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CURA A FRIO RESINA FENÓLICA- URETÂNICA PROCEDIMENTOS

1. PROCESSO FENÓLICOURETÂNICO  PROCESSO

PARA FABRICAÇÃO DE MOLDES E MACHOS PARA A INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO

 PROCESSO

DE CURA A FRIO, OU SEJA, A CURA OCORRE À TEMPERATURA AMBIENTE

 UTILIZA

2 TIPOS DE RESINA E UM CATALISADOR

1. PROCESSO FENÓLICOURETÂNICO  POSSIBILITA

A PRODUÇÃO DE FUNDIDOS NAS MAIS DIVERSAS LIGAS

O

MOLDE RÍGIDO GERA ELEVADA PRECISÃO DIMENSIONAL E PEQUENO ACRÉSCIMO DE USINAGEM

A

RECUPERAÇÃO DA AREIA TORNA O PROCESSO MUITO COMPETITIVO

1. PROCESSO FENÓLICOURETÂNICO

1. PROCESSO FENÓLICO-URETÂNICO  Os

sistemas aglomerantes para fundição fenólico-uretânico para cura a frio têm sido extensivamente melhorados desde de sua introdução na indústria de metal fundido em 1968.

A

química do sistema fenólico-uretânico é a mais versátil e abrangente das usadas nos aglomerantes para machos e moldes no mundo de hoje.

1. PROCESSO FENÓLICO-URETÂNICO  Aplicações

dos aglomerantes fenólicouretânicos variam desde machos delicados para agem hidráulica em peças aeroespaciais de liga leve pesando menos que 50 gramas até moldes pesando várias toneladas para uma larga variedade de peças em a aço.

1. PROCESSO FENÓLICOURETÂNICO

1.1 RESINAS



RESINA PI + RESINA P II + CATALISADOR = AGLOMERANTE CURADO

1.1.1 RESINA PARTE I  MATERIAL

ATIVO DILUÍDO EM SOLVENTES

 CONSIDERADA

DITA

 POLÍMERO

A RESINA PROPRIAMENTE

FENOL-FORMOLDEÍDO

 COMPOSIÇÃO

QUÍMICA BÁSICA O+H+C

1.1.1 RESINA PARTE I 

CONSIDERAR VISCOSIDADE



CONSIDERAR TEOR DE SÓLIDOS



CONSIDERAR NIVEIS DE FORMOL LIVRE



CONSIDERAR TEMPERATURA



pH APROX.5,8

1.1.2 RESINA PARTE II  MATERIAL

ATIVO DILUÍDO EM SOLVENTES

 CONSIDERADO

 ISOCIANATO

POLIMÉRICO

 COMPOSIÇÃO

N+C+O+H

REAGENTE

QUÍMICA BASICA

1.1.2 RESINA PARTE II 

CONSIDERAR VISCOSIDADE



CONSIDERAR TEOR DE SÓLIDOS



EVITAR CONTATO COM UMIDADE



CONSIDERAR QUANTIDADE DE NITROGENIO



pH APROX. 5,8

1.2 SOLVENTES A

RESINA PARTE 1 APRESENTA ALTA VISCOSIDADE

 OS

SOLVENTES DIMINUEM A VISCOSIDADE DA RESINA



VISCOSIDADE - 200 A 300 S (CENTIPOISES) A 25 GRAUS

1.2 SOLVENTES  NOVAS

TECNOLOGIAS POSSIBILITARAM PARTE 1 COM VISCOSIDADE MENOR

 NOVOS

SISTEMAS COM MENOR QUANTIDADE DE SOLVENTES

 VISCOSIDADE

70 A 110 S A 25 GRAUS

1.2 SOLVENTES

1.3 CATALISADORES  NÃO

PARTICIPAM DA REAÇÃO

 APENAS

AUMENTAM A VELOCIDADE DE REAÇÃO

A

QUANTIDADE DE CATALISADOR INFLUENCIA A VIDA DE BANCA DA AREIA E A VELOCIDADE DE CURA

1.3 CATALISADORES A

QUANTIDADE DE CATALISADOR DEVE ESTAR ENTRE 2 E 10% SOBRE O PESO DA PARTE I

 POSSUI

pH ENTRE 8 E 9

1.4 REAÇÃO DE POLIMERIZAÇAO O

POLIMERO FENOL-FORMOLDEÍDO REAGE COM O ISOCIANATO POLIMÉRICO



FORMA-SE O AGLOMERANTE FENÓLICOURETÂNICO

A

REAÇÃO OCORRE SEM SUBPRODUTO DA REAÇÃO

1.4 REAÇÃO DE POLIMERIZAÇÃO A

fenil propilpiridina misturada à resina fenólica, isocianato e areia, catalisa a reação de poliadição, entre o isocianato e a resina, formando um polímero de estrutura tridimensional, provocando o endurecimento.

