BRPI0900968A2

BRPI0900968A2 - casting process of cast component and cast component

Info

Publication number: BRPI0900968A2
Authority: BR
Inventors: Vasconcelos Paulo Marcos De
Original assignee: Amsted Maxion Sa
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-11-16

Abstract

PROCESSO DE FUNDIçãO DE COMPONENTE FUNDIDO E COMPONENTE FUNDIDO. A presente invenção refere-se a um processo de fundição componente fundido no qual, através da inversão da placa modelo, da consequente alteração das cavidades para formação da peça e colocação dos machos e da diferente concepção dos machos, promove benefícios em relação ao processo já existente.CAST COMPONENT CASTING AND CAST COMPONENT PROCESS. The present invention relates to a cast component casting process in which, by inversion of the model plate, the consequent alteration of the cavities for forming the part and placement of the cores and the different design of the cores, promotes benefits over the already existing process. existing.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para "PROCESSODE FUNDIÇÃO DE COMPONENTE FUNDIDO E COMPONENTE FUNDIDO".Patent Descriptive Report for "CAST COMPONENT AND CAST COMPONENT PROCESS".

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção refere-se a um processo de fundição de umcomponente fundido e a um modelo de fundição para o dito processo defundição que, através da inversão da placa modelo, da conseqüente altera-ção das cavidades para formação da peça e colocação dos machos e dadiferente concepção dos machos, promove benefícios em relação ao pro-cesso já existente.The present invention relates to a casting process of a cast component and to a casting model for said casting process which, by inversion of the template plate, the consequent alteration of the cavities for forming the part and placing of the cores and The different conception of males promotes benefits over the existing process.

Descrição do Estado da TécnicaDescription of the prior art

A indústria metal-mecânica caracteriza-se pela fabricação degrandes e complexas máquinas e seus componentes. Tais equipamentosrequerem peças e estruturas que suportem as mais diversas solicitaçõesmecânicas, e a solução mais eficaz para fabricação destas peças e equipa-mentos é o processo de fundição.The metalworking industry is characterized by the manufacture of large and complex machines and their components. Such equipment requires parts and structures that support the most diverse mechanical demands, and the most effective solution for manufacturing these parts and equipment is the casting process.

Por se tratar de um processo onde se consegue excelente ho-mogeneidade aliada a alta produtividade, é possível fabricar através de fun-dição, peças para as mais diversas aplicações e configurações, desde asmais simples, como por exemplo torneiras, até peças de maior complexidadedimensional e geométrica, como por exemplo blocos de motor e carcaças decaixas de transmissão.Because it is a process where excellent homogeneity combined with high productivity is achieved, it is possible to manufacture by melting parts for the most diverse applications and configurations, from the simplest, such as taps, to parts of greater dimensional complexity. and geometric, such as engine blocks and gearbox housings.

Para melhor ilustrar o processo de fundição do estado da técni-ca, será descrito o processo do componente fundido. Normalmente, estapeça é constituída em metal e fabricada a partir de um processo de fundiçãoque, embora possa apresentar as mais diversas variações em suas etapas,compreende os seguintes passos básicos e muito conhecidos do estado datécnica, valendo, por isso, apenas tecer alguns comentários gerais, que se-rão mais bem explorados na descrição detalhada, quando as etapas estarãodescritas de maneira direcionada para o objeto da presente invenção:To further illustrate the state of the art casting process, the melt component process will be described. Typically, this slab is made of metal and manufactured from a casting process which, although it may vary widely in its stages, comprises the following basic and well-known steps of the technical state, so it is worth making only a few general comments. , which will be further explored in the detailed description, when the steps will be described in a manner directed to the object of the present invention:

(i) Confecção do modelo de fundição;(i) Making the foundry model;

Nesta etapa, é construído sobre as faces de uma placa, um modelo bi-partido com formato aproximado da peça a ser fundida, devendo este prevera contração do material, devido ao esfriamento do metal, após vazamento dometal fundido.At this stage, a two-part model with an approximate shape of the part to be cast is constructed on the faces of a plate, which shall provide for the contraction of the material due to the cooling of the metal after molten domestic casting.

(ii) Confecção dos moldes;(ii) Mold making;

Depois de confeccionada a placa do modelo bi-partido de fundi-ção a mesma, é disposta uma por vez em caixas de moldagem. Um materialrefratário, normalmente composto por areia e aglomerante é moldado sobrecada face da placa que, depois de retirada das caixas de moldagem formadois moldes, um para cada metade.Once the two-part die casting plate has been made, it is arranged one at a time into molding boxes. A refractory material, usually composed of sand and binder, is molded over the face of the plate which, after removing the molding molding boxes, one for each half.

Nesta etapa, são formados os canais de alimentação, atravésdos quais o material líquido escoará para a cavidade total do molde, e sãofeitos furos na caixa para facilitar a saída dos gases gerados no vazamentodo metal líquido.In this step, feed channels are formed through which the liquid material will flow into the total mold cavity and holes are drilled in the housing to facilitate the escape of the gases generated in the liquid metal leak.

(iii) Confecção dos machos;(iii) Male confection;

Machos são dispositivos feitos de areia com a finalidade de formar vaziosinternos, paredes, cavidades, furos e reentrâncias na peça.Males are devices made of sand for the purpose of forming internal voids, walls, cavities, holes and recesses in the part.

(iv) Colocação dos machos no molde;(iv) Placing the males in the mold;

Depois de fabricados, os machos devem ser dispostos sobre os moldes deforma que, quando do vazamento do material de fundição (próxima etapa),cavidades sejam geradas na peça final.Once fabricated, the cores should be disposed over the molds so that when casting material is cast (next step), cavities are generated in the final part.

(v) Fechamento das caixas de moldagem;(v) Closure of impression boxes;

Os moldes, gerados na etapa (ii) e após a etapa (iv), são colocados face aface formando a cavidade total gerada pela inserção da peça na caixa demolde. A fim de evitar a abertura e a conseqüente perda da peça e de mate-rial fundido na etapa seguinte (vi), as caixas de moldagem recebem gramposlaterais.The molds generated in step (ii) and after step (iv) are placed face-to-face forming the total cavity generated by inserting the part into the demolition box. In order to avoid opening and the consequent loss of the part and molten material in the next step (vi), the molding boxes receive side clamps.

(vi) Vazamento do material fundido;(vi) casting of molten material;

Neste ponto, o material fundido, normalmente uma liga metálica, é vazadopor canais de alimentação que conduzem o material fundido até a cavidadedo molde de maneira a preenchê-la.At this point, the molten material, usually a metal alloy, is poured through feed channels leading the molten material into the mold cavity to fill it.

(vii) Desmoldagem;(vii) Demoulding;

Após um determinado período de tempo para que a peça arrefe-ça e solidifique dentro do molde, procede-se à sua remoção manualmenteou por processos mecânicos.After a certain period of time for the part to cool and solidify within the mold, it is removed manually or by mechanical processes.

(viii) Acabamento;(viii) finishing;

Após a retirada da peça do molde é necessário remover o canal de alimen-tação e as rebarbas que se formam durante o processo de fundição além deretirar também eventuais incrustações da areia utilizada na confecção domolde, sendo que esta etapa pode, ainda, compreender tratamentos térmi-cos específicos para o metal constituinte da peça obtida por este processo.After removing the part from the mold, it is necessary to remove the feed channel and the burrs that form during the casting process, as well as to remove any incrustations of the sand used to make the mold, and this step may also comprise heat treatments. -cos specific to the constituent metal of the part obtained by this process.

Com relação a processos de fundição específicos para a confec-ção do componente fundido, o estado da técnica apresenta um processo defundição que compreende as etapas supra citadas com as seguintes particu-laridades:With regard to specific casting processes for making the cast component, the state of the art presents a casting process comprising the above steps with the following particularities:

um modelo bi-partido de placa de fundição definido como 10 mo-delo tampa e 1o modelo fundo, onde o modelo tampa caracteriza-se por uma1 - porção central, 1-e2? paredes laterais, uma 3ã porção lateral e uma A-porção lateral e 1 ° modelo fundo contendo uma 2- porção central rebaixada,1 - e 2- paredes laterais, uma 35 porção lateral e uma 4- porção lateral.a two-part casting plate model defined as 10 model cover and 1st bottom model, where the cover model is characterized by a central portion, 1-e2? sidewalls, a 3rd side portion and a side A-portion, and 1 ° bottom model containing a recessed 2- central portion, 1- and 2-sidewalls, a side portion and a 4-side portion.

