do tipo de liga e da geometria do
fundido a obter. No entanto, como regra geral, ela é de apenas 6 a 50 graus Celsius
acima da temperatura de fusão da liga metálica.
112 Bibliografia nº14.

69
iii) Temperatura da moldação
A temperatura da moldação é controlada por processos idênticos aos descritos noutros
capítulos referentes à moldação metálica. Neste processo, a temperatura ideal de
trabalho da coquilha situa-se entre 200 e 400ºC, dependendo do tipo de peça e liga
utilizada.
iv) Pressão aplicada
A pressão aplicada pela prensa de fecho depende da liga utilizada, geometria do fundido
e propriedades mecânicas desejadas para o mesmo. Na generalidade dos casos utilizamse
pressões (de compactação) compreendidas entre 50 e 150 MPa.
v) Tempo de aplicação da pressão
O tempo de aplicação da pressão varia entre 30 e 120 segundos, dependendo da
geometria do fundido.
À semelhança do que se verifica para as máquinas utilizadas na Fundição Injectada, os
equipamentos utilizados neste processo são totalmente automáticos, com possibilidade
de actuação/regulação directa dos vários parâmetros que comandam o processo.
Imagem 51 - Cárter (à esquerda) e bielas (à direita) em alumínio
Fonte: Sítio de Internet nº9.
Imagem 52 - Cubos de rodas de motos e apoio para o pé em alumínio
Fonte: Sítio de Internet nº9.

70
2.6. Outros processos de fundição em moldações permanentes
Existe uma série de outros processos de fundição em moldações permanentes para além
dos quatro anteriormente referidos (e respectivas variantes). No entanto, conforme já foi
referido no final do ponto 0, a natureza deste relatório obriga à contenção. Assim,
apenas dois outros processos serão aqui abordados de forma muito breve: o vazamento
contínuo e o “slush casting”.
2.6.1. Vazamento contínuo e semi-contínuo 113
Já em 1846 uma patente tinha sido registada para um método de produção contínua de
folhas metálicas directamente a partir do metal líquido. No entanto, só em 1943 é que a
primeira máquina de produção de lingotes por vazamento contínuo foi instalada.
Segundo este processo, o metal líquido é vertido continuamente a partir de um cadinho
especial para dentro de uma moldação metálica vertical (geralmente com cerca de um
metro de altura) com a secção pretendida para o produto final. A moldação,
normalmente contruída em cobre e/ou aço espessos, é arrefecida por um fluxo contínuo
de água, a qual escorre pelas suas paredes exteriores até uma espécie de caleira onde é
recolhida para reciclagem.
Imagem 53 - Esquema de fundição contínua vertical
Fonte: Sítio de Internet nº7.
No início do vazamento uma base postiça é colocada dentro da moldação. À medida que
o metal vai solidificando dentro da moldação, vai sendo retirado pela sua parte inferior,
e vai servindo de base para o novo metal que é vazado. A quantidade de metal vazada é
regulada automaticamente de forma a que o seu nível seja constante dentro da
moldação, isto é, de forma a adaptar-se à rapidez da solidificação e extracção da peça.
A extracção da peça (barra, lingote ou outra qualquer de secção constante) da moldação
é conseguida por gravidade (pela acção do seu próprio peso) e também através de rolos
colocados de ambos os lados por baixo da moldação. No processo de vazamento
contínuo, a peça é então vergada pela acção de rolos até à posição horizontal, sendo
posteriormente cortada em segmentos de comprimentos regulares. Por outro lado, no
113 Bibliografia nº8, páginas 180 e seguintes.