1.4 REAÇÃO DE POLIMERIZAÇÃO RESINA FENÓLICA LÍQUIDA

POLIISOCIANATO LÍQUIDO

+

R

RESINA URETÂNICA SÓLIDA

R

R"

R" OH

R'

+

CATALISADOR AMINA LÍQUIDO

+

OCN

LIQUID AMINE CATALYST

O H O C N R'

Espera, então uma reação rápida e sem sub produtos

1.5 PRODUTO FINAL  AO

MISTURAR AS PARTES DE RESINA E CATALISADOR, FORMA-SE UM GEL  A REAÇÃO É LEVEMENTE EXOTÉRMICA

1.5 PRODUTO FINAL

2. INTERAÇÕES AREIA/ RESINA  UTILIZA

AREIA DE SÍLICA, CROMITA, ZIRCONITA, CHAMOTE

 PARA

UTILIZAR AREIA DE OLIVINA DEVE-SE LAVAR A AREIA COM MATERIAL BÁSICO PARA AUMENTAR O pH

2. INTERAÇÕES AREIA/ RESINA

2. 1 VIDA DE BANCA  UMA

DAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS A SER CONTROLADA NO PROCESSO É A VIDA DE BANCA

A

VIDA DE BANCA É O TEMPO ENTRE O INÍCIO DA MISTURA DAS DUAS PARTES DE RESINA E CATALISADOR ATÉ O INÍCIO DA REAÇÃO DE POLIMERIZAÇÃO

