Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGLM.pdf: 3967456 bytes, checksum: 2aff0c1ac4dfa69b82f59374c5a60134 (MD5) Previous issue date: 2005-06-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this study it is discussed the possibility of the application of magnesium phosphate cement as an alternative binder for foundries sand moulds, due to the problem faced for foundries industries during the discard of yours toxics residues. Magnesium phosphate cement reacts by acid-basic mechanism, belongs to the class of chemically bonded ceramics and has excellent properties of adhesion, strength and mould ability. In this work, magnesium phosphate cement was made and analysed by the techniques of X ray difractometry and differential scanning calorimetry. The magnesium phosphate sand moulds setting time was adjusted, using a retarder and/or a low superficial area of the MgO component, considering the foundries parameters. Sand samples were made using phenolic resin binder and magnesium phosphate cement binder and analysed for the compression strength. Sand moulds were made using phenolic resin binder and magnesium phosphate cement binder and analysed with the mercury porosimetry technique. Sand moulds collapsibility, made with resin and cement, after casting metal was similar. After the solidification of the iron in the sand moulds described before, it was characterized by the techniques of scanning electronic microscopy (MEV), optic microscopy (MO) and colorimetric method (blue molybdenum photometry). The microstructures of the metals made in the sand moulds agglomerated with phenolic resin and magnesium phosphate cement was similar, as the piece finishing. The casting of metal, in the moulds of sand and cement, was also made in Metallux Foundry (São Carlos SP). The results obtained were very satisfactory compared as the resin sand mould, leading the Foundry to demonstrate interest for a future developing of a magnesium phosphate cement sand mould for industrial scale application. / Neste trabalho foi avaliada a possibilidade da utilização do cimento de fosfato de magnésio como um ligante alternativo para moldes de areia para fundição, dado ao problema de descarte de resíduos tóxicos enfrentado pelas fundições atualmente. O cimento de fosfato de magnésio apresenta reação do tipo ácido-base, pertence à classe das cerâmicas quimicamente ligadas, e possui excelentes propriedades de adesão, resistência mecânica e moldabilidade. Para este estudo, cimento de fosfato de magnésio foi confeccionado e avaliado pelas técnicas de difratometria de raios X e calorimetria diferencial de varredura. O tempo de cura desse cimento foi ajustado por meio da adição de um retardante e/ou usando um óxido de magnésio de baixa área superficial para atender às necessidades das fundições. Amostras foram confeccionadas a partir da mistura de areia com os ligantes resina fenólica e cimento de fosfato de magnésio e caracterizadas quanto à resistência mecânica a compressão. Moldes de areia foram confeccionados com os ligantes resina fenólica e cimento de fosfato de magnésio e caracterizados por meio da técnica de porosimetria de mercúrio. A colapsibilidade dos moldes de areia confeccionados com resina e cimento após o vazamento de metal foi semelhante. O ferro fundido, solidificado nos moldes de areia produzidos, foi caracterizado por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica e método colorimétrico (fotometria do azul de molibdênio). A microestrutura dos metais solidificados nos moldes de areia com resina fenólica e areia com cimento de fosfato de magnésio foi bastante semelhante, assim como o acabamento das peças. Também foi realizado o vazamento de metal, em molde de areia e cimento de fosfato de magnésio, na Fundição Metallux (São Carlos SP). O resultado obtido foi bastante satisfatório comparativamente ao molde com resina fenólica, o que levou a Fundição Metallux a demonstrar muito interesse por um futuro desenvolvimento desse ligante para utilização em escala industrial.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T00:17:19Z No. of bitstreams: 1 RicardoPiresDeSouza_TESE.pdf: 6120519 bytes, checksum: 9fff267c4280206b4148045fe28e44aa (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-10T23:50:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RicardoPiresDeSouza_TESE.pdf: 6120519 bytes, checksum: 9fff267c4280206b4148045fe28e44aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T23:50:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoPiresDeSouza_TESE.pdf: 6120519 bytes, checksum: 9fff267c4280206b4148045fe28e44aa (MD5) Previous issue date: 2015-12-03 / Defeitos superficiais em pe?as de a?os oneram os custos das industrias de fundi??o devido a necessidade de retrabalhos. Os moldes de areia s?o os mais utilizados em industrias de fundi??o e um dos grandes respons?veis por proporcionar os defeitos superficiais. Este estudo tem como objetivo otimizar os n?veis das vari?veis do processo de moldagem visando minimizar a ocorr?ncia de defeitos superficiais nas pe?as de a?o fundidas