BRPI1003482A2

BRPI1003482A2 - aperfeiÇoamento introduzido em molde para fabricaÇço de tarugos

Info

Publication number: BRPI1003482A2
Authority: BR
Inventors: Benedito Gilberto Gomes
Original assignee: Alubillets Aluminio S A
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2013-01-08

Abstract

APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇAO DE TARUCOS, sendo o referido molde compreende um corpo de molde (1) , peça que apresenta uma base recangular (lA) , dotada com uma projeção concêntrica (lB) , a qual é circundada por sua vez por um canal (1C) dica projeção concêntrica (lE) incorpora na sua face excerna (1D) um conjunco de canais coaxiais (lE) ; o corpo do molde (1) inclui ainda um conduto vertical (lF) , o qual mantém comunicação com um conduto coaxial (10) produzido ao longoda sua projeção concêntrica (lB) ; o presente molde inclui cambém um anel (3) , bem como uma tampa (2) , peça que apresenta uma configuração de um bloco anelar, o qual define em seu interior um espaço ou câmara (2A) que é complementada em parte pela face externa (lD) do corpo do molde (1) ; o molde ora tracado inclui ainda uma placa de transição (4) , aqual fica montada internamente na projeção concêntrica (lE) do corpo do molde (1) ; a tampa (2) cem a sua vedação em relação ao corpo do molde (1) definida pelo emprego de um anel oring (9) , o qual fica alojado no canal (lC) previsto ao redor da pro]eção concêntrica (13) do corpo do molde (1)

Description

"APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS".

O presente relatório

descritivo trata de uma Patente de Invenção que propõe um molde para fabricação contínua de tarugos, o qual apresenta uma solução de projeto mais aperfeiçoada quando comparada aos moldes- pertencentes ao estado da técnica. Dito molde para fabricação de tarugos de alumínio apresenta um -número- menor de peças, um custo global proporcionalmente menor e exige, para o seu funcionamento, uma quantidade menor de líquidos, tal como água é óleo.

Como é do conhecimento geral, os tarugos metálicos, notadamente os fabricados em alumínio são moldados de forma contínua, fato esse que simplifica o processo produtivo e barateia os custos para a fabricação desse tipo de artigo.

Especificamente com relação ao alumínio, o tarugo é formado dentro de um molde especificamente configurado para, por um lado receber o alumínio derretido e por outro lado resfriar e dar forma à essa massa de alumínio a qual, ao passar pelo interior do molde, assume a configuração de um bloco maciço de seção transversal circular, ou melhor dizendo, assume a configuração de um tarugo típico, o qual vai sendo formado e continuamente expelido do interior do molde na medida em que mais alumínio líquido (derretido) é alimentado.

O alumínio a ser convertido em tarugos é usualmente proveniente de sucata que é derretida em um forno específico, o qual ao ser atingida a temperatura adequada, direciona o alumínio líquido para a estrutura do molde como um todo , estrutura essa que compreende, por um lado- um recipiente em. que o alumínio fica depositado antes de passar pelo molde, enquanto que pelo outro lado da mencionada estrutura está montado o molde propriamente dito, o qual é inicialmente obstruído por uma peça de alumínio que tem por finalidade tamponar o molde até que o alumínio em seu interior seja resfriado e possa assumir uma consistência física mais sóiida,momento em que passa a dar continuidade na geração da estrutura do tarugo.

No presente caso o tipo de molde em questão opera em conjunto com uma máquina de vazamento horizontal, também conhecida como HDC.

0 estado da técnica atual compreende um modelo de molde que é caracterizado por apresentar um meio de interface para contato indireto entre a água de resfriamento e a estrutura que entra em contato com a massa de metal fluído, a qual, pela sua construtividade, mostra-se pouco eficiente.