71
processo de vazamento semi-contínuo, o metal é vertido até a peça atingir uma
determinada dimensão vertical. Nessa altura interrompe-se o vazamento do metal, a
peça é extraída, a base postiça é içada até à sua posição original dentro da moldação e
todo o processo recomeça.
Imagem 54 - Fundição contínua
Fonte: Sítio de Internet nº7.
Este processo tem o inconveniente de expor excessivamente o metal ao ar,
inclusivamente no momento em que ele é vazado e posteriormente quando começa a
solidificar, originando defeitos de oxidação nas peças. Melhoramentos subsequentes
foram introduzidos no sentido de evitar este efeito. Um desses melhoramentos foi a
criação de um sistema fechado que permitia a condução do metal desde o cadinho até ao
interior da moldação através de canais de alimentação.
Através do método de vazamento contínuo é possível obter peças com boas
propriedades mecânicas, muito homogéneas, numa grande variedade de ligas metálicas,
incluindo ferro fundido e mesmo alguns tipos de aço.
2.6.2. “Slush casting” 114
O “slush casting” é um método muito simples de obtenção de peças ocas sem a
necessidade de utilização de machos. Este método adapta-se especialmente bem à
produção de pequenos objectos ornamentais como estátuas, troféus, bases de
candeeiros, brinquedos e outros.
Imagem 55 - Esquema representativo de "slush casting"
Fonte: Sítio de Internet nº8.
114 Bibliografia nº8, páginas 184 e seguintes.

72
As moldações podem ser construídas em bronze, ferro fundido ou gesso, conforme a
liga a vazar. São divididas em duas ou mais partes e montadas em dispositivos que
permitam a sua rotação, por forma a ficarem invertidas verticalmente. São préaquecidas
por forma a evitar a solidificação demasiado rápida do metal, impedindo o
correcto preenchimento de toda a sua cavidade (ver ponto 2.1.4).
A liga metálica vazada pode ser de alumínio, mas normalmente é de metais de ponto de
fusão mais baixo, como o zinco, o estanho e o chumbo.
Dado que normalmente não existem sistemas de ventilação, o vazamento é inclinado,
por forma a permitir que o ar saia de dentro da cavidade da moldação (ver ponto 2.2.2).
Depois de vazado, o metal solidifica progressivamente a partir das paredes da cavidade.
Ele permanece no interior da moldação até que esta película solidificada atinja a
espessura desejada. Nessa altura a moldação é virada ao contrário e o metal que ainda se
encontra no estado líquido escorre para uma bacia, para posterior reaquecimento e
reutilização.

73
Os materiais em que são contruídas as moldações permanentes são muito menos
refractários que os materiais utilizados noutro tipo de moldações (como, por exemplo, a
areia). Assim, as ligas metálicas neles vazadas arrefecem muito mais rapidamente,
dando origem a peças com melhores características mecânicas – “valores específicos
para a tensão de ruptura e para a ductilidade são assim consideravelmente mais elevados
que os das peças com a mesma composição obtidas por fundição em areia” 115 . Além
disso, uma vez que as moldações são normalmente metálicas e são bastante estáveis, as
peças fundidas com elas obtidas possuem graus de precisão e de exactidão dimensionais
mais elevados que as peças obtidas através de outros processos de fundição. Outra
vantagem do vazamento em moldações permanentes é a potencial melhoria da
atmosfera da fundição, dado que muitas das poeiras e dos fumos normalmente
associados ao vazamento e à destruição das moldações de areia são eliminados 116 .
O custo do fabrico das moldações permanentes por fundição e/ou maquinagem é
normalmente muito elevado e a sua amortização deve ser imputada às peças com elas
produzidas. Assim, um requisito essencial para a fundição com moldações permanentes
é a produção de um número de peças relativamente elevado. Outra limitação deste
processo é a relativa dificuldade de realização de posteriores alterações à moldação 117 .
A fundição com moldações permanentes, ao contrário de outras técnicas de fundição,
tem um leque de ligas que podem ser vazadas relativamente restrito. Esta condicionante
resulta da limitada capacidade das moldações para suportarem o contacto intermitente
com ligas metálicas de elevadas temperaturas de fusão. Além disso, a liga vazada deve
solidificar sem partir, apesar das forças que resultam da contração da peça dentro do
molde metálico 118 .
115 Bibliografia nº3, página 593.
116 Bibliografia nº8, páginas 83 e 84.
117 Bibliografia nº8, página 84.
118 Bibliografia nº3..

