This diploma thesis deals with the creation of penetration of cast iron with graphite casting cast into bentonite molds. In the first part of the thesis is theoretically described the formation of penetration, its main causes, consequences and the elimination of this defect. The second part analyzes the causes of the defect with the Minitab statistical software and shows the possible connections of the input materials to the occurrence of the defect. Next, the experimental finding of the cause of the defect, which is focused on the measurement of the pressures in the form of the casting, is devoted to it.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo Vanessa Mais do Amaral.pdf: 96205 bytes, checksum: 79515eecc52116cd10d77e7e7c8fc625 (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study of the packing of the green sand molds has become increasingly important over the recent years due to the demand for castings of greater dimensional accuracy. Another reason is the growth of products with complex geometry, increasing the need for molds with higher degree of compression across the model profile. In this work, the packing was quantified by measuring the resistance (N / cm ²) of molds, made with different molding technologies. The resistance values of molds manufactured in a high pressure, without air flow molding machine and a jolt squeeze molding machine were compared, using a model of the same geometry. Another experiment tried to quantify the impact of the compaction parameters such as pressure, time of compression and time of air flow, over the resistance measured on a mold made in an air flow squeeze molding machine. Another goal was to measure the influence of molding sand on the packing, through the flowability tests TNO and Orlov. It has been found that castings made on the high pressure machine without air flow, have greater resistance on regions of easy compression, but complex geometry models tend to be more likely to porosities in the mold when compared to jolt squeeze machines. It was also observed that the pre-compression by air flow increases the packing in the most critical regions of the mold. Regarding the method TNO, it is possible to verify that the flowability decreases with increasing compactability of the molding sand, but has no correlation with the variations in the bentonite level. When it comes to the Orlov flowability, it is reduced when it is applyed mixtures with high compactibility, high levels of natural sodium bentonite, finer sand and longer mixing time. / O estudo do adensamento dos moldes em areia a verde tornou-se cada vez mais importante ao longo dos últimos anos em função da procura por peças fundidas de menor variação dimensional. Outro motivo é o crescimento de produtos com geometria complexa aumentando a necessidade de obter moldes com alto grau de compactação em todo o perfil do modelo. Neste trabalho, o adensamento foi quantificado através de medições da resistência (N/cm²) dos moldes confeccionados em diferentes tecnologias de moldagem. Foram confrontados os valores de resistência dos moldes confeccionados em uma máquina de alta pressão sem fluxo de ar e uma máquina de vibração compressão utilizando um modelo de mesma geometria. Outro experimento procurou quantificar o impacto dos parâmetros de compactação como a pressão, tempo de compressão e o tempo de fluxo de ar sobre a resistência medida em moldes confeccionados em uma máquina de alta pressão com fluxo de ar. Objetivou-se também medir a influência da areia de moldagem sobre o adensamento através dos ensaios de fluxibilidade TNO e Orlov. Verificou-se que os moldes confeccionados na máquina de alta pressão sem fluxo de ar possuem maior resistência nas regiões de fácil compactação, mas que em modelos de geometria complexa tendem a apresentar maior tendência às porosidades no molde quando comparado às máquinas de vibração - compressão. Observou-se também que a pré-compactação por fluxo de ar aumenta significativamente o adensamento nas regiões mais críticas do molde. Com relação ao método TNO, é possível verificar que a fluxibilidade diminui com o aumento da compactabilidade da areia de moldagem, mas não possui correlação com as variações no teor de bentonita. Porém a fluxibilidade Orlov é reduzida quando se aplica misturas contendo alta compactabilidade, alto teor de bentonita sódica natural, areias mais finas e maior tempo de mistura.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josiane Carneiro Souza.pdf: 4154319 bytes, checksum: dcde979ba587a2471aa62c75df7e7827 (MD5) Previous issue date: 2012-12-19 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The manufacture of metal parts by molding and molded by the process in the green sand (sand base crowded with clay) is widespread in industries for its low cost and operational flexibility. A major advantage is that the materials can be reused in new molding cycles. However, when the liquid metal comes in contact with the mold, causes disabling clay locally, generating inert materials that focus on the sand and limit long cycles of reuse. Thus, there are surplus sands by adding new primary materials and the consequent need for disposal to maintain the constant flow of materials. This excess is a liability that is usually discarded in landfills. This study sought a solution to this environmental waste, by reuse in the actual molding process using the sodium silicate (Na2SiO3.XH2O)/CO2, as binder. The properties obtained from samples with waste foundry sands (WFS) and with the new green sands were compared to verify the real potential for reuse WFS and the effect of its inert components and additives. For this purpose it was evaluated the mechanisms involved in the interaction with the green sand silicate before and after reaction with CO2 in the range of 0 to 20% (by weight) mixed. Mechanical properties were evaluated before and after gassing with CO2, both with WFS and with its primary components. In this study, for microstructural characterization techniques were used for X-ray diffraction, optical microscopy and MEV/ EDS. The results showed mutually dependent mechanical properties, the morphology of the silica gel coating on the sand grains, and the composition of the mixture used. / A fabricação de peças metálicas por fundição e moldadas pelo processo em areias a verde (areia base aglomerada com argila) é bastante difundida nas indústrias pelo seu baixo custo e flexibilidade operacional. Uma das grandes vantagens é que os materiais utilizados