O estado da técnica atual é definido por ainda por um modelo de molde tal como o tratado no documento MU8700954 desenvolvido pelo ora requerente, o qual constituiu um avanço em relação aos moldes então existentes na medida em que promoveu uma simplificação do projeto com ganhos diretos em termos de barateamento dos custos de fabricação.

De modo geral, no que diz respeito ao mencionado modelo de molde tratado no documento acima citado o ora requerente percebeu que sua estrutura poderia ser ainda mais aperfeiçoada no sentido de diminuir o número de componentes do molde e melhorar suas características técnicas e funcionais.

Diante do estado da técnica acima descrito foi' desenvolvido o.presente pedido de patente de invenção que trata de um aperfeiçoamento introduzido em molde para fabricação de tarugos, o qual apresenta uma solução de projeto ainda mais eficiente e capaz de produzir tarugos com melhor qualidade.

O molde ora tratado, tal como ocorre com os moldes já existentes opera em conjunto com uma máquina de vazamento horizontal, também conhecida como HDC, sendo o referido molde um dispositivo cuja finalidade é permitir a solidificação do alumínio líquido no seu interior, de forma controlada de maneira tal que o produto resultante desta solidificação, ou moldagem, seja uma barra cilíndrica que pode variar de 3 (três) a 15 (quinze) polegadas de diâmetro e de comprimento diversos.

O molde ora tratado é composto por cinco partes principais e seis partes comerciais, conforme indicados na tabela abaixo, configurando uma peça de simplicidade relativa e que pode ser produzida em larga escala.

O molde aqui descrito é refrigerado por água que tem por finalidade reduzir a temperatura das paredes do molde e reduzir a temperatura da massa de alumínio envolvida na conformação/moldagem.

O processo de confor- mação/solidificação do alumínio no molde ocorre mediante a alimentação do alumínio liquido ao interior do molde por efeito de gravidade e passa pelo furo da placa de transição, a qual tem a finalidade de isolar termicamente a região de solidificação -do metal líquido de forma .a permitir que a solidificação do alumínio ocorra na "face do"anel· de—grafite.

O alumínio líquido ao passar pela placa de transição inicia o contato com o anel de grafite com porosidade controlada, encontra uma camada de óleo de mamona na superfície do anel de grafite sendo a sua função evitar que o metal grude nesta parede.

Neste ponto, o alumínio com menor temperatura, devido a refrigeração do molde se solidifica nos primeiros 5mm do anel de grafite, iniciando a solidificação do metal que prossegue no interior da massa de metal até que se obtenha uma região totalmente sólida. O metal sólido é então sacado do molde pela máquina denominada HDC. No instante seguinte o processo de enchimento do molde e de solidificação se repete e assim acontece sucessivamente formando o tarugo de alumínio.

Estes tarugos são

posteriormente cortados em comprimentos predeterminados pela máquina HDC e são produzidos sucessivamente em modo cont ínuo.

O presente pedido de patente aborda um modelo de molde para fabricação de tarugos, o qual poderá ser melhor entendido em todos os seus particulares através das figuras abaixo relacionadas, as quais: a figura 1 ilustra uma vista em perspectiva explodida do molde ora tratado;

a figura 2 ilustra uma vista frontal do molde em questão

estando o mesmo totalmente montado; e a figura 3· - ilustra uma vista em corte tal como o indicado pela linha de corte A-A da figura -2\

De conformidade com o quanto IO ilustram as figuras acima relacionadas, o aperfeiçoamento introduzido em molde para fabricação de tarugos objeto desta patente de invenção é definido por um corpo de molde 1, peça que apresenta uma base retangular IA, dotada com uma projeção concêntrica IB, a qual é circundada por sua vez por um canal 1C, dita projeção concêntrica IB incorpora na sua face externa ID um conjunto de canais coaxiais IE.