74
Quadro 6 - Comparação de diversos métodos de fundição (aproximada e
dependente do metal vazado)
Custo relativo em
quantidade
Custo relativo em
pequenas séries
Peso das peças
fundidas
Thinnest section
castable, inches
Tolerância
dimensional típica,
inches
Acabamento
superficial
Propriedades
mecânicas
Facilidade de
fundição de peças
complexas
Facilidade de
alteração do design
na produção
Gama de ligas que
podem ser vazadas
Areia verde
Moldações
permanentes
Die casting
Sand-Shell
CO2-core
casting
Cerâmica e
investment
casting
Baixo Baixo O mais baixo Média a alto O mais alto
O mais baixo Alto O mais alto Médio a alto Médio
até 1 tonelada 100 libras 30 libras
shell- 250lb,
co2- ½lb a
toneladas
100 lb
1/10 1/8 1/32 1/10 1/16
0.012 0.03 0.01 0.01 0.01
Médio a bom Bom O melhor
shell – bom
co2 - médio
Muito bom
Boas Boas Muito boas Boas As melhores
Média a boa Média Boa Boa A melhor
A melhor Fraca A pipor Média Média
Qualquer
Fonte: Bibliografia nº8, página vi.
Ligas de cobre
e outras,
preferencialme
nte de baixo
ponto de fusão
Ligas de
alumínio e
outras pref. de
baixo ponto de
fusão
Qualquer
Qualquer
São vários os factores importantes que afectam a selecção do processo de fundição,
entre eles [8] :
Quantidade de fundidos requerida
Projecto do fundido
Tolerâncias requeridas
Complexidade
Especificação do metal
Superfície final requerida
Custo das ferramentas
Economia da maquinação versus custo dos fundidos
Limites financeiros no capital de custos
Requerimentos de entrega
De seguida, apresentam-se algumas tabelas que demonstram o potencial dos processos
de fundição, com base na natureza da liga, no tamanho da série, no peso máximo do
cacho e complexidade do fundido.

75
Quadro 7 - Tabela de selecção do processo de fundição com base na natureza da
liga
Processo de
Moldação
Ferros
Fundidos
Aços Ligas de
Cobre
Ligas de
Alumínio
Ligas de
Magnésio
Ligas de
Zinco
Areia verde muito usado muito usado muito usado muito usado muito usado muito usado
à mão
Areia verde muito usado muito usado muito usado muito usado muito usado muito usado
à máquina
Moldação
rígida em
muito usado muito usado muito usado Possível Possível Não
empregue
areia
machos
Shell muito usado muito usado muito usado muito usado Não
empregue
Não
empregue
Cera perdida possível muito usado Possível pouco usado Possível Não
empregue
Lost Foam muito usado muito usado Raro muito usado Possível possível
Coquilha por pouco Não muito usado muito usado muito usado muito usado
gravidade usado empregue
Baixa não Não pouco usado muito usado muito usado possível
pressão empregue empregue
Depressão não Não muito usado muito usado muito usado muito usado
empregue empregue
Fundição não Não Raro muito usado muito usado muito usado
injectada empregue empregue
Centrifugada muito usado muito usado muito usado Raro Não
empregue
Não
empregue
Fonte: Bibliografia nº14.
Quadro 8 - Selecção do processo com base no tamanho mínimo da série
Processo de
Moldação
Ferros
Fundidos
Aços Ligas de
Cobre
Ligas de
Alumínio
Ligas de
Magnésio
Ligas de
Zinco
Areia verde unidade unidade Unidade Unidade Unidade unidade
à mão
Areia verde 50 50 50 50 50 50
à máquina
Moldação
rígida em
unidade unidade Unidade Raro 10 a 50 não
empregue
areia machos
Shell 500 a 1000 500 a 1000 500 500 Não
empregue
não
empregue
Cera perdida 500 a 1000 50, aço
ligado
não
empregue
50 100 não
empregue
Lost Foam 1 1 1 1 não
empregue
não
empregue
Coquilha por 250 a 1000 Não 200 a 300 500 500 500
gravidade
empregue
Baixa não Não 200 a 1000 500 500 500
pressão empregue empregue
Depressão não Não 2000 2000 5000 2000
empregue empregue
Fundição não Não Raro 5000 5000 5000
injectada empregue empregue
Centrifugada 200 a 1000 200 a 1000 200 a 1000 não
empregue
não
empregue
não
empregue
Fonte: Bibliografia nº14.