Tomando como exemplo o processo para fabricação de umacarcaça de uma caixa de transmissão, este processo descreve um modelotampa caracterizado por:Taking as an example the process for manufacturing a gearbox housing, this process describes a model cover characterized by:

uma 2- porção central rebaixada de formato retangular com 5oum elemento de formação de cavidade central, quatro ressaltos nas extremi-dades e uma 1- rampa com declive para a 8ã porção lateral do modelo comfuro bordeado central;a recessed central 2- portion with a 5-core central cavity forming member, four ledges at the ends and a 1-slope ramp to the 8th lateral portion of the central embroidered hole pattern;

por 5- e 6ã porções laterais, simétricas e opostas entre si, com 2°arco côncavo bordeado e 6o e 7° elementos formadores de cavidade, um 1oarco convexo e uma Ii seção curva superior;5- and 6th, symmetrical and opposite side portions, with 2nd embroidered concave arc and 6th and 7th cavity forming elements, one convex first arch and one upper curved section;

por uma 7- porção lateral contendo um 8o elemento formador decavidade, uma 2- seção tubular superior, sendo que esta seção se prolongaaté encontrar a 1- seção curva superior dispostos na 5ê e na 6ã porções la-terais;by a 7-lateral portion containing an 8th decavity forming element, a 2-upper tubular section, this section extending until it finds the 1-upper curved section disposed in the 5th and 6th lateral portions;

por uma 8ã porção lateral, com ressalto triangular em uma ex-tremidade, uma parte retangular no centro e na outra extremidade uma partejá citada, na descrição da 2- porção central rebaixada, com uma 1§ rampacom furo bordeado central.8a lateral portion with triangular shoulder at one end, a rectangular portion in the center and at the other end a portion already cited in the description of the lowered central portion with a 1 ramp with a central embroidered hole.

O processo descreve ainda um 1 ° modelo fundo com as seguin-tes características:The process further describes a 1st deep model with the following characteristics:

uma 1- porção central, de formato retangular, com um 1o ele-mento de formação de cavidade central bordeado, solidária com a 3ã e 4ãporções laterais na parte menor da 1ã porção central e com ressaltos nasquinas;a centrally shaped 1-portion having a first embroidered central cavity forming member integral with the 3rd and 4th lateral portions on the smallest portion of the central first portion and with raised shoulders;

por 1â e 2- paredes laterais simétricas, com um 1o arco côncavobordeado e 2° elemento de formação de cavidade em uma extremidade infe-rior e com um 3o elemento de formação de cavidade de formato retangularna extremidade oposta à citada anteriormente;by 1st and 2- symmetrical sidewalls, having a concave first arch and 2nd cavity forming element at one lower end and with a 3rd rectangular shaped cavity forming element opposite the aforementioned;

por uma 3ê porção lateral, com um 4o elemento formador de ca-vidade e uma 1â parte superior rebaixado, e ainda por uma A- porção lateralcom rebaixos na região central.by a 3rd side portion, with a 4th cavity forming element and a recessed upper portion, and further by a recessed side A-portion in the central region.

O referido processo compreende ainda os machos de fundição1° tarugo e 1o apoio lateral e 2° apoio lateral para o 1° tarugo, que são dis-postos nesta ordem no 1 ° molde tampa; os machos 1 ° central fundo; 1 ° cen-trai tampa, disposto sobre o 1o macho central fundo; 1° macho da terceiraporção lateral, disposto diante do 1o macho central fundo; e 1ã cavidade late-ral e 2- cavidade lateral colocados entre o 1o macho frontal e os moldes 1ocentral tampa e 1o central fundo; dispostos nesta ordem no 1o molde fundo.Said process further comprises the 1st billet and 1st side support and 2nd side support castings for the 1st billet, which are arranged in this order in the 1st lid mold; males 1st central bottom; 1st central lid arranged on the 1st deep central core; 1st male of the third lateral section disposed in front of the 1st deep central male; and the 1st lateral cavity and 2-lateral cavity placed between the first front male and the central lid 1 and central bottom molds; arranged in this order on the 1st deep mold.

O processo descrito acima, muito embora pareça vantajoso, exi-ge um cuidado muito grande no processo de moldagem e colocação dosmachos compreendidos no 1 ° molde fundo, pois na cavidade negativa cen-tral observa-se que, quando da colocação do 1o macho central fundo, pode-rá ocorrer um esbarramento do pino do macho com a cavidade formada nomolde, causando perda de areia na-parede do furo, e o conseqüente acúmu-lo de areia sob o macho, que poderá ocasionar uma descentralização dosmachos e a conseqüente necessidade de retrabalho.The process described above, although it seems advantageous, requires great care in the process of molding and placing the chips comprised in the first deep mold, since in the negative central cavity it is observed that when the first central core is placed At the bottom, there may be a bump in the male pin with the formed cavity, causing loss of sand on the hole wall, and the consequent accumulation of sand under the male, which may cause decentralization of the machos and the consequent need rework.

Ademais, além do problema citado anteriormente, poderá aindaocorrer um desencontro do 1o macho central tampa com o 1o molde tampa,que ocasionará, além do esbarramento na cavidade negativa, um outro de-sencontro, o dos machos 1o central fundo e 1o central tampa, sendo que es-tes problemas poderão comprometer o fechamento do molde e a sanidadeda peça.In addition, in addition to the problem mentioned above, there may also be a mismatch between the first central lid cap and the first lid mold, which will cause, in addition to the bump in the negative cavity, another collision, that of the first central bottom and first central lid males, these problems may compromise mold closure and part health.

Além disso, como os machos são, na maioria dos processos defundição, dispostos sobre o molde por encaixe simples, um sem número dedesvantagens e problemas podem ser encontrados na peça depois de fundi-da. Um exemplo destes problemas é o caso de um ou mais machos se des-locarem quando o material de fundição é vazado através do molde, forman-do rebarbas, ocasionando desencontros, quando, por exemplo, a areia domacho erodida ou desaglomerada entra em contato com o material fundidoficando estas partículas de areia incorporadas à peça vazada, contaminan-do-a.In addition, since males are, in most casting processes, disposed on the mold by simple snapping, a number of disadvantages and problems can be found in the part after casting. An example of these problems is that one or more males will displace when casting material is poured through the mold, forming burrs, causing mismatches when, for example, eroded or deagglomerated domacho sand comes into contact with the mold. the molten material becomes these sand particles incorporated into the casting, contaminating it.

Assim, observa-se que ainda não foi desenvolvido um processode fundição e/ou, ainda, um modelo de fundição que reduzam efetivamenteo número de machos sem alterar drasticamente o processo ou a estruturadas etapas envolvidas, isto é, sem que seja necessária uma interferênciamuito grande para alterar os padrões de processos de fundição. Ainda, nãose observa um processo de fundição e/ou um modelo de fundição, que pro-porcionem além da simplicidade já referida, uma substancial melhora no a-cabamento do componente fundido, eliminando grande parte do trabalhoempregado nesta etapa.Thus, it is observed that a casting process and / or a casting model that effectively reduce the number of males without drastically altering the process or the structured steps involved has not been developed, that is, without the need for very large interference. to change the patterns of casting processes. Moreover, no casting process and / or casting model is observed which provides beyond the aforementioned simplicity, a substantial improvement in the fitment of the cast component, eliminating much of the work employed at this stage.

O processo de fundição da presente invenção descreve, além dasolução para os problemas acima descritos, uma significativa redução derebarbas, melhora da sanidade interna do fundido, melhor aspecto superfici-al e melhoria das condições dimensionais.The casting process of the present invention describes, in addition to the solution to the problems described above, a significant reduction of burrs, improvement of melt internal health, better surface appearance and improvement of dimensional conditions.

Objetivos da InvençãoObjectives of the Invention

É, portanto, um primeiro objetivo desta invenção prover um pro-cesso de fundição que através da diferente concepção dos modelos tampa efundo e ainda da configuração diferenciada dos modelos de fundição, reduzao número de machos, visando à obtenção de um componente fundido commenor desencontro, menos rebarbas, menos inclusões, redução substancialdos trabalhos de acabamento, melhor estabilidade dimensional, além de ummelhor aspecto superficial.It is therefore a first object of this invention to provide a casting process which, through the different design of the lid and bottom models and the differentiated configuration of the casting models, reduces the number of cores, in order to obtain a smaller mismatch cast component, less burrs, less inclusions, substantial reduction in finishing work, better dimensional stability and better surface appearance.

É, ainda, um segundo objetivo desta invenção prover um modelode fundição para ser utilizado em um processo de fundição, visando outorgaras mesmas vantagens descritas no parágrafo anterior.It is also a second object of this invention to provide a casting model for use in a casting process, providing the same advantages described in the previous paragraph.

Por fim, é um terceiro objetivo desta invenção prover um compo-nente fundido, dotado de melhor acabamento superficial e fabricado atravésdo processo de fundição almejado pelo primeiro objetivo desta invenção.Finally, it is a third object of this invention to provide a cast component with improved surface finish and fabrication by the casting process desired by the first object of this invention.