2. 1 VIDA DE BANCA A

VIDA DE BANCA NÃO É A MESMA COISA QUE TEMPO DE CURA

 TODA

CAIXA DEVE ESTAR PREENCHIDA DURANTE A VIDA DE BANCA

 MOLDES

ENCHIDOS APÓS VIDA DE BANCA PERDEM RESISTÊNCIA

2. 1 VIDA DE BANCA O

PROCESSO NÃO APRESENTA TEMPOS DE VIDA DE BANCA LONGOS

 DEVE-SE

DIMENSIONAR OS MISTURADORES PARA QUE A BANCA SEJA RESPEITADA

A

VIDA DE BANCA ESTÁ DIRETAMENTE LIGADA À QUANTIDADE DE CATALISADOR

2. 1 VIDA DE BANCA  VÁRIOS

FATORES INFLUENCIAM NA VIDA DE BANCA

A

DETERMINAÇÃO USUAL SE FAZ ATRAVÉS DE TATO

 ENSAIO

DE RESISTÊNCIA A TRAÇÃO PODE DETERMINAR A VIDA DE BANCA REAL

 DETERMINA

A PRODUTIVIDADE

2.2 TEMPO DE CURA O

TEMPO DE CURA DETERMINA A HORA DE EXTRAÇÃO DO MOLDE DO MODELO OU CAIXA

 ESTÁ

DIRETAMENTE RELACIONADO COM A VIDA DE BANCA

 VIDA

DE BANCA MAIS LONGO INDICA TEMPO DE CURA MAIS LONGO

2.2 TEMPO DE CURA  VIDA

DE BANCA LONGO INDICA BAIXA RESISTENCIA NAS PRIMEIRAS HORAS

 RELAÇÃO

IDEAL

 NUNCA

DE BANCA X CURA DE 1:1,5

DETERMINAR PRODUTIVIDADE POR TEMPO DE CURA

2.2 TEMPO DE CURA A

MISTURA CURADA A POR UM BREVE ESTÁGIO ELÁSTICO ANTES DE ENDURECER, SENDO O TEMPO CERTO PARA EXTRAIR O MACHO OU MOLDE

A

RESISTÊNCIA IDEAL É ATINGIDA EM 2 HORAS 2 HORAS GERALMENTE

A

CURA TOTAL DA RESINA OCORRE APÓS 24 HORAS

2.3 GRÃOS DE AREIA QUANTO A FORMA:  ANGULAR

 SUB-ANGULAR  ARREDONDADO

2.3.1 SUB-ANGULAR

2.3.2 ANGULAR

2.3.3 ARREDONDADO

2.3 GRÃOS DE AREIA 

NO BRASIL ENCONTRAMOS GRÃOS SUBANGULARES



EXISTE TENDÊNCIA DOS GRÃOS ANGULARES FICAREM ARREDONDADOS NO SISTEMA



GRÃOS ARREDONDADOS POSSUEM MENOR SUPERFÍCIE ESPECÍFICA



GRÃOS ARREDONDADOS GERAM MAIOR FLUIDEZ DA AREIA

2.3 GRÃOS DE AREIA  GRÃOS

ARREDONDADOS AUMENTAM A COLAPSIBILIDADE

 AUMENTAM  AUMETAM

A PERMEABILIDADE

O ADENSAMENTO

2.3 GRÃOS DE AREIA

2.4 TAMANHO DO GRÃO  GRÃOS

MENORES POSSUEM SUPERFÍCIE ESPECÍFICA MAIOR, PORTANTO CONSOMEM MAIS RESINA

 MOLDES

COM GRÃO GROSSO PRODUZEM FUNDIDOS COM PIOR ACABAMENTO SUPERFICIAL

 GRÃOS

MENORES DIMINUEM A PERMEABILIDADE DO MOLDE

2.4 TAMANHO DO GRÃO  ENCONTRA-SE

AREIA DE SÍLICA PARA FUNDIÇÃO COM GRANULOMETRIA ENTRE 40 E 120 AFS

 DEVE-SE

CONTROLAR A QUANTIDADE DE FINOS DA AREIA

 DEVE

ESTAR RELACIONADO COM A DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA

2.4 TAMANHO DO GRÃO

2.4 TAMANHO DO GRÃO

2.5 DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA

2.5 DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA

AFS GFN

Percent 0.00 0.00 0.12 4.76 15.86 37.56 24.79 10.20 5.30 1.20 0.20 100.00 64.55

Screen Distribution

40 35 30 25

Percent

USA Sieve # 12 20 30 40 50 70 100 140 200 270 Pan

20 15 10 5 0 12

20

30

40

50 70 100 140 200 270 Pan US Screen #

2.6 pH  MEDE

A NATUREZA ACIDA OU BÁSICA DOS CONTAMINANTES DA AREIA QUE SÃO SOLÚVEIS EM ÁGUA



0 1 Mais Ácido

2

3

4

5

6

7 8  Neutro

9

10

11

12

13

14 Mais  Básico

2.6 pH O

pH DEVE ESTAR PRÓXIMO DO NEUTRO

 pH

BÁSICO DIMINUI A VIDA DE BANCA E DIMINUI A RESISTÊNCIA

 pH

ÁCIDO RETARDA A BANCA E A CURA

 MEDIDA

LOGARÍTIMICA

2.7 VDA  MEDE

A NATUREZA ÁCIDA OU BÁSICA DOS CONTAMINATES DA AREIA QUE NÃO SÃO SOLÚVEIS EM ÁGUA

 OS

VALORES ACEITÁVEIS ESTÃO ENTRE 0,0 E 5,0 mL

 VALORES

ACIMA DE 5,O DIMINUEM A VIDA DE BANCA E A RESISTÊNCIA

2.7 V.D.A

2.8 PERDA AO FOGO  QUANTIFICA

O MATERIAL ORGÂNICO NO CONTORNO DO GRÃO DA AREIA RECUPERADA

A

AMOSTRA DE AREIA É MANTIDA A 900 GRAUS POR DETERMINADO TEMPO, SENDO A PERDA AO FOGO O VALOR DE PERDA DE MASSA

2.8 PERDA AO FOGO  VALORES

DE P.F. AUTOS DIMINUEM A VIDA DE BANCA E RESISTÊNCIA A TRAÇÃO

 P.F.