76
Quadro 9 - Selecção do processo com base no peso máximo do fundido (Kg)
Processo de
Moldação
Ferros
Fundidos
Aços Ligas de
Cobre
Ligas de
Alumínio
Ligas de
Magnésio
Ligas de
Zinco
Areia verde 800 a 1000 40 a 50 1000 2000 700 30
à mão
Areia verde 500 40 a 100 200 200 100 100
à máquina
Moldação
rígida em
sem limite sem limite sem limite pouco
empregue
sem limite pouco
empregue
areia machos
Shell
100 100 5 a 30 20 pouco pouco
empregue empregue
Cera perdida 20 25 pouco
empregue
10 1,5 pouco
empregue
Lost Foam sem limite sem limite pouco
empregue
sem limite pouco
empregue
pouco
empregue
Coquilha por 50 a 100 Não 5 60 10 a 100 10
gravidade
empregue
(ânodos)
Baixa
pressão
não
empregue
Não
empregue
2 30 a 50 10 não
empregue
Depressão não Não 5 30 a 50 15 30 a 50
empregue empregue
Fundição não Não Raro 20 20 20
injectada empregue empregue
Centrifugada tubos até
8000
tubos até
8000
600 não
empregue
não
empregue
não
empregue
Fonte: Bibliografia nº14.
Quadro 10 - Selecção do processo de fundição com base na espessura (mm) mínima
da parede do fundido
Processo de
Moldação
Ferros
Fundidos
Aços Ligas de
Cobre
Ligas de
Alumínio
Ligas de
Magnésio
Ligas de
Zinco
Areia verde 3,5 5 2,5 a 3 3 a 4 4 2
à mão
Areia verde 3,5 5 2,5 a 3 3 a 4 4 2
à máquina
Moldação
rígida em
3,5 5 2,5 a 3 pouco
empregue
3,5 pouco
empregue
areia machos
Shell 2,5 3 4 3 não
empregue
não
empregue
Cera perdida 1,5 a 2 0,1 a 1 pouco
empregue
0,8 a 1,5 1,5 a 5 pouco
empregue
Lost Foam 5 8 não
empregue
3 não
empregue
não
empregue
Coquilha por 3 Não 3 2,5 a 3 3 a 3,5 1,5 a 2
gravidade
empregue
Baixa
pressão
não
empregue
Não
empregue
3 3 a 4 3,5 a 4 não
empregue
Depressão não Não 2 a 4 1,5 a 3 1 a 3 0,8 a 2
empregue empregue
Fundição não Não Raro 0,5 1 1
injectada empregue empregue
Centrifugada 2 0,5 5 não
empregue
não
empregue
não
empregue
Fonte: Bibliografia nº14.