Breve Descrição da InvençãoBrief Description of the Invention

A presente invenção se refere a um processo de fundição decomponente fundido, compreendendo as seguintes etapas:The present invention relates to a fused decomposing casting process comprising the following steps:

etapa (i) Confecção de pelo menos um modelo, compreenden-do a fabricação de um modelo bi-partido de fundição de formato substanci-almente análogo ao de um componente fundido, prevendo a contração domaterial após vazamento da liga metálica;(i) Fabrication of at least one model, comprising the manufacture of a two-part die casting model substantially analogous to that of a cast component, providing for material contraction upon casting of the alloy;

etapa (ii) Confecção de pelo menos dois moldes, compreen-dendo a inserção dos modelos de fundição em caixas de moldagem e a pos-terior retirada destes modelos de fundição das ditas caixas de moldagem,após o preenchimento com areia de moldação e sua compactação;Step (ii) Making at least two molds, comprising inserting the casting models into molding boxes and further removing these casting models from said molding boxes after filling with molding sand and compacting them ;

etapa (iii) Confecção de machos do componente fundido, com-preendendo a fabricação dos machos:Step (iii) Manufacture of melted component males, comprising the manufacture of males:

de um 2° central tampa;from a 2nd central lid;

de um 2° central fundo;from a 2nd deep central;

de um 2° da 15§ porção lateral;from a 2nd of the 15th lateral portion;

de um 2° tarugo;of a 2nd billet;

etapa (iv) Colocação dos machos no molde, compreendendo oposicionamento dos machos fabricados na etapa (iii) sobre o molde fundo,sendo que:step (iv) Placing the cores in the mold, comprising opposing the males fabricated in step (iii) onto the bottom mold, where:

o 2° macho tarugo é disposto no molde;the 2nd billet male is disposed in the mold;

o 2° macho central fundo é disposto no molde;the second deep central core is disposed in the mold;

o 2° macho central tampa é disposto sobre o 2o central fundo;o 2° macho da 15ã porção lateral é disposto à frente do 2o macho tarugo ;the 2nd central core cap is disposed on the bottom 2nd center, the 2nd core 15th lateral portion is disposed in front of the 2nd billet core;

etapa (v) Fechamento das caixas de moldagem fundo e tampa,compreendendo a colocação face a face dos moldes, gerados na etapa (ii) eapós a etapa (iv), formando a cavidade total gerada pela inserção da peçana caixa de molde, as caixas de moldagem recebem ainda grampos lateraisa fim de evitar sua abertura na etapa seguinte (vi);step (v) Closing the bottom and lid molding boxes comprising face-to-face placement of the molds generated in step (ii) and after step (iv), forming the total cavity generated by inserting the mold box holder, the boxes molding machines also receive side clips to prevent their opening in the next step (vi);

etapa (vi) vazamento de material fundido, compreendendo oenchimento do molde dotado dos machos colocados na etapa (iv) e após aetapa (v) com material fundido;step (vi) casting molten material, comprising filling the mold provided with the males placed in step (iv) and after step (v) with molten material;

etapa (vii) desmoldagem, compreendendo a retirada da peçavazada, arrefecida e solidificada pelo vazamento de material fundido da eta-pa (vi).demoulding step (vii), comprising removing the cooled, cooled and solidified piece by casting molten material from step (vi).

A presente invenção se refere ainda ao fato de que na etapa (ii).o 2° modelo fundo é fabricado de maneira a suprimir os machos, 15 cavidadelateral e 2- cavidade lateral, os machos, 1o apoio lateral e 2° apoio lateralpara o 2° tarugo e ainda alterar a configuração do 2° macho central tampa,do 2° macho central fundo e do 1 ° macho da terceira porção lateral.The present invention further relates to the fact that in step (ii) the 2nd deep model is manufactured in such a way as to suppress males, 15 lateral cavity and 2-lateral cavity, males, 1st lateral support and 2nd lateral support for 2nd billet and further change the configuration of the 2nd cap center core, the 2nd bottom center core and the 1st core of the third side portion.

Descrição Resumida dos DesenhosBrief Description of the Drawings

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descri-to com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. Asfiguras mostram:The present invention will hereinafter be described in more detail based on an exemplary embodiment shown in the drawings. Asfiguras show:

figura 1 - Um fluxograma ilustrando as etapas do processo defundição;Figure 1 - A flowchart illustrating the steps of the casting process;

figura 2A - uma vista em perspectiva do modelo fundo do estadoda técnica;Figure 2A - a perspective view of the deep model of the technical state;

figura 2B - uma vista em perspectiva do modelo tampa do esta-do da técnica;Figure 2B is a perspective view of the prior art lid model;

figura 3 - uma vista em perspectiva dos machos do estado datécnica;Figure 3 - a perspective view of the males of the technical state;

figura 4 - uma vista superior do molde tampa com posiciona-mento dos machos do estado da técnica;Fig. 4 is a top view of the cap mold with positioning of the prior art males;

figura 5 - uma vista superior do molde fundo com posicionamen-to dos machos do estado da técnica;Fig. 5 is a top view of the deep mold with position of the prior art males;

figura 6A - uma vista em perspectiva do modelo tampa da pre-sente invenção;Figure 6A is a perspective view of the lid model of the present invention;

figura 6B - uma vista em perspectiva do modelo fundo da pre-sente invenção;Figure 6B is a perspective view of the bottom embodiment of the present invention;

figura 7 - uma vista em perspectiva dos machos de presenteinvenção;Figure 7 is a perspective view of the present invention males;

figura 8 - uma vista superior do molde fundo com posicionamen-to dos machos da presente invenção;Figure 8 is a top view of the bottom position mold of the males of the present invention;

figura 9 - uma vista em perspectiva de uma primeira fase no po-sicionamento dos machos no molde;Figure 9 is a perspective view of a first stage in positioning the males in the mold;

figura 10 - uma vista em perspectiva de uma segunda fase noposicionamento dos machos no molde;Figure 10 is a perspective view of a second phase of positioning the males in the mold;

figura 11 - uma vista em perspectiva de uma terceira fase noposicionamento dos machos no molde.Figure 11 is a perspective view of a third phase of positioning the males in the mold.

Descrição Detalhada das FigurasDetailed Description of the Figures

1) Processo de Fundição1) Casting Process

Inicialmente, cabe notar que o processo de fundição da presenteinvenção compreende as mesmas etapas que os processos do estado dátécnica, o que, como poderá ser visto, é um fato vantajoso, pois não é ne-cessário alterar as principais características do processo para obter os bene-fícios trazidos pelo processo da presente invenção.Initially, it should be noted that the foundry process of the present invention comprises the same steps as the state-of-the-art processes, which, as can be seen, is an advantageous fact, as it is not necessary to change the main features of the process to obtain the same. benefits brought about by the process of the present invention.

As etapas do processo estão ilustradas na figura 1, sendo, a se-guir comentadas detalhadamente.The process steps are illustrated in Figure 1 and are commented in detail below.

(i) - Confecção do modelo(i) - Model making

Esta etapa compreende a fabricação de um modelo de fundiçãode formato que definirá o formato do componente fundido, prevendo a con-tração do material, após o vazamento da liga fundida. Este modelo de fundi-ção pode ser feito de qualquer material, como preferencialmente, metais,madeira, polímeros ou ainda uma mescla destes materiais. É válido ressaltarque o modelo de fundição, em qualquer de suas possíveis concretizações,possui dimensões ligeiramente maiores que o do componente fundido de-pois de pronto, em virtude da contração do metal que preencherá o moldealimentado a quente, formando a peça.This step comprises the fabrication of a cast casting model that will define the cast component shape, predicting material contraction after casting of the cast alloy. This casting model can be made of any material such as preferably metals, wood, polymers or a mixture of these materials. It is noteworthy that the casting model, in any of its possible embodiments, has dimensions slightly larger than that of the cast component at once, due to the contraction of the metal that will fill the hot-fed mold forming the part.

O modelo de fundição 1 do estado da técnica (ilustrado nas figu-ras 2A e 2B) é bi-partido, isto é, compreende dois modelos, o modelo fundo1'1 e o modelo tampa 1'2, sendo cada um deles correspondente a uma me-tade do componente fundido.The prior art casting model 1 (shown in Figures 2A and 2B) is split, that is, it comprises two models, the bottom model 1'1 and the lid model 1'2, each corresponding to half of the cast component.