O corpo do molde 1 inclui ainda um conduto vertical IF, o qual mantém comunicação com um conduto coaxial IG produzido ao longo da sua projeção concêntrica 1B, dito sistema de condutos IF e IG prestam-se a servir de meio de condução de fluído (água/óleo) que é encaminhado a um par de pequenos condutos IH e II, sendo o primeiro (IH) voltado para cima com relação à projeção concêntrica IB, enquanto que o segundo (II) é voltado em sentido diametralmente oposto, ficando direcionado â região de montagem de um anel 3, o qual será especificamente descrito a seguir.

O citado anel de grafite 3 é uma peça que atua na conformação do alumínio líquido, tendo por finalidade resfriar o alumínio líquido na sua superfície, já nos primeiros 5mm parte superior, procedendo assim a solidificação controlada da massa de metal líquido e permitir que o resultado da solidificação seja uma superfície sólida, do tarugo, sem descontinuidades, com benefícios para- a posterior .deformação, na extrusão. A matéria-prima" do anel 3 foi desenvolvida - especialmente para este fim e foi fabricada còm porosidade controlada de forma a permitir que o óleo (óleo de mamona) flua através do poros formando uma pequena película muito fina de óleo permitindo a fácil desmoldagem do alumínio.

O anel de grafite 3 foi desenhado de forma que o óleo flua uniformemente através de seus poros em toda sua superfície.

O corpo do molde 1 constitui a peça de fechamento superior do molde, que fecha o molde formando a câmara da água 2A é produzida em alumínio, liga AA6351, e serve também para formar um ângulo de 20 graus na saída da água sobre o tarugo em formação.

O referido corpo tem ainda a função de manter o conjunto do molde fixo e compacto, direcionar o fluxo de água para fora do molde com um ângulo de 20 graus em relação ao tarugo para um perfeito resfriamento dos tarugos.

O molde em questão compreende ainda uma tampa 2, peça que apresenta uma configuração de um bloco anelar, o qual define em seu interior um espaço ou câmara 2A que é complementada em parte pela face externa ID do corpo do molde 1, dita tampa 2 inclui ainda duas vias de circulação de água para resfriamento, as quais são indicadas pelas referências 2B e 2C, cada uma das quais sendo complementada por espigão roscado 10.

Internamente à tampa 2 é montado o já citado anel 3 produzido em grafite, dito anel 3 -inclui-, em., sua face · externa 3Ar ..canais conLornantes 3B, os quais ficam voltados contra a face de contato prevista na face interna da projeção concêntrica 1B, ditos canais contornantes 3B ficam voltados também na direção do conduto II que integra o sistema de condutos previstos no corpo do molde 1.

A tampa 2 é parte do módulo de resfriamento, posto que esta peça, em conjunto com o corpo 1 forma a câmara (indicada pela referência 2A) , onde circula água sob pressão.

O formato desta peça permite que a água seja distribuída igualmente ao longo do perímetro do tarugo de forma a resfriar homogeneamente todo o tarugo com um gradiente de temperatura constante.

A tampa 2 é confeccionada em alumínio, liga AA6351, e tem por função dela permitir a circulação da água pela sua parte externa resfriando assim o molde, a massa de alumínio líquida que se encontra no interior deste molde e o anel de grafite 3 onde se processa •a solidificação do alumínio, bem como permitir a distribuição de óleo para lubrificação no processo de desmoldagem, devido a mesma ser acoplada ao anel de grafite 3 . A tampa 2 apresenta ainda a função de servir de alojamento do anel de grafite 3, mantendo ainda relação de montagem com o corpo I1 o já citado anel de grafite 3, e a placa de transição 4 de forma a manter estruturalmente o molde. Outra função da tampa 2 é a de direcionar o fluxo de água para fora do molde com um ângulo de 2 0 graus em relação ac carugo para um perfeito resfriamento do-mesmo.

O modelo de molde aqui apresentado prevê ainda um componente denominado como placa de transição, a qual é indicada pela referência numérica 4, dita placa de transição 4 fica montada internamente na projeção concêntrica IB do corpo do molde 1.