ALTO PODE GERAR MAIS BOLHAS DE GASES NAS PEÇAS

 OS

VALORES NÃO PODEM ULTRAAR 1,2%

2.9 UMIDADE A

UMIDADE INTERFERE DIRETAMENTE NA REAÇÃO ENTRE AS PARTES DA RESINA

A

ÁGUA FICA NO CONTORNO DO GRÃO

 PREJUDICA

A ADESÃO DOS AGLOMERANTES

2.9 UMIDADE A

UMIDADE DIMINUI A RESISTÊNCIA A TRAÇÃO

 OS

VALORES DEVEM ESTAR ABAIXO DE 0,2%

2.10 TEMPERATURA A

TEMPERATURA É UM CATALISADOR NATURAL

O

AUMENTO DE TEMPERATURA DIMINUI A VIDA DE BANCA

A

TEMPERATURA DA AREIA NUNCA PODE EXCEDER DE 40 GRAUS

2.10 TEMPERATURA A

RESINA PARTE I AUMENTA A VISCOSIDADE ABAIXO DE 10 GRAUS

 REGRA

BANCA

DO 10 GRAUS PARA A VIDA DE

4. MISTURADORES A

FUNÇÃO DOS MISTURADORES É ENVOLVER OS GRÃOS DE AREIA COM A RESINA E CATALISADOR

 MISTURADORES

CONVENCIONAIS PODEM AUMENTAR A EFICIÊNCIA DA MISTURA

 MISTURADORES

CONTÍNUOS GERAM PRODUTIVIDADE E VERSATILIDADE

4.1 MISTURADORES CONVENCIONAIS  PODEM

GERAR MELHOR EFICIÊNCIA DE MISTURA

 GERAM

BAIXA PRODUTIVIDADE

 POUCA

FLEXIBILIDADE

4.1 MISTURADORES CONVENCIONAIS

4.1.1 ORDEM DA MISTURA 

COLOCAR NO MISTURADOR A AREIA PREVIAMENTE PESADA

 CALCULAR

A QUANTIDADE DE RESINA DE ACORDO COM A SOLICITAÇÃO DO MOLDE

 DOSAR

AS DUAS PARTES DE ACORDO COM ESPECIFICAÇÃO DO FABRICANTE

4.1.1 ORDEM DA MISTURA  DOSAR

O CATALISADOR DE ACORDO COM A VIDA ÚTIL DESEJADA

 ADICIONAR

O CATALISADOR NO RECIPIENTE COM A PARTE I E AGITAR

 COLOCAR

A MISTURA PI + CATALISADOR NA AREIA E MISTURAR POR 1,5 MINUTOS

4.1.1 ORDEM DA MISTURA  ADICIONAR

MINUTOS

A PII E MISTURAR POR MAIS 1,5

 EVITAR

PERDA DE RESINA NA PAREDE DO MISTURADOR

 OBSERVAR

COMPATIBILIDADE COM OUTRAS RESINAS AO USAR O MESMO MISTURADOR

4.1.2 ENCHIMENTO 

AS CAIXAS DEVEM SER ENCHIDAS IMEDIATAMENTE APÓS O FINAL DA MISTURA, RESPEITANDO A VIDA DE BANCA



TODA AREIA CURA AO MESMO TEMPO



A MISTURA CURADA A POR UM BREVE ESTÁGIO ELÁSTICO ANTES DE ENDURECER, SENDO O TEMPO CERTO PARA EXTRAIR O MACHO OU MOLDE

4.2 MISTURADOR CONTÍNUO  PODE

GERAR ALTA PRODUTIVIDADE

 GERA

ALTA VERSATILIDADE

 POSSIBILITA

USO DE VÁRIAS RECEITAS DE AREIAS/ RESINAS/CATALISADORES

4.2 MISTURADORES CONTÍNUOS

4.2 MISTURADORES CONTÍNUOS

4.2.1 REGULAGEM A

CALHA DO MISTURADOR DEVE SER LIMPA NO INÍCIO DO TURNO DE TRABALHO

 COLOCA-SE

GRAXA COM AREIA PARA FACILITAR A LIMPEZA DA CALHA

O

USO DE MARTELETE HIDRÁULICO AGILIZA O TRABALHO

4.2.1 REGULAGEM A

DOSAGEM DA RESINA DEVE SER SEGUIDA RIGOROSAMENTE

A

AFERIÇÃO DEVE SER FEITA NO INÍCIO DE CADA TURNO

 PRIMEIRAMENTE

NA CALHA

DEVE ENTRAR A PARTE I

4.2.1 REGULAGEM O

BICO PULVERIZADOR DEVE EXERCER PRESSÃO DE 1 BAR PARA MELHORAR O ENVOLVIMENTO DO GRÃO

 PRESSÃO

RESINA

A

ACIMA RETIRA SOLVENTES DA

PRESSÃO DEVE LIMPAR O BICO NO FINAL DA MISTURA

4.2.1 REGULAGEM  DEVE-SE

REGULAR O INÍCIO E FIM DE ENTRADA DA RESINA, PARA ACOMPANHAR A ENTRADA DA AREIA

 AS

RESINAS DEVEM PERMANECER EM CIRCULAÇÃO PARA EVITAR CRISTALIZAÇÃO NAS MANGUEIRAS

4.3 ADENSAMENTO

4.3 ADENSAMENTO 

O PROPRIO PESO DA AREIA PODE SER SUFICIENTE PARA COMPACTAÇÃO, DEPENDENDO DO CASO



MESA VIBRATÓRIA AUXILIA NA COMPACTAÇÃO, PORÉM DEVE SER RESPEITADO A VIDA DE BANCA



A COMPACTAÇÃO DIMINUI O RETRABALHO

5. PINTURA •

Atuar sobre a superfície do macho ou molde, visando melhoria das características de –