O modelo de fundição 1 do estado da técnica, conforme ilustradona figura 2A compreende basicamente, para o modelo fundo 1Ί, uma pri-meira porção lateral 3 associada através de uma primeira porção central 4 auma segunda porção lateral 5, sendo que ambas porções laterais 3, 5 sãosimétricas e paralelas entre si, e ainda uma terceira porção lateral 6 e umaquarta porção lateral 7. A primeira porção central 4, por sua vez, compreen-de: um primeiro furo central bordeado 41 do interior do qual se projeta, umprimeiro elemento formador de cavidade 42 e ressaltos nas quinas 43, 44,45, 46. As porções laterais 3 e 5 compreendem: um primeiro arco côncavobordeado 31 do interior dos quais se projetam um segundo elemento forma-dor de cavidade 32, e um terceiro elemento formador de cavidade 33. A ter-ceira porção lateral 6 compreende um quarto elemento formador de cavida-de 61 e uma primeira parte superior rebaixada 62.The prior art casting model 1 as illustrated in Figure 2A basically comprises, for the bottom model 1Ί, a first side portion 3 associated through a first central portion 4 with a second side portion 5, both side portions 3 being , 5 are symmetrical and parallel to one another, and a third side portion 6 and a fourth side portion 7. The first central portion 4, in turn, comprises: a first embroidered central hole 41 from which a first element is projected from the interior. cavity forming 42 and projections at the corners 43, 44, 45, 46. Side portions 3 and 5 comprise: a first concave-rimmed arc 31 from which a second cavity forming element 32 is projected, and a third forming element The third side portion 6 comprises a fourth recess forming member 61 and a first recessed upper portion 62.

Já o modelo tampa 1 '2, do modelo de fundição 1 do estado datécnica, conforme ilustrado na figura 2B, compreende uma primeira porçãolateral 8, associada através de uma segunda porção central rebaixada 9 auma terceira porção lateral 10, sendo que ambas porções laterais são simé-tricas e paralelas entre si, e ainda uma quarta porção lateral 11 e uma quintaporção lateral 12. A segunda porção central rebaixada 9, compreende: umprimeiro furo central rebaixado 91 do interior do qual se projeta um quintoelemento formador de cavidade 92, ressaltos 93, 94, 95, uma primeira rampacom furo bordeado 96 e ainda uma primeira seção tubular elevada 97. Asporções laterais 8 e 10, compreendem: um primeiro arco côncavo bordeado81 do interior dos quais se projeta um sexto elemento formador de cavidade82, um sétimo elemento formador de cavidade 83, um primeiro arco convexosuperior 84 e ainda uma primeira seção curva superior 85, de extremidadeoposta ao primeiro arco convexo superior 84.The lid model 1 '2 of the die casting model 1 of the technical state, as shown in Figure 2B, comprises a first side portion 8, associated via a second recessed central portion 9 to a third side portion 10, both side portions being symmetrical and parallel to one another, and a fourth side portion 11 and a fifth side portion 12. The second recessed central portion 9 comprises: a first recessed central hole 91 from which a fifth cavity forming member 92 is projected, shoulders 93 94, 95, a first ramp with embroidered hole 96 and a first raised tubular section 97. Side portions 8 and 10 comprise: a first concave embroidered arc81 from which a sixth cavity forming member 82, a seventh forming member is projected. cavity 83, a first upper convex arc 84 and a first upper curved section 85, end-end to the first convex upper arch. back 84.

A quarta porção lateral 11 do modelo tampa 1'2 compreende umoitavo elemento formador de cavidade 111 e uma segunda seção tubularsuperior 112. Já a quinta porção lateral 12, possui uma primeira rampa comfuro bordeado 96.The fourth side portion 11 of lid model 1 '2 comprises an eighth cavity forming member 111 and a second upper tubular section 112. The fifth side portion 12 has a first embroidered hole ramp 96.

O modelo de fundição 2 da presente invenção também é bi-partido, isto é, também compreende dois modelos, um modelo tampa 2Ί eum modelo fundo 2'2, sendo cada um deles correspondente a uma metadedo componente fundido. Entretanto, este fato não é Iimitante ao escopo deproteção da presente invenção.The foundry model 2 of the present invention is also split, that is, it also comprises two models, a lid model 2Ί and a bottom model 2'2, each corresponding to a fused component metadata. However, this fact is not limiting to the scope of protection of the present invention.

O modelo de fundição 2 da presente invenção compreende basi-camente, para o modelo tampa 2Ί, uma primeira porção lateral 13 associa-da através de uma porção central 14 a uma segunda porção lateral 15, sen-do que ambas porções laterais 13,15 são simétricas e paralelas entre si, eainda uma terceira porção lateral 16 e uma quarta porção lateral 17. A por-ção central 14, por sua vez, compreende: um furo central rebaixado 141 eressaltos nas quinas 142, 143, 144, 145. As porções laterais 13 e 15 com-preendem: um arco côncavo bordeado 131 dos quais se projetam um primei-ro elemento formador de cavidade 132 e furos retangulares 133. A terceiraporção lateral 16 compreende uma porção central rebaixada 161, um segun-do elemento formador de cavidade 162, um terceiro elemento formador decavidade 163 e ainda uma porção superior 164.Foundry model 2 of the present invention basically comprises, for lid model 2Ί, a first side portion 13 associated through a central portion 14 to a second side portion 15, whereby both side portions 13,15 are symmetrical and parallel to each other, and yet a third lateral portion 16 and a fourth lateral portion 17. The central portion 14, in turn, comprises: a lowered central hole 141 and shoulders at the edges 142, 143, 144, 145. side portions 13 and 15 comprise: an embroidered concave bow 131 of which a first cavity forming member 132 and rectangular holes 133 are projected. The third side portion 16 comprises a recessed central portion 161, a second forming member. cavity 162, a third decavity forming member 163 and further an upper portion 164.

Já o modelo fundo 2'2 compreende, conforme ilustrado na figura6B, uma primeira porção lateral 18, associada através de uma porção centralrebaixada 19 a uma segunda porção lateral 20, sendo que ambas porçõeslaterais 18 e 20 são simétricas e paralelas entre si, e ainda uma terceira por-ção lateral 21 e uma quarta porção lateral 22. A porção central rebaixada 19,compreende: um furo central rebaixado 191, ressaltos 192,193, 194, umarampa com furo bordeado 195 e ainda-uma secção tubular elevada 196. Asporções laterais 18 e 20 compreendem: um arco côncavo bordeado 181 dosquais se projetam um quarto e um quinto elemento formador de cavidade,respectivamente 182 e 183, um arco convexo superior 184 e ainda uma se-ção curva 185.As the bottom model 2 '2 comprises, as shown in Figure 6B, a first lateral portion 18, associated through a lowered central portion 19 to a second lateral portion 20, both lateral portions 18 and 20 being symmetrical and parallel to each other, and furthermore. a third side portion 21 and a fourth side portion 22. The lowered central portion 19 comprises: a lowered central bore 191, shoulders 192,193, 194, an embroidered bore sheet 195 and a raised tubular section 196. Side portions 18 and 20 comprise: an embroidered concave arc 181 of which protrudes a fourth and a fifth cavity forming member 182 and 183, respectively an upper convex arc 184 and a curved section 185.

A terceira porção lateral 21 do modelo fundo 2'2 compreende umsexto elemento formador de cavidade 211 e uma seção tubular superior 212.Já a quarta porção lateral 22, possui uma rampa com furo bordeado 195.The third side portion 21 of the bottom model 2 'comprises a sixth cavity forming member 211 and an upper tubular section 212. Already the fourth side portion 22 has an embroidered hole ramp 195.

O modelo de fundição 2 será pormenorizadamente descrito maisadiante.Casting model 2 will be described in more detail below.

(ii) - Confecção do molde(ii) - Mold making

Depois de confeccionado o modelo de fundição, é necessárioconfeccionar os moldes, no interior dos quais vazará o material de fundição.After the casting model has been made, it is necessary to make the molds into which the casting material will leak.

Basicamente, esta etapa do processo inclui a sobreposição domodelo de fundição por uma caixa de moldagem, dentro da qual é acomo-dada a areia de moldagem, além de também se referir à retirada do mesmoda caixa de moldagem. As caixas de moldagem, preferencialmente, possu-em as porções superior e inferior abertas, ou vazadas.Basically, this process step includes overlapping the casting model by a molding box, within which the molding sand is accommodated, and also refers to the removal of the same molding box. The molding boxes preferably have the upper and lower portions open, or hollow.