podem ser reutilizados em novos ciclos de moldagem. Porém, quando o metal líquido entra em contato com o molde, provoca a desativação da argila localmente, gerando materiais inertes que se concentram na areia e limitam ciclos longos de reuso. Com isto, surgem excedentes de areias pela adição de materiais primários novos e a consequente necessidade de descarte para manter o fluxo constante de materiais. Este excedente é um passivo que normalmente é descartado em aterros. Este trabalho buscou uma solução ambiental para este resíduo, por meio da reutilização no próprio processo de moldagem, utilizando silicato de sódio (Na2SiO3.XH2O)/CO2, como ligante. As propriedades obtidas de amostras com areias descartadas e com as areias a verde novas foram comparadas entre si para verificar o real potencial de reutilização da ADF e o efeito de seus componentes inertes e aditivos. Para esta finalidade avaliou-se os mecanismos envolvidos na interação da areia a verde com o silicato, antes a após reação com CO2, na faixa entre 0 a 20% (em peso) nas misturas. Propriedades mecânicas foram avaliadas antes e após a gasagem com o CO2, tanto com areia descartada de fundição (ADF) quanto com os seus componentes primários. Neste estudo, para caracterização microestrutural foram utilizadas técnicas de Difração de raios X, Microscopia Ótica e Microscopia Eletrônica de Varredura/EDS. Os resultados demonstraram dependência mútua entre as propriedades mecânicas; a morfologia do recobrimento da sílica gel sobre os grãos de areia; e a composição da mistura utilizada.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maressa Budal Arins Bruno.pdf: 5840233 bytes, checksum: 01acb21e863b1fac362408711ebd6277 (MD5) Previous issue date: 2015-01-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The molding process of green sand generates large amount of exhaustion powders. These powders contain silica, carbon, iron oxide, and clay, that is, in their composition are present the elements predominantly found in raw materials employed on the fabrication of: bricks, tiles, cement and ceramic coatings. However, the exhaustion powder is presented as a powder of very fine particle size and higher level of non-plastic materials that can interfere in the performance processing and use of materials in which they are employed. Initially were characterized clays and exhaustion powders from one casting company through analysis of the chemical composition, mineralogy and grain size distribution. In laboratory was used an experimental design to evaluate the influence of the variables: effect of addition exhaustion powder and temperature on the mechanical properties. Thus, test samples were prepared with the adding 0, 10 and 20% powder exhaustion on the ceramic mass and submitted to firing at 800, 900 and 1000 °C. And then were evaluated the properties: linear shrinkage, water absorption, porosity, density and flexural strength at three points. The exhaustion powder was also evaluated as to its environmental classification and the results attended the requirements of the standard. Were produced at the industrial scale holes eight of ceramic blocks with added 0, 10 and 20% exhaustion powder and the ceramic mass burned at 800ºC temperature. The compressive strength and water absorption properties were evaluated. In the laboratory the best strength results were obtained with the addition of 20% of exhaustion powder and temperature of 900ºC. In industrial scale the best strength results were obtained with 10% of exhaustion powder. Finally, the results showed the feasibility of using this waste for the preparation of ceramic materials. / O processo de moldagem em areia verde gera grande quantidade de pós de exaustão. Estes pós contêm sílica, carbono, óxido de ferro, e argila, ou seja, em sua composição estão presentes os elementos predominantemente encontrados em matérias primas empregadas na fabricação de: tijolos, telhas, cimentos e revestimentos cerâmicos. Entretanto, o pó de exaustão apresenta-se como um pó de granulometria muito fina e elevado teor de materiais não plásticos que podem interferir no desempenho de processamento e de uso dos materiais em que sejam empregados. Inicialmente foram caracterizados as argilas e o pó de exaustão proveniente de uma mesma empresa de fundição através de análises da composição química, mineralógica e distribuição granulométrica. Em laboratório foi utilizado um planejamento experimental para avaliar a influência das variáveis: efeito da adição de pó de exaustão e temperatura sobre as propriedades mecânicas. Desta forma, foram confeccionados corpos de prova com adição de 0, 10 e 20% de pó de exaustão na massa cerâmica e submetidos à queima a 800, 900 e 1000ºC. Em seguida foram avaliadas as propriedades de retração linear, absorção de água, porosidade, densidade e resistência a flexão a 3 pontos. O pó de exaustão foi avaliado também quanto a sua classificação ambiental e os resultados atenderam aos requisitos da norma. Em escala industrial foram produzidos blocos cerâmicos de oito furos com adição de 0, 10 e 20% de pó de exaustão na massa cerâmica e queimados na temperatura de 800ºC. Foram avaliadas as propriedades de resistência a compressão e absorção de água. Em laboratório os melhores resultados de resistência mecânica foram obtidos com adição de 20% de pó de exaustão e temperatura de 900ºC. Em escala industrial os melhores resultados de resistência mecânica foram obtidos com 10% de pó de exaustão. Por fim, os resultados mostraram a viabilidade do uso deste resíduo para a preparação de materiais cerâmicos.

Shortening of the time required to make first product after demand is a crucial factor in every field of industry, not excluding the foundry. To lower this delay, there are rapid prototyping methods. The aim of this thesis is to execute an experiment and then evaluate possibilities of using patterns made by 3D FDM printer on an automatic molding line.

High class mold is required for high quality castings. At present, the demands on molding materials are being extended by adding the strict requirement of environmentalists. A suitable variant that meets both demands are green sand molds. The goal of the thesis is to repeatedly cast experimental castings into molds made of 4 types of green sand mixtures. The technological properties of the molds will be compared, the degree of bentonite degradation will be assessed and the surface quality of castings will be assessed according to the amount of adherent molding mixture.