A placa de transição 4 incorpora, em sua face voltada para o interior do molde, uma cavidade troncônica 4A, a qual incorpora, de forma

excêntrica, uma passagem 4B, através da qual o alumínio líquido adentra ao molde.

A placa de transição 4 é montada contra o corpo do molde 1 através de um anel metálico 5, o qual, através de parafusos 8, é montado contra a região posterior do corpo 1, local onde é prevista uma cavidade anelar 1J.

A placa de transição 4 é constituída de um material cerâmico (composta de carbonato de cálcio ligados a outros materiais cerâmicos) e tem a função de manter o alumínio líquido na câmara do molde até que o mesmo tenha contato com o anel de grafite e se solidifique. Seu desenho foi desenvolvido de forma que o metal tenha contato nos primeiros 5mm do anel de grafite.

Ainda com respeito ao anel metálico 5, este é um componente feito em aço que se ■encaixa no corpo do molde 1 fixando e forçando a placa de transição contra o anel de grafite que com a utilização de selantes químicos permite uma boa junção entre as peças.

Ainda com. respei to - à tampa -2., esta é montada contra o corpo do molde 1 através de um conjunto de arruelas 7 e correspondentes parafusos 6, sendo estes últimos suficientemente compridos para atravessar a tampa 2 atingindo então a base retangular IA do corpo do molde 1.

A vedação entre a tampa 2 e o corpo do molde 1 é obtida pela previsão de um anel oring 9, o qual fica alojado no canal IC previsto ao redor da projeção concêntrica IB do corpo do molde 1.

Ainda com respeito à base retangular IA, esta recebe a montagem de uma união 11, a qual permite a conexão de uma tubulação (não ilustrada) que serve de via de entrada óleo que é alimentado ao sistema de condutos 1F, 1G, IH e II que integram o corpo 1.

O molde ora tratado opera a partir do recebimento do alumínio líquido que adentra ao mesmo através da passagem 4B prevista na placa de transição 4, sendo que ao chegar nesse local encontra uma peça de alumínio (não ilustrada) que é utilizada para fechar temporariamente o molde durante o início da produção do tarugo.

O alumínio líquido tende então a preencher o interior do molde, entrando em contato com o anel de grafite e sendo resfriado pelo fato de que ao redor do mencionado anel de grafite 3 circula água que adentra e sai da tampa 2 preenchendo o espaço ou câmara 2A e circulando através das vias 2B e 2C.

Concomitante.^, a esse______a____ essa...

circulação de água é admitido óleo no interior do molde -10 através da união 11, chegando esse óleo através do sistema de condutos 1F, 1G, IH e II, de onde contorna o anel de grafite com a função de refrigerar o mesmo enquanto a água ocupa a câmara 2A, de onde sai através dos canais IE providos ao redor da face externa ID da projeção

concêntrica IB do corpo do molde 1.

O fluxo de água acima citado sai do molde na periferia do tarugo em formação, mais especificamente no trecho de proximidade entre o anel de grafite 3 e a borda 2D.