Preferencialmente, nesta etapa, pelo fato dos modelos serem bi-partidos, cada uma das metades do modelo de fundição é colocada sobre aplaca, ou superfície plana, e, em seguida, caixas de moldagem são coloca-das sobre esta placa contendo os modelos. Em seguida, as caixas de mol-dagem são preenchidas por areia de moldagem, envolvendo completamen-te as metades do modelo de fundição. Além disso, um procedimento decompactação de areia é adotado para que o volume deste material refratárioentre em contato com as metades do modelo de fundição de maneira maispróxima possível, e para que a areia preencha todo o volume das caixas demoldagem até o limite estabelecido pela altura de suas superfícies laterais.Preferably, at this stage, because the models are split, each half of the casting model is placed on a plate or flat surface, and then molding boxes are placed on this plate containing the models. Then the casting boxes are filled with molding sand, completely enclosing the halves of the casting model. In addition, a sand decompression procedure is adopted so that the volume of this refractory material comes into contact with the halves of the casting model as closely as possible, and that the sand fills the entire volume of the demolding boxes to the limit established by the height of the casting. its side surfaces.

Após o preenchimento e compactação da areia , a caixa tampa éretirada da placa contendo o modelo, e em seguida retira-se a placa, con-tendo o modelo, da caixa fundo. Desse modo, após retirar as metades domodelo de fundição das caixas, obtém-se uma cavidade de formato com-plementar, ou negativo, ao formato do modelo quando as ditas caixas sãocolocadas uma sobre a outra.After filling and compacting the sand, the lid box is removed from the plate containing the model, and then the plate containing the model is removed from the bottom box. Thus, after removing the halves of the casting model from the boxes, a cavity of complementary or negative shape to the shape of the model is obtained when said boxes are placed one over the other.

Normalmente, as caixas de molde são dispostas na horizontal,isto é, uma primeira metade da cavidade constituindo uma porção inferior,denominada fundo e uma segunda metade disposta sobre a primeira, consti-tuindo uma porção superior denominada tampa. Ainda, nestes moldes sãofeitos canais, através dos quais um material fundido líquido irá vazar, depen-dendo da sua aplicação da geometria da peça, da temperatura de trabalho eda liga empregue.Typically, the mold boxes are arranged horizontally, that is, a first half of the cavity constituting a lower portion, called the bottom, and a second half disposed on the first, constituting an upper portion called a lid. Further, in these molds are made channels, through which a liquid molten material will leak, depending on its application of the workpiece geometry, working temperature and alloy employed.

Apesar da concretização preferencial desta invenção contemplarum modelo de fundição bi-partido e, logo, com duas caixas de molde, nãosão excluídas outras possibilidades pois este não é um fator restritivo ao es-copo de proteção da invenção.Although the preferred embodiment of this invention contemplates a split casting model and thus with two mold boxes, other possibilities are not excluded as this is not a restrictive factor to the protective scope of the invention.

(iii) - Confecção dos machos(iii) - Male confection

Esta etapa pode ocorrer antes ou paralelamente ao processo demoldagem, sendo estas duas possibilidades não restritivas ao escopo deproteção da presente invenção.This step may occur prior to or parallel to the demolding process, both of which are not restrictive to the scope of protection of the present invention.

Machos são elementos, normalmente constituídos por areiasespeciais e produzidos em caixas de machos, cuja função é preencher vazi-os internos do molde, gerando cavidades que a peça a ser fundida, nestecaso o componente fundido, terá após o término da fundição.Taps are elements, usually made up of special sands and produced in core boxes, whose function is to fill the internal voids of the mold, generating cavities that the part to be cast, in this case the cast component, will have after the end of the casting.

No processo de fundição do estado da técnica, os machos prefe-rencialmente utilizados estão ilustrados na figura 3 e serão descritos a seguir.In the prior art casting process, preferably used males are illustrated in Figure 3 and will be described below.

Esses machos são dispostos no molde fundo 1'3 e molde tampa1 '4 do seguinte modo: um macho central fundo 23, que é sobreposto nomolde fundo 1 '3 na cavidade negativa gerada pela primeira porção central 4do modelo fundo 1Ί, encaixado através da cavidade negativa formada peloprimeiro elemento formador de cavidade 42 e ainda através da cavidade ne-gativa formada pelo segundo elemento formador de cavidade 32 das pare-des laterais 3 e 5; um macho central tampa 24, que é sobreposto ao machocentral fundo 23 através da base, sendo que na etapa fechamento dos mol-des (v), um macho central tampa 24 encaixará na cavidade negativa forma-da pelo quinto elemento formador de cavidade 92 do modelo tampa 1'2, eainda através da cavidade negativa formada pelo sexto elemento formadorde cavidade 82, das paredes laterais 8 e 10;A figura 3 ilustra também um macho terceira porção lateral 25,que na etapa de colocação dos machos no moldes (iv), será colocado nacavidade negativa formada pelo quarto elemento formador de cavidade 61da terceira porção lateral 6, no molde fundo 1 '3, sendo que na etapa de fe-chamento dos machos (ν), o mesmo encaixará no molde tampa 1'4 na cavi-dade negativa formada pelo oitavo elemento formador de cavidade 111 daquarta porção lateral 11, do modelo tampa 1'2; já os machos de cavidadelateral 28, 28' são dispostos nas cavidades negativas formadas pelo terceiroelemento formador de cavidade 33;These taps are disposed in the bottom mold 1 'and lid mold' 4 as follows: a bottom center core 23, which is superimposed on the bottom cavity 1 '3 in the negative cavity generated by the first center portion 4 of the bottom model 1', fitted through the cavity negative formed by the first cavity forming member 42 and further through the negative cavity formed by the second cavity forming member 32 of side walls 3 and 5; a central cap male 24, which is superimposed on the bottom machocentral 23 through the base, and in the closing step of the molds (v), a central cap male 24 will fit into the negative cavity formed by the fifth cavity forming member 92 of the lid 1'2, further through the negative cavity formed by the sixth cavity forming member 82 of sidewalls 8 and 10. Figure 3 also illustrates a male third side portion 25, which in the step of placing the males in the mold (iv) , the negative cavity formed by the fourth cavity forming member 61 of the third side portion 6 will be placed in the bottom mold 1 '3, and in the male closing step (ν) it will fit into the lid mold 1'4 in the cavity negative age formed by the eighth cavity forming member 111 of that side portion 11 of the lid model 1 '2; while the lateral cavity males 28, 28 'are disposed in the negative cavities formed by the third cavity forming element 33;

Ademais, também conforme ilustrado na figura 3, é provido ummacho tarugo 26 a ser disposto no 1 molde tampa 1 '4, na cavidade negativaformada pelo sétimo elemento formador de cavidade 83, assim como ma-chos de apoio lateral 27, 27'. Após a confecção do machos e a colocaçãodos mesmos nos moldes, seguem-se as etapas do processo de fundição.In addition, also as illustrated in Figure 3, a billet mallet 26 is provided to be disposed in the 1 lid mold 1 '4, in the negative cavity formed by the seventh cavity forming member 83, as well as lateral support struts 27, 27'. After making the males and placing them in the molds, follow the steps of the casting process.

No processo de fundição da presente invenção, os machos utili-zados estão ilustrados na figura 7 e serão detalhadamente descritos a seguir.In the casting process of the present invention, the males used are illustrated in Figure 7 and will be described in detail below.

Esses machos são dispostos no molde fundo 2'3 da seguinteforma: um macho tarugo 29, na cavidade negativa formada pelo quinto ele-mento formador de cavidade 183 das porções laterais 18 e 20 do modelofundo 2'2; um macho central fundo 30, disposto na cavidade negativa forma-da pelo quarto elemento formador de cavidade 182 das porções laterais 18 e20; um macho central tampa 35, que é sobreposto ao macho central fundo30 através da base, sendo que na etapa fechamento dos moldes (ν), o ma-cho central tampa 35 encaixará na cavidade negativa formada pelo primeiroelemento formador de cavidade 132 das paredes laterais 13 e 15 do modelotampa 2Ί; um macho de porção lateral 36, se encaixa na cavidade negativaformada pelo sexto elemento formador de cavidade 211 do modelo fundo2'2; já os machos complemento da porção lateral 37,37', que não constavamno estado da técnica, são dispostos sobre o macho da porção lateral 36, demaneira que quando do fechamento dos moldes (v) eles encaixarão respec-tivamente nas cavidades negativas formada pelo segundo elemento forma-dor de cavidade 162 e pelo terceiro elemento formador de cavidade 163 domodelo tampa 2Ί.These males are disposed in the bottom mold 2'3 as follows: a billet male 29 in the negative cavity formed by the fifth cavity forming member 183 of the side portions 18 and 20 of the bottom model 2'2; a deep central core 30 disposed in the negative cavity formed by the fourth cavity forming member 182 of the side portions 18 and 20; a central cap 35, which is superimposed on the central core 30 through the base, and in the mold closing step (ν), the central cap 35 will fit into the negative cavity formed by the first cavity member 132 of the side walls 13 and 15 from the 2Ί model cover; a side portion male 36 fits into the negative cavity formed by the sixth cavity forming member 211 of the bottom model 2 '; the side portion 37,37 'males, which were not in the state of the art, are disposed on the side portion male 36, so that when closing the molds (v) they will fit respectively into the negative cavities formed by the second one. cavity forming member 162 and the third cavity forming member 163 of the lid template 2Ί.