77
Câmara fria – Diz-se dos sistemas de alimentação de moldações permanentes em
máquinas de fundição injectada, nos quais o metal é vazado apenas no
momento e na quantidade necessária a cada ciclo produtivo.
Câmara quente – Diz-se dos sistemas de alimentação de moldações permanentes em
máquinas de fundição injectada que estão permanentemente em contacto
com o metal fundido através de um forno de manutenção acoplado à
máquina.
Cavidade da moldação – Volume no interior da moldação correspondente à forma
fêmea da do molde.
Colabilidade – Capacidade que um metal ou uma liga metálica têm de preencher uma
moldação quando nela são vertidos no estado líquido (do francês couler,
deslizar, fluir; através de coulabilité).
Coquilha – O mesmo que moldação metálica (do francês coquille, concha, casca).
Enxertos – Peças colocadas na cavidade da moldação com o objectivo obter localmente
propriedades diferentes das do material injectado 119 .
Fundição – (1) Processo que permite a obtenção de peças a partir de metal líquido,
vazado numa cavidade no interior de uma moldação. (2) Acto ou efeito de
fundir os metais e as suas ligas. (3) O mesmo que fundido. (4) Oficina
onde se realiza a fundição.
Fundição injectada – Processo de fundição em moldações permanentes metálicas, no
qual a liga metálica é forçada a entrar na cavidade da moldação sob o
efeito de alta pressão.
Fundição por evaporação do modelo – Processo de fundição em moldações de areia,
no qual o modelo é constituído por espuma de poliestireno expandido, o
qual não é retirado da moldação, libertando a cavidade através de
decomposição pelo metal fundido.
Fundido – Peça obtida por fundição.
Imprensos – (1) Na moldação, apoios para o suporte dos machos. (2) No molde,
saliências para criar os imprensos na moldação.
Macho – Acessório amovível da moldação, perecível ou não, utilizado normalmente
para a obtenção de formas interiores, embora possa também ser utilizado
para obter formas exteriores (quando tornam difícil a desmoldação da
peça).
119 Os enxertos ficam incrustados no fundido.

78
Maquinagem – Processo de obtenção de uma peça por subtracção de material.
Meia-moldação – Cada uma das metades da moldação separadas entre si pelo plano de
apartação.
Meio-molde – Cada uma das metades do molde, sempre que este é dividido pelo plano
de apartação, por forma a gerar as meias-moldações.
Minga – Sobredimensionamento do molde e respectiva cavidade na moldação para
compensar a contracção do fundido no estado sólido.
Modelo – O mesmo que molde 120 .
Moldação – (1) Conjunto de elementos que limitam a cavidade que dará origem à peça
fundida. (2) Operação de moldar.
Molde – (1) Ferramenta com forma próxima da peça fundida que permite a obtenção da
moldação. (2) No contexto das moldações permanentes metálicas, o
mesmo que moldação.
Plano de apartação – Plano segundo o qual a moldação é dividida em duas metades
(meias-moldações).
Rechupe – Macroporosidade que se traduz por um oco numa determinada zona da peça.
Saída – Inclinação na parede da moldação ou do molde perpendicular ao plano de
apartação que permite a remoção mais fácil da peça fundida.
Sobre-espessura – Sobredimensionamento do molde e da respectiva cavidade da
moldação que origina um excesso de material na peça fundida, para que
esta possa ser posteriormente maquinada. Utilizada para obtenção de
grandes precisões dimensionais nas superfícies em questão.
Vazamento sob pressão – O mesmo que fundição injectada.
Termos em inglês:
- “die casting” – o mesmo que fundição injectada;
- “EPC” – “Evaporative Pattern Casting”, o mesmo que “lost foam”;
- “gravity die casting” ou “permanent mould casting” – moldação em coquilha por
gravidade;
- “lost foam” – o mesmo que fundição por evaporação do modelo;
- “low pressure die casting” – fundição por vazamento sob baixa pressão;
- “pressure die casting” – fundição injectada ou por vazamento sob pressão;
- “Replicast” – processo de fundição que combina características dos processos
“EPC” e “investment casting”. O modelo utilizado é de poliestireno espandido, o
qual é envolvido por uma camada cerâmica. O conjunto é aquecido para
120 Não confundir com “moldação”.

79
volatilizar o modelo e endurecer a carapaça cerâmica. Por fim, por forma a
garantir uma maior estabilidade da carapaça, esta é inserida numa moldação de
areia compactada por vibração e posteriormente por vácuo durante o
vazamento 121 ;
- “slush casting” – fundição de peças ocas sem o uso de machos através da
inversão da moldação antes da solidificação completa do fundido e consequente
extracção do metal líquido excedentário.
- “squeeze casting” – fundição de ligas metálicas no estado semi-líquido, com
vazamento à pressão atmosférica e solidificação sob pressão;
121 Bibliografia nº3, página 661.