Claims

1. "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS", sendo o referido molde caracterizado pelo de compreender um corpo de molde (1) , peça que apresenta uma base retangular (IA) , dotada com uma projeção concêntrica (IB) , a qual é circundada por sua vez por um canal (IC) , dita projeção concêntrica (IB) incorpora na sua face externa (ID) utn conjunto de, canais.__coaxiais. (IE); o corpo do molde (1) inclui ainda um conduto vertical (IF) , o qual mantém comunicação com um conduto coaxial (IG) produzido ao longo da sua projeção concêntrica (IB) , dito sistema de condutos (IF) e (IG) presta-se a servir de meio de condução de fluído (água e do óleo) que é encaminhado a um par de pequenos condutos (IH) e (II) , sendo o primeiro (IH) voltado para cima com relação à projeção concêntrica (IB) , enquanto que o segundo (II) é voltado em sentido diametralmente oposto, ficando direcionado à região de montagem de um anel (3) ; o molde em questão compreende ainda uma tampa (2), peça que apresenta uma configuração de um bloco anelar, o qual define em seu interior um espaço ou câmara (2A) que é complementada em parte pela face externa (ID) do corpo do molde (1), dita tampa (2) inclui ainda duas vias de circulação de água para resfriamento, as quais são indicadas pelas referências (2B) e (2C) , cada uma das quais sendo complementada por espigão roscado (10) ,- internamente à tampa (2) é montado o já anel (3); o presente molde inclui ainda uma placa de transição (4), a qual fica montada internamente na projeção concêntrica (IB) do corpo do molde (1) , dita placa de transição (4) incorpora, em sua face voltada para o interior do molde, uma cavidade troncônica (4A) , a qual incorpora, de forma excêntrica, uma passagem (4B) , através da qual o alumínio líquido adentra ao molde,· a placa de transição (4) é montada contra o corpo do molde (1) através de um anel metálico (5) , o qual, através de parafusos (8), é montado contra a região posterior do corpo (1) , local onde é prevista uma cavidade anel ar (U) ; .a base retangular (IA) recebe a montagem de uma união (11) , a qual permite a conexão de uma tubulação que serve de via de entrada do óleo que é alimentado ao sistema de condutos (IF) , (IG) , (IH) e (II) que integram o corpo (1) .

2. . "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado pelo fato de que o corpo do molde (1) constitui a peça de fechamento superior do molde, a qual fecha o molde de modo a formar a câmara da água (2A) ; o corpo do molde (1) forma um ângulo de 2 0 graus na saída da água sobre o tarugo- em formação.

3. . "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS", segundo o reivindicado em 1, caracterizado pelo fato de que o anel de grafite (3) atua na conformação do alumínio líquido, tendo por finalidade resfriar o alumínio líquido na sua superfície procedendo assim a solidificação controlada da massa de metal líquido; a matéria-prima do anel (3) apresenta um índice de porosidade controlada de forma a permitir que o óleo (óleo de mamona) flua através do poros formando uma película muito fina de óleo e permitindo a desmoldagem do alumínio; o anel (3) inclui, em sua face externa (3A) , canais contornantes (3B), os quais ficam voltados contra a face de contato prevista na face interna da projeção coricêntrica (IB) , ditos canais contornantes (3B) ficam voltados também na direção do conduto (II) que integra o sistema de condutos previstos no corpo do molde (1).

4. "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO, EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado pelo fato de que a tampa (2) é parte do módulo de resfriamento uma vez que em conjunto com o corpo (1) forma a câmara (2A), onde circula água sob pressão; dita tampa (2) é produzida em alumínio, preferivelmente liga AA6351, dita tampa além da função de permitir a circulação da água pela sua parte externa resfriando assim o molde, a massa de alumínio líquida que se encontra no interior deste molde e o anel de grafite (3) onde se processa a solidificação do alumínio, atua também para permitir a distribuição de óleo para lubrificação no processo de desmoldagem; a tampa (2) é montada contra o corpo do molde (1) através de um conjunto de arruelas (7) e correspondentes parafusos (6), sendo estes últimos dimensionados para atravessar a tampa (2) atingindo então a base retangular (IA) do corpo do molde (1) ; dita tampa (2) tem a sua vedação em relação ao corpo do molde (1) definida pelo emprego de um anel oring (9), o qual fica alojado no canal (IC) previsto ao redor da projeção concêntrica (IB) do corpo do molde (1) .

5. "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS", de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado pelo fato de que a placa de transição (4) é constituída de material cerâmico.

6. "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM MOLDE PARA FABRICAÇÃO DE TARUGOS" , de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado pelo fato de que a pica de transição é fixada mediante empreg_o_ de um. anel metálico (5) , o qual é um componente feito em aço que se encaixa no corpo do molde (1) fixando e forçando a placa de transição (4) contra o anel de grafite (3) .