A diferente concepção dos machos ilustrados pelas figuras aci-ma referenciadas, minimiza o aparecimento de rebarbas e melhora conside-ravelmente o aspecto dimensional do fundido.The different design of the males illustrated by the above referenced figures minimizes the appearance of burrs and considerably improves the dimensional appearance of the cast.

A etapa de concepção dos machos (iii) no processo de fundiçãodo estado da técnica, ainda prevê a fabricação, e, obviamente, a utilização,de pelo menos mais quatro machos, já mencionados: dois machos de cavi-dade lateral 28, 28' e dois machos de apoio lateral 27,27'. Estes machos, aoserem empregados no processo de fundição agregam algumas desvanta-gens, sendo uma delas o fato de serem machos considerados pequenos, oque os torna sensíveis ao manuseio e armazenamento. Além disso, parafabricar um maior número de machos é necessário uma quantidade maior deareia de fundição, o que gera uma importante variante do processo, que é ofato da areia de fundição não poder ser simplesmente descartada no meioambiente, logo a utilização de um maior número de machos se torna desvan-tajoso, por gerar um maior passivo ambiental.The design stage of the males (iii) in the prior art casting process still provides for the fabrication, and of course, the use of at least four other males already mentioned: two lateral cavity males 28, 28 ' and two lateral support males 27,27 '. These males, being employed in the casting process add some disadvantages, one being the fact that they are considered small, which makes them sensitive to handling and storage. In addition, to manufacture a larger number of cores requires a greater amount of casting, which generates an important process variant, which is that the casting sand cannot simply be disposed of in the environment, so the use of more males become faint by generating a higher environmental liability.

Outras desvantagens que estes machos trazem serão explica-das na etapa de vazamento de material fundido (etapa vi), e reforçarão asrazões pelas quais o processo de fundição da presente invenção possui umsem número de vantagens por suprimir estes machos.Other disadvantages these males bring will be explained in the melt casting step (step vi), and will reinforce the reasons why the casting process of the present invention has a number of advantages in suppressing these males.

(iv) - Colocação dos machos no molde(iv) - Placing of the males in the mold

Depois de confeccionado o molde e depois de fabricados os ma-chos necessários, os quais formarão os vazios do componente fundido, oprocesso de fundição objeto da presente invenção prevê a etapa de coloca-ção dos machos no molde, que, resumidamente, pode ser entendida como oposicionamento dos machos sobre dos pontos do molde onde serão forma-dos os vazios, ou zonas ocas.After the mold has been made and the necessary cores are made which will form the voids of the molten component, the casting process object of the present invention provides for the step of placing the males in the mold, which can be briefly understood. as opposition of the males over the points of the mold where will be formed the voids, or hollow areas.

As figuras 4 e 5, que referem-se aos componentes pertencentesao estado da técnica, ilustram o molde tampa 1'3 e o molde fundo 1'4 comos machos posicionados. Nota-se com relação ao posicionamento dos ma-chos, que são dispostos no molde tampa 1'3 e no molde fundo 1'4, que, a-lém dos machos utilizados no processo da presente invenção, o estado datécnica utiliza os machos de cavidade lateral 28,28' e os machos de apoiolateral 27,27'.Figures 4 and 5, which refer to the prior art components, illustrate the lid mold 1'3 and the bottom mold 1'4 with positioned males. It is noted with respect to the positioning of the mallets, which are arranged in the lid mold 1'3 and the bottom mold 1'4, that, besides the males used in the process of the present invention, the technical state uses the lateral cavity 28,28 'and the males with lateral support 27,27'.

A figura 8, por seu turno, ilustra o processo de fundição objetoda presente invenção, revelando claramente o molde fundo 2'3 com os prin-cipais machos colocados. Nota-se nesta figura que o macho tarugo 29 colo-cado na cavidade formada pelo quinto elemento formador de cavidade 183das porções laterais 18 e 20 do modelo fundo 2'2 interliga as paredes late-rais 18 e 20 na parte superior da terceira porção lateral. Nota-se tambémque o macho central fundo 30, também interliga as paredes laterais 18 e 20.Ademais, nota-se o macho central tampa 35 sobreposto ao macho centralfundo 30, também interliga as paredes laterais 18 e 20. Além disso, o machode porção lateral 36 interliga a porção inferior da terceira porção lateral. Osmachos complemento da porção lateral 37,37', sobrepostos ao macho deporção lateral 36, correspondem à outra parte da terceira porção lateral. A-demais, a presente invenção não descreve a colocação de machos no moldetampa (desenho não ilustrado), fato este que traz uma série de benefícios,que serão posteriormente descritos na etapa de vazamento (vi).Figure 8, in turn, illustrates the object casting process of the present invention, clearly revealing the deep mold 2'3 with the main males in place. It is noted in this figure that the billet male 29 placed in the cavity formed by the fifth cavity forming member 183 of the side portions 18 and 20 of the bottom model 2'2 interconnects the sidewalls 18 and 20 at the top of the third side portion . It is also noted that the bottom central core 30 also interconnects the sidewalls 18 and 20. In addition, the central endcap 35 is superimposed on the central core 30, it also interconnects the sidewalls 18 and 20. In addition, the portion machining Lateral 36 connects the lower portion of the third lateral portion. Complementary lateral portion 37,37 'overlapping the lateral lateral portion 36 corresponds to the other portion of the third lateral portion. Moreover, the present invention does not describe the placement of taps into the mold cap (drawing not shown), which has a number of benefits, which will be further described in the pouring step (vi).

Entretanto, a utilização dos machos de cavidade lateral 28,28' edos machos de apoio lateral 27, 27' para o macho tarugo 26, como no pro-cesso de fundição do estado da técnica, traz uma série de desvantagens eproblemas consideráveis, uma vez que não há meios fixando-os ao moldetampa 1'3 e ao molde fundo 1'4, isto é, estes machos são colocados de talmodo que ficam pousados sobre as áreas destinadas a eles, sendo apenasapoiados uns aos outros, o que pode gerar falhas de posicionamento e vãosentre eles, ocasionando consideráveis desvantagens (rebarbas devido aoexcesso de material fundido, ou cavidades devido à sua falta) durante a eta-pa de vazamento de material fundido (etapa vi).However, the use of side-cavity males 28,28 'and lateral support males 27, 27' for billet male 26, as in the prior art casting process, has a number of disadvantages and considerable problems since that there are no means attaching them to the mold 1'3 and the bottom mold 1'4, that is, these males are placed so that they are resting on the areas intended for them, being only supported to each other, which can generate failures positioning and gaps between them, causing considerable disadvantages (burrs due to too much molten material, or cavities due to their lack) during the casting step of molten material (step vi).

(v) - Fechamento dos moldes(v) - Mold closing

O processo compreende, tanto para o estado da técnica, quantopara a presente invenção, o fechamento dos moldes confeccionados na eta-pa (ii) e após a colocação dos machos na etapa (iv). As caixas de moldagemutilizadas na etapa (ii) possuem pinos e guias em suas porções laterais, taispinos e guias são utilizados para a correta montagem das caixas de molda-gem. A caixa tampa e a caixa fundo são encaixados através do pino e doguia e posteriormente recebem grampos de fixação, que tem por finalidade,evitar a abertura das caixas na etapa seguinte (vi).The process comprises, for both the state of the art and the present invention, the closure of the molds made in step (ii) and after placement of the males in step (iv). The impression boxes used in step (ii) have pins and guides on their side portions, such pins and guides are used for the correct assembly of the impression boxes. The lid box and the bottom box are fitted through the pin and the hinge and later receive fixing clips, which aims to prevent the opening of the boxes in the next step (vi).

(vi) - Vazamento de material fundido(vi) - Casting Leakage

Esta etapa compreende o preenchimento do molde, dotados dosmachos colocados na etapa (iv), com material fundido, de preferência ligametálica. O material no estado líquido verte através de um canal de vaza-mento até atingir o molde, para então, após preenchê-lo, seguir por um canalde arrefecimento/respiro para saída de ar, equilibrando as pressões do ma-terial fundido na entrada e na saída do molde.This step comprises the filling of the mold, provided with the knobs placed in step (iv), with molten material, preferably alloy steel. Liquid material pours through a leakage channel until it reaches the mold, then, after filling it, follows an air outlet breather / cooler, balancing the pressures of the molten material at the inlet and at the mold outlet.