80
! "
4.1. Bibliografia
1. ALLSOP, D. F. e KENNEDY, D., “Pressure Diecasting – Part 2,
The Technology of the Casting and the Die”, Pergamon Press,
Oxford, 1983.
2. ALONSO, Oscar Schutze, “Tratado Prático de Moldeo y
Fundición”, Editorial Gustavo Gili, Barcelona, 1972.
3. BEELEY, Peter, “Foundry Technology”, Butterworth-Heinemann,
Oxford, 2001.
4. Commission Nationale de la Formation Professionnelle du
Syndicat Général des Fondeurs de France, “Technologie de la
Fonderie en Moules Métalliques”, Éditions Techniques des
Industries de la Fonderie, Paris, 1984.
5. FERREIRA, José M. G. De Carvalho, “Tecnologia da Fundição”,
Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 1999.
6. HEINE, R. W., LOPER, C. R., ROSENTHAL P. C., “Principles of
metal casting”, McGraw-Hill, Nova Iorque, 1967.
7. KAYE, Alan e STREET, Arthur, “Die Casting Metallurgy”,
Butterworths, Londres, 1982.
8. KOTZIN, Ezra L., “Metalcasting & Molding Processes”, American
Foundrymen’s Society, Illinois, 1981.
9. LOURENÇO, Nuno, MOURA, Rui, “Fundição injectada”,
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, 2001.
10. MAGALHÃES, Barbedo, “Sebenta de Tecnologia de Fundição”,
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, 1998.
11. MESQUITA, Adolfo, “Tecnologia da fundição de ligas de
alumínio”, Ministério da Economia/Instituto Nacional..., Lisboa,
1971.
12. MOUTINHO, Jorge, “Parâmetros de controlo do processo de
fundição injectada. Seminário”, Faculdade de Engenharia da
Universidade do Porto, Porto, 2001.
13. PINTO, Carla, FERNANDES, Ricardo, “Fundição em coquilha”,
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, 2001
14. RIBEIRO, Carlos, “Sebenta de Fundição II”, Faculdade de
Engenharia da Universidade do Porto, Porto, 2003.
15. UPTON, B., “Pressure Diecasting – Part 1, Metals, Machines,
Furnaces”, Pergamon Press, Oxford, 1982.
16. Sem autor, “Analysis of Casting Defects”, American
Foundrymen’s Society”, Illinois, 1994.
17. Sem autor, “Metals handbook: Casting”, volume 15, ASM
International, nona edição, 1998.
18. Associação Portuguesa de Fundição, “Fundição”, nº225,
Publindústria, Porto, 2002.

81
4.2. Internet
1. “The Bronze Age Foundry” – Dave Chapman -
http://www.bronzeagefoundry.freeserve.co.uk/palstaveaxe.htm
2. “Waste, the Law and You” – Central & West Lancashire Chamber of
Commerce and Industry –
http://www.environet21.org.uk/wly/case_links.html
3. “Steel Founders’ Society of America” –
http://www.sfsa.org/sfsa/glossary/cstgloss.html
4. “Coniex Portugal” –
http://www.coniex.pt/equipamentos/fundicao/urpe.html
5. “Hayes Lemmerz International - Equipment & Engineering, Inc.” –
http://equipment.hayes-lemmerz.com/index.html
6. http://www.ashworth-diecasting.co.uk/gravity.html
7. http://www.bec-group.com/vvel_contcasting.htm
8. http://bgtsunsparc.me.uiuc.edu
9. http://www.euro.net/concepts/industry.html
Imagens da capa retiradas de:
– “Waste, the Law and You” – Central & West Lancashire Chamber of Commerce and Industry –
http://www.environet21.org.uk/wly/case_links.html (vazamento de metal fundido);
– Coniex Portugal – http://www.coniex.pt/equipamentos/fundicao/urpe.html (máquina de injecção
de câmara quente).
*
**
***
Aluno nº020504017, email em02017@fe.up.pt.
Aluno nº010504017, email alexandre.wragg@fe.up.pt.
Aluno nº020504116, email em02116@fe.up.pt.