–

•

Melhorar o aspecto do fundido quanto a – – –

•

Rugosidade Aderências Limpeza

Reduzir ou eliminar a ocorrência de defeitos superficiais tais como – – – – – – –

•

Dureza Resistência a Friabilidade

Veiamento Penetração Bolhas de gases Superfície com dobras Escamas Erosão Decorrentes de reações químicas superficiais entre metal e molde ou macho

Atuar sobre a microestrutura superficial do fundido, através de materiais metalurgicamente ativos, por exemplo: – – –

Telúrio Bismuto Estanho, etc

5. 1 REFRATÁRIOS

5.2 MÉTODOS DE APLICAÇÃO

6. SISTEMAS DE CANAIS  OS

CANAIS DO SISTEMA DE PEP-SET DEVEM GERAR ENCHIMENTO RÁPIDO E SEM TURBULÊNCIA

 OS A

CANAIS DEVEM SER NEUTROS

ENTRADA DO METAL NA CAVIDADE DO MOLDE DEVE SER DE BAIXO PARA CIMA

6. SISTEMAS DE CANAIS  EM

PEÇAS PEQUENAS E MÉDIAS DEVE TER VAZÃO DE 8 A 10 kg POR SEGUNDO

 EM

PEÇAS GRANDES ACONSELHA-SE O USO DE MANILHAS REFRATÁRIAS

7. FECHAMENTO O

FECHAMENTO DEVE EVITAR DESLOCAMENTO DAS PARTES DA CAIXA

 NÃO

FECHAR MOLDE QUENTE PARA NÃO OCORRER CONDENSAÇÃO SUPERFICIAL

 EVITAR

ARRASTE DE AREIA NO FECHAMENTO

8. VAZAMENTO

8. VAZAMENTO  EVITAR

HORAS

VAZAR MOLDES COM MENOS DE 2

 EVITAR

CONTATO COM FUMOS APÓS VAZAMENTO

 PESAR

OU GRAMPEAR OS MOLDES

9. DESMOLDAGEM  DEVE

RESPEITAR O TEMPO DE SOLIDIFICAÇÃO DO METAL

 QUANTO

MAIS TEMPO O FUNDIDO FICAR DENTRO DO MOLDE, MAIOR A ABSORÇÃO DE CALOR DA AREIA

2. RECEBIMENTO  EXISTEM

VARIAS FORMAS DE RECEBIMENTO E ACONDICIONAMENTO DA RESINA.  A DATA DE VALIDADE DA RESINA DEVE SER RESPEITADA  PARA RESINA DE PEP-SET A DATA DE VALIDADE NÃO DEVE AR DE 6 MESES  APÓS VENCIMENTO DA VALIDADE OCORRE AUMENTO DA VISCOSIDADE

2. RECEBIMENTO   



O ARMAZENAMENTO DEVE EVITAR EXPOSIÇÃO DIRETA AO SOL A RESINA DEVE EVITAR CONTATO COM UMIDADE TRATANDO-SE DE MATERIAL INFLAMÁVEL, O PRODUTO DEVE SER ACONDICIONADO EM LOCAL APROPRIADO A QUANTIDADE DE MATERIAL ARMAZENADO DENTRO DA FUNDIÇÃO DEVE SEGUIR NORMAS DE SEGURANÇA DO TRABALHO

2. RECEBIMENTO A

CADA CARREGAMENTO DE RESINA DEVE SER ENVIADO ANÁLISE LABORATORIAL COM CARACTERÍSTICAS FISICO-QUÍMICAS DO MATERIAL

 COM

O MATERIAL DEVE SER ENVIADA “FISPQ” – FICHA DE SEGURANÇA DE PRODUTOS QUÍMICOS

2.1 EMBALAGENS  BALDE  TAMBOR

 CONTAINER  GRANEL

2.1.1 BALDE  EMBALAGENS

FUNDIÇÕES

 PERDA

DE 20 kg PARA PEQUENAS

DE APROX. 3%

 DIFICULDADE

DE CARREGAMENTO ENCARECE O PRODUTO

2.1.2 TAMBOR  EMBALAGEM

DE 210 kg PARA PEQUENAS E MÉDIAS FUNDIÇÕES

 DESPERDÍCIO

DE APROX. 3%

 NECESSIDADE

DE DESCARTE DO TAMBOR

 RISCO

DE ACIDENTE

2.1.3 CONTAINER

2.1.4 GRANEL

2.1.4 GRANEL

2.1.4 GRANEL