Entretanto, é desta etapa que decorrem as desvantagens doprocesso do estado da técnica, as quais se devem ao fato dos machos decavidade lateral 28,28' e de apoio lateral 27,27' constituírem parte do pro-cesso. Mais especificamente, considerando que, estes machos são coloca-dos de maneira solta sobre o molde, tampa 1 '3 e molde fundo 1'4, o materialfundido ao escoar ao redor dos mesmos, pode fazer com que se movam,saindo de sua posição, ou, ainda, preencher o vão entre eles.However, it is from this stage that the disadvantages of the state of the art process derive, which are due to the fact that the lateral decavity 28,28 'and lateral support 27,27' males are part of the process. More specifically, considering that these taps are loosely placed over the mold, cap 1 '3 and bottom mold 1'4, the melt flowing around them can cause them to move out of position. or fill the gap between them.

Desse modo, caso um macho saia de sua posição normal duran-te o vazamento do material fundido, o resultado após o esfriamento destematerial é o aparecimento de um defeito denominado desencontro, que con-siste em uma irregularidade entre a geometria do volume dos moldes docomponente. Assim, tendo em vista que os moldes do componente fundido,depois do metal esfriar, devem ser coincidentes, não somente por uma ques-tão de aspecto visual, mas também pela própria funcionalidade vinculada àsua geometria, um fenômeno como o do desencontro é por vezes incorrigí-vel, mesmo após uma etapa de acabamento, podendo condenar o compo-nente à inutilidade.Thus, if a male leaves its normal position during casting of the molten material, the result after cooling of this material is the appearance of a defect called mismatch, which consists of an irregularity between the volume geometry of the component molds. . Thus, given that the molds of the molten component, after the metal cools, must be coincident, not only for a visual aspect, but also for the functionality itself linked to its geometry, a phenomenon such as mismatch is sometimes incorrigible, even after a finishing step, and may condemn the component to uselessness.

No caso do metal escoar por entre os vãos formados pela dis-tância entre os machos, uma trabalhosa etapa de acabamento é necessáriadevido à maciça presença de rebarbas no componente já fundido. Dessemodo, em vista de contornar este fato, o processo da presente invenção su-prime os machos de cavidade lateral 28,28' e os machos de apoio lateral27,27' (uma vez que a presença destes, como já visto, traz ao processo umasérie de desvantagens).In the case of metal seeping through the gaps formed by the distance between the taps, a laborious finishing step is necessary due to the massive presence of burrs in the already cast component. Thus, in order to circumvent this fact, the process of the present invention suppresses the lateral cavity males 28,28 'and the lateral support males27,27' (since their presence, as already seen, brings to the process a number of disadvantages).

Ainda com relação ao processo do estado da técnica, realizar afundição do componente fundido com um grande número de machos geraum risco de inclusões não metálicas também grande, isto é, a probabilidadede que os machos sofram erosão, misturando a areia que os constituem aomaterial fundido que escoa dentro do molde é aumentada. Estas inclusõespodem promover um enfraquecimento da peça, podendo resultar mais facil-mente, em uma fratura em uma parede do componente fundido sob elevadasolicitação mecânica.Still with respect to the state of the art process, casting the molten component with a large number of males creates an equally high risk of non-metallic inclusions, that is, the probability that males will erode by mixing the sand that constitutes them with the molten material seeps into the mold is increased. These inclusions may promote weakening of the part and may more easily result in a fracture in a wall of the molten component under high mechanical request.

Por outro lado, o processo de fundição da presente invenção,sem a utilização dos machos de cavidade lateral 28,28' e os machos de a-poio lateral 27,27', e ainda sem a disposição de machos no molde tampa(não ilustrado), resulta em um componente fundido provido das seguintesvantagens:On the other hand, the casting process of the present invention, without the use of side cavity taps 28,28 'and side support taps 27,27', and without the arrangement of taps in the lid mold (not shown ) results in a cast component with the following advantages:

1) uma substancial redução de desencontros, pois o número demachos de uma maneira global estará diminuído, implicando, assim, emuma menor possibilidade de que desencontros ocorram;1) a substantial reduction in mismatches, as the number of chips overall will be reduced, thus implying a lower possibility of mismatches;

2) uma significativa redução de rebarbas, uma vez que não maishaverá a possibilidade do material fundido escoar no vão entre os machosde cavidade lateral 28,28' e os machos de apoio lateral 27,27', porque elessimplesmente não são mais utilizados;2) a significant reduction in burrs, since there will no longer be the possibility that molten material will flow into the gap between the lateral cavity males 28,28 'and the lateral support males 27,27', because they are simply no longer used;

3) redução de inclusões não metálicas, considerando que o nú-mero de machos é reduzido, ou seja, as fontes que induzem este erro (ma-chos) é reduzida;3) reduction of non-metallic inclusions, considering that the number of males is reduced, that is, the sources that induce this error (machos) are reduced;

4) melhora da sanidade interna do fundido, obtida através su-pressão dos machos de cavidade lateral 28,28' e os machos de apoio lateral27,27', da inversão das caixas de moldagem no processo de fundição e daconseqüente alteração dos machos devido à supressão dos acima descritos;4) improvement of the internal health of the melt, obtained by suppression of the lateral cavity males 28,28 'and the lateral support males27,27', of the inversion of the molding boxes in the casting process and the consequent alteration of the males due to deletion of those described above;

5) melhor aspecto superficial tendo em vista que os machos decavidade lateral 28,28' e os machos de apoio lateral 27,27' são suprimidosde modo que não há a possibilidade de que o material fundido escoe entreestes machos, reduzindo as rebarbas e garantindo a melhoria no aspectosuperficial; e5) better surface appearance given that lateral decavity males 28,28 'and lateral support males 27,27' are suppressed so that there is no possibility that molten material will flow between these males, reducing burrs and ensuring improvement in surface aspects; and

6) melhoria das condições dimensionais da lateral fundida devi-do à eliminação das variações causadas pelos machos, evitando retrabalhose sucateamento das peças.6) Improvement of the dimensional conditions of the cast side due to the elimination of variations caused by the males, avoiding reworking and scrapping of the parts.

Ademais, não é preciso alterar drasticamente a estrutura físicado modelo de fundição ou, ainda, realizar grandes mudanças no processo defundição já conhecido, tornando o componente fundido produzido atravésdesta invenção extremamente vantajoso do ponto de vista econômico.Moreover, it is not necessary to drastically alter the foundry model physical structure or to make major changes in the known casting process, making the cast component produced by this invention extremely economically advantageous.

(vii) - Desmoldaaem(vii) - Unmold

Depois de vazar o material fundido através do molde, é necessá-rio, primeiramente, esperar este material esfriar e solidificar para que, então,seja realizada a desmoldagem.After casting the molten material through the mold, it is first necessary to wait for this material to cool and solidify before demolding can take place.

Nesta etapa, o componente fundido, após o vazamento, é retira-do do molde, e consequentemente são retirados os machos, sendo impor-tante atentar o cuidado que deve ser dado à retirada dos machos para nãorestar resíduos da areia nas posições internas da peça fundida.At this stage, the molten component, after pouring, is removed from the mold, and consequently the males are removed, and it is important to pay attention to the care that must be taken to remove the males not to rest sand residues in the internal positions of the part. fused.

(viii) - Acabamento(viii) - Finishing

Depois da peça ser retirada do molde é preciso que uma etapade acabamento seja executada para eliminar eventuais imperfeições superfi-ciais que a peça possa ter.After the part is removed from the mold, a finishing step must be performed to eliminate any surface imperfections that the part may have.

Uma destas imperfeições é a rebarba, que, em muitos casos, égerada pelo vazamento de material fundido através dos canais de vazamen-to e de respiração ou, ainda, pelo espaço existente entre os machos coloca-dos no molde e inserção da liga vazada em eventuais fraturas que ocorramno molde. No caso do processo de fundição da presente invenção a remo-ção de rebarbas executada é bastante reduzida se comparada ao processoda técnica anterior, considerando que a retirada dos machos de cavidadelateral 28,28' e os machos de apoio lateral 27,27' e a inversão das caixas demoldagem, reduzem significativamente a ocorrência de rebarbas. Mesmoassim, é necessário retirar algumas rebarbas, um processo de usinagem, ououtro qualquer conhecido, pode ser realizado no componente.One of these imperfections is the burr, which in many cases is generated by the casting of molten material through the leaking and breathing channels or by the gap between the males in the mold and insertion of the cast alloy into the casting. any fractures that occur in the mold. In the case of the casting process of the present invention the removal of burrs performed is quite reduced compared to the prior art process, considering that the removal of the lateral cavity males 28,28 'and the lateral support males 27,27' and the inversion of demolding boxes significantly reduces the occurrence of burrs. Even so, it is necessary to remove some burrs, a machining process, or any other known, can be performed on the component.