em moldes de areia de s?lica ligados quimicamente por processo de cura a frio. Na metodologia utilizou-se o planejamento de experimentos com parcelas subdivididas, sendo considerados no estudo os fatores de porcentagem de resina na formula??o do molde, adi??o de ?xido de ferro, tipo de tinta, m?todo da aplica??o de tinta, quantidade de camadas de tinta, utiliza??o de ar quente nos moldes e tempo de espera do molde antes do vazamento. Foram analisados como vari?veis respostas os defeitos de eros?o, inclus?o de areia, penetra??o, porosidade e acabamento superficial. Foram realizados ensaios de resist?ncia ? tra??o para avaliar a influ?ncia dos fatores nos par?metros mec?nicos e para os par?metros microestruturais foram realizadas as an?lises de difra??o de raios X, microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e an?lises t?rmicas (TG/DSC/dilatometria). Os resultados elucidam que para o defeito de eros?o, o ?nico fator significativo, com n?vel de confian?a de 95%, foi o tipo de tinta, sendo que a tinta ? base de alumina obteve resultados superiores. Para o defeito de inclus?o de areia, houve tr?s fatores significativos, sendo os melhores resultados alcan?ados com a tinta ? base de alumina aplicados com spray e a utiliza??o de ar quente no molde antes do vazamento do metal. Para o defeito de penetra??o, houve quatro fatores significativos, sendo os melhores resultados alcan?ados com 0,8% de resina e adi??o de ?xido de ferro na formula??o do molde, com a tinta sendo aplicada com pincel e tempo de espera de 24 horas antes do vazamento. Para o defeito de porosidade, com n?vel de confian?a de 95%, n?o houve fatores significativos. Para o defeito de acabamento superficial, os melhores resultados foram alcan?ados com 0,8% da resina na formula??o do molde e aplica??o da tinta com pincel. Visando obter os n?veis dos fatores que otimizem todos os defeitos simultaneamente, efetuou-se uma m?dia ponderada dos resultados de cada tipo de defeito, concluindo-se que os melhores n?veis dos fatores foram: 0,8% de resina e adi??o de ?xido de ferro na formula??o da molde, aplica??o de duas camadas de tinta aplicadas com pincel ou spray, com a utiliza??o de ar quente no molde antes do vazamento e 24 horas de espera do molde pronto antes do vazamento. Esses n?veis dos fatores otimizados foram utilizadas em um experimento de confirma??o que ratificaram os resultados obtidos, auxiliando para a redu??o dos retrabalhos e consequentemente na redu??o dos custos das pe?as de a?o fundidas. / Surface defects on steel parts borne costs of smelting industries due to the need of rework. Sand molds are frequently used in foundry industries and largely responsible for providing surface defects. This study aims to optimize the levels of the molding process variables to minimize the occurrence of surface defects in steel castings in silica sand molds chemically linked by cold cure process. The methodology used the experimental design with split plot, being considered in the study the resin percentage factors in the mold formulation, addition of iron oxide, type of paint, the paint application method, amount of ink layers, use of hot air along the lines and waiting time of the mold before casting. They were analyzed as response variables erosion defects, sand inclusion, penetration, porosity and surface finish. Tensile strength tests were performed to evaluate the influence of factors on mechanical parameters and the microstructural parameters were carried out the analysis of X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and thermal analysis (TG / DSC / dilatometry). The results elucidate that for the faulty erosion, the only significant factor with a 95% confidence level was the type of ink and the ink alumina-based superior results obtained. For the sand inclusion of defect, there were three significant factors, with best results obtained with alumina-based paint and spray applied using hot air in the mold before casting the metal. For the defect penetration, there were four significant factors, the best results being achieved with 0.8% of resin and addition of iron oxide in the molding formulation, the paint being applied by brush and standby time of 24 hours before leak. For the defect porosity with a 95% confidence level, no significant factors. For the defect surface finish, the best results were achieved with the 0.8% formulation of the resin in the mold and application of the paint brush. To obtain the levels of the factors that optimize all defects simultaneously, we performed a weighted average of the results of each type of fault, concluding that the best levels of the factors were: 0.8% resin and addition of iron oxide in the formulation of the template, application of two coats of paint applied with a brush or spray, using hot air in the mold before casting and 24 hours of waiting ready the mold before casting. These levels of the optimized factors were used in an experiment to confirm that ratified the results, helping to reduce rework and consequently reducing costs of cast steel parts.