Mesmo sem as rebarbas, ainda pode restar areia e algumas pe-quenas deformações físicas no componente fundido, as quais são retiradasatravés da utilização de escovas de aço, tanto manuais como rotativas, lixasou, se for o caso, jatos de areia. Ainda, outros procedimentos de acabamen-to podem ser utilizados tais como, tratamentos térmicos caso seja necessá-rio conferir características especiais à peça, o preenchimento por solda eainda a retificação, para obter um grau elevado de precisão dimensional nalateral do truque.Even without the burrs, there may still be sand left and some minor physical deformations in the molten component, which are removed by using both hand and rotating steel brushes, sanding or, where appropriate, sandblasting. In addition, other finishing procedures may be used such as heat treatments if it is necessary to impart special characteristics to the part, fill by welding and even grinding to obtain a high degree of nalateral dimensional accuracy of the bogie.

2) Modelo de fundição2) Casting model

No modelo de fundição tampa 1'2 do estado da técnica, o espa-ço do furo bordeado 91 do interior do qual se projeta o elemento de forma-ção de cavidade 92 e o outro espaço do arco côncavo bordeado 81 do qualtambém se projeta o sexto elemento de formação de cavidade 82, geramcavidades para acomodação do macho central tampa 24, e dos machos deapoio lateral 27,27' para o 1o macho tarugo (26), quando da confecção do 1omolde tampa 1'3.In the prior art casting model 1'2 the embroidered hole space 91 from which the cavity forming member 92 is projected and the other embroidered concave space 81 from which the projection is also projected. sixth cavity forming member 82 generates cavities for accommodating the central cap male 24, and the side support males 27,27 'to the first billet male (26), when making the first lid mold 1'3.

Ademais, um oitavo elemento formador de cavidade 111, gerauma cavidade para acomodação do macho de porção lateral 25.In addition, an eighth cavity forming member 111 generates a cavity for accommodating the side portion male 25.

Assim, considerando que as regiões centrais, as primeira, se-gunda e terceira regiões laterais não podem ter estas cavidades preenchidascom o material de fundição a ser escoado, o modelo de fundição 1 do estadoda técnica prevê a colocação dos machos central tampa 24 e dos machos deapoio lateral 27,27' gerando, consequentemente, um processo cujo produtofinal, neste caso o componente fundido, tem maior probabilidade de possuiruma série de imperfeições.Thus, considering that the central regions, the first, second and third lateral regions cannot have these cavities filled with the casting material to be drained, the state-of-the-art casting model 1 provides for the placement of the central cap 24 and lateral support males 27,27 ', thus generating a process whose final output, in this case the molten component, is most likely to have a number of imperfections.

O estado da técnica descreve que, para o molde fundo 1'4, oespaço do furo bordeado 41 é preenchido pelo primeiro elemento formadorde cavidade 42 que se projeta do interior do mesmo, o espaço do arco côn-cavo bordeado 31 é preenchido pelo segundo elemento de formação de ca-vidade 32 do qual também se projeta do interior e, ainda, pelo terceiro ele-mento formador de cavidade 33, gerando cavidades para acomodação dosmachos central fundo 23 e de cavidade lateral 28,28' quando da fabricaçãodo molde.The prior art describes that for the deep mold 1'4, the space of the embroidered hole 41 is filled by the first cavity forming member 42 projecting from the interior thereof, the space of the embroidered concave arch 31 is filled by the second element cavity 32 from which it also protrudes from within and further through the third cavity forming member 33, generating cavities for accommodating the central bottom 23 and lateral cavity 28,28 'mats when fabricating the mold.

Assim, considerando que a região central e as regiões lateraisnão podem ter estas cavidades preenchidas com o material de fundição aser escoado, o modelo de fundição 1 do estado da técnica prevê a coloca-ção dos machos central fundo 23 e de cavidade lateral 28,28', gerando, con-sequentemente, um processo cujo produto final, neste caso o componentefundido, possui uma série de imperfeições.Thus, considering that the central region and the lateral regions cannot have these cavities filled with the molten material to be drained, the prior art casting model 1 provides for the placement of the central deep 23 and lateral cavity 28,28 Consequently, it generates a process whose final product, in this case the molten component, has a number of imperfections.

Neste tocante, a presente invenção suprime estes elementosformadores de cavidades do modelo de fundição 1, provendo, deste modo,um novo modelo de fundição 2, além de um renovado processo de fundiçãocujo produto final reveste-se de significativas vantagens frente ao estado datécnica.In this regard, the present invention suppresses these cavity forming members of casting model 1, thereby providing a new casting model 2, in addition to a renewed casting process whose final product has significant advantages over the technical state.

Com relação ao modelo de fundição, para sanar os problemasencontrados no estado da técnica, o modelo de fundição 2 da presente in-venção descreve ainda a inversão dos modelos com a finalidade de suprimiro terceiro elemento de formação de cavidade 33, o primeiro elemento forma-dor de cavidade 42, o sétimo elemento formador de cavidade 83 e o quintoelemento formador de cavidade 92, para que não seja necessária a utiliza-ção dos aludidos machos de cavidade lateral 28,28' e de apoio lateral 27,27'no processo de fundição, visando as já propaladas vantagens de substancialredução de desencontros, significativa redução de rebarbas, redução de in-clusões não metálica, melhoria na sanidade interna do fundido, aspecto su-perficial e das condições dimensionais, evitando retrabalhos e sucateamentode peças defeituosas.With respect to the foundry model, to remedy the problems encountered in the prior art, the foundry model 2 of the present invention further describes the inversion of the models for the purpose of suppressing the third cavity forming element 33, the first forming element. 42, the seventh cavity forming member 83 and the fifth cavity forming member 92, so that the use of the 28,28 'side and side support 27,27' male cavities is not necessary in the process of smelting, aiming at the already stated advantages of substantial reduction of mismatches, significant reduction of burrs, reduction of non-metallic inclusions, improvement in the internal health of the melt, surface appearance and dimensional conditions, avoiding rework and scrapping of defective parts.

3) Componente fundido3) Cast component

A presente invenção também prevê um componente fundido cujacaracterística principal é o-fato de ter sido produzida de acordo com o pro-cesso de fundição da presente invenção e é preferencialmente uma caixa detransmissão.The present invention also provides a cast component whose main feature is that it has been produced in accordance with the casting process of the present invention and is preferably a transmission housing.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, de-ve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possí-veis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações, aíincluídos os possíveis equivalentes.Having described an example of a preferred embodiment, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations and is limited only by the content of the claims, including the possible equivalents thereof.

Claims

1. Casting process of a cast component, comprising the following steps: (i) Fabrication of at least one model, comprising the manufacture of a two-part casting model substantially similar to that of a component. (ii) Making at least two molds, one bottom mold (2'3) and a cover mold, step (iii) Making of the melt component, comprising the Manufacture of: a central cap male (35); a deep central male (30); a side portion male (36); a billet male (29); step (iv) Male placement (35,30,36,29 ) in the mold comprising the positioning of the males fabricated in step (iii) on the deep mold (2'3), wherein: the billet male (29) is disposed in the mold; the deep central core (30) is disposed in the mold; the central cap male (35) is disposed on the central central tap (30); the side portion male (36) is disposed on the front (v) Closing the bottom molding boxes (2'3) and cap, step (vi) casting molten material, comprising filling the mold with the males placed in step (iv) and after step (v) with molten material, step (vii) demoulding, comprising the removal of the cooled, solidified piece by the casting of molten material from step (vi), the process being characterized by the fact that in step (ii) the deep model (2'3) is manufactured in such a way as to suppress the need for the use of lateral cavity mats and lateral support taps.

Process according to Claim 1, characterized in that there are no males disposed in the lid mold.

Process according to claim 1, characterized in that step (ii) comprises the insertion of the casting models into molding boxes and the subsequent removal of these casting models from said molding boxes after filling with sand. of molding and its compaction.

Process according to Claim 1, characterized in that step (iii) comprises the manufacture of two side portion (37,37 ') males.

A method according to claim 1, characterized in that in step (iv) it comprises positioning the side portion (37,37 ') males over the side portion (36) and ahead of the deep central core (30), over the deep mold (2'3).

Process according to Claim 1, characterized in that step (iv) comprises the face-to-face placement of the molds generated in step (ii) and after step (iv), forming the cavity. Total generated by insertion of the part into the mold box, the molding boxes receive side seals to prevent their opening in the next step.

Process according to Claim 1, characterized in that it comprises a finishing step (viii) comprising surface treatment of the molten component obtained by steps (i) to (vii).

Fused component, characterized in that it is obtained according to the process as defined in claims 1 to 7.