Carcaças de transmissão estão geralmente sujeitas a tensões cíclicas geradas durante o funcionamento do motor, e estas tensões são mais críticas a temperaturas elevadas e em tempos prolongados. Os gradientes térmicos induzidos no interior de componentes sujeitos a variações de temperatura durante o período de funcionamento podem levar a tensões e deformações internas e a repetição destes ciclos térmicos pode causar a nucleação e a propagação de trincas por um processo denominado de fadiga termomecânica. Este trabalho apresenta um estudo sobre as diferenças das propriedades mecânicas de duas ligas de Al-Si fundidas sobre pressão em molde permanente (injetadas), uma identificada como sendo a Liga A, que contém o elemento de liga Mg, e a Liga B que não contém o Mg, para uso em carcaças de transmissão de veículos automotivos. Neste estudo foram realizados ensaios mecânicos de dureza, de tração e de fadiga isotérmica e anisotérmica e análises fratográficas e microestruturais por microscopia ótica e eletrônica de varredura. A Liga A apresentou resistência mecânica superior à Liga B em toda a faixa de temperatura analisada, apesar da maior quantidade de defeitos de fundição existentes nesta liga. Foi utilizada a metodologia S-N, cujos dados foram inferidos a partir dos ensaios de fadiga termomecânica. A Liga A apresenta desempenho ligeiramente superior à Liga B, especialmente para baixos níveis de tensão aplicados. Entretanto, para ensaios executados sob controle de deformação, não houve diferença significativa na resistência à fadiga entre as duas ligas. / Gear Box housings are usually subjected to cyclic stresses generated during engine operation. Such stresses are more critical at high temperatures and long times. Thermal gradients induced within the components submitted to variation of temperature during working may result in internal stresses and strains. Thermal cycling can result in crack nucleation and propagation by the process of thermomechanical fatigue (TMF). The main aim of this work was to evaluate the effects of Mg content on the mechanical properties of permanent mold cast Al-Si alloys. Two alloys, one containing Mg addition (\"A\" alloy) and another without Mg (\"B\" alloy) were tested under strain temperature TMF controlled conditions. In this study were performed mechanical tests of hardness, tensile strength, and anisotropic / isothermal fatigue and microstrutural / photographic analysis by scanning electronic microscopy (SEM). Using the S-N approach inferred from the TMF results, \"A\" alloy (Mg-added) presented a slightly better performance then \"B\" alloy especially at low stress amplitude levels. However, in the TMF testing conditions was not observed any significant difference in fatigue resistance for both alloys.

As peças fundidas sob pressão com Zamac Z5 no formato de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, rejeitadas durante o processo são encaminhadas para beneficiamento, como sucata, na empresa fornecedora de Zamac. No entanto, durante o beneficiamento, somente 35% do material enviado retorna para empresa, assim 65% do peso deste material é perdido. A matéria-prima é um dos principais custos da empresa, apresentando assim uma grande oportunidade de economia no processo de fabricação. O objetivo desse trabalho é verificar a viabilidade de fundição das peças técnicas rejeitadas, como matéria-prima para a fabricação de peças de moda. As sucatas foram analisadas quanto a sua composição química, microestrutura e análise térmica. Com esta sucata foram fundidas sob pressão peças de moda usadas em calçados e acessórios, fivelas e enfeites, com estes foram realizadas análises de microestrutura e ensaios de corrosão, propriedades mecânicas e ainda testes de desempenho pertinentes as suas aplicações. As amostras fundidas com 100% de sucata responderam de forma satisfatória a todos os ensaios, em alguns casos de maneira superior às peças de controle fundidas com matéria-prima virgem. Evidenciou-se que a sucata, oriunda de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, pode ser usada como matéria-prima para confecção de peças de moda, fivelas e enfeites, apresentando assim uma redução de 30% no custo de fabricação das mesmas. / In the production of Zamac Z5 metal parts by ppressure casting, which are normally chrome electroplated, some of those end up being rejected and, as a consequence, returned as scrap to the Zamac supplier companies. However, from the supplier after reprocessing, only 35% of the material returns to be used in the manufacturing. So, 65% of this material weight is lost. The raw material is one of the main costs of the company, presenting a great opportunity for savings in the manufacturing process. The objective of this research is to check the viability of feeding the casting process with rejected parts, reusing them as raw material for fashionable accessories manufacturing. The scraps have been analyzed for verification of the chemical composition, microstructure and submmited to thermal analysis. These scraps were used as basis to die casted parts which were used in the manufacturing process of footwear, accessories, buckles and frills. Microstructure, mechanical testing, relevant performance and corrosion tests were carried out according with the parts applications. The samples manufactured with 100% scrap have had satisfactory results to all the tests, in some cases in a superior manner in comparison to controled parts manufactured with Virgin raw material. There are evidences which prove that the scraps, when coming from technical parts with chrome electroplating, can be used as raw material for production of parts of sets, buckles and frills, showing a 30% reduction in the costs of their manufacturing .

Orientador: Sydney Ferreira Santos / Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2013

Carcaças de transmissão estão geralmente sujeitas a tensões cíclicas geradas durante o funcionamento do motor, e estas tensões são mais críticas a temperaturas elevadas e em tempos prolongados. Os gradientes térmicos induzidos no interior de componentes sujeitos a variações de temperatura durante o período de funcionamento podem levar a tensões e deformações internas e a repetição destes ciclos térmicos pode causar a nucleação e a propagação de trincas por um processo denominado de fadiga termomecânica. Este trabalho apresenta um estudo sobre as diferenças das propriedades mecânicas de duas ligas de Al-Si fundidas sobre pressão em molde permanente (injetadas), uma identificada como sendo a Liga A, que contém o elemento de liga Mg, e a Liga B que não contém o Mg, para uso em carcaças de transmissão de veículos automotivos. Neste estudo foram realizados ensaios mecânicos de dureza, de tração e de fadiga isotérmica e anisotérmica e análises fratográficas e microestruturais por microscopia ótica e eletrônica de varredura. A Liga A apresentou resistência mecânica superior à Liga B em toda a faixa de temperatura analisada, apesar da maior quantidade de defeitos de fundição existentes nesta liga. Foi utilizada a metodologia S-N, cujos dados foram inferidos a partir dos ensaios de fadiga termomecânica. A Liga A apresenta desempenho ligeiramente superior à Liga B, especialmente para baixos níveis de tensão aplicados. Entretanto, para ensaios executados sob controle de deformação, não houve diferença significativa na resistência à fadiga entre as duas ligas. / Gear Box housings are usually subjected to cyclic stresses generated during engine operation. Such stresses are more critical at high temperatures and long times. Thermal gradients induced within the components submitted to variation of temperature during working may result in internal stresses and strains. Thermal cycling can result in crack nucleation and propagation by the process of thermomechanical fatigue (TMF). The main aim of this work was to evaluate the effects of Mg content on the mechanical properties of permanent mold cast Al-Si alloys. Two alloys, one containing Mg addition (\"A\" alloy) and another without Mg (\"B\" alloy) were tested under strain temperature TMF controlled conditions. In this study were performed mechanical tests of hardness, tensile strength, and anisotropic / isothermal fatigue and microstrutural / photographic analysis by scanning electronic microscopy (SEM). Using the S-N approach inferred from the TMF results, \"A\" alloy (Mg-added) presented a slightly better performance then \"B\" alloy especially at low stress amplitude levels. However, in the TMF testing conditions was not observed any significant difference in fatigue resistance for both alloys.

As peças fundidas sob pressão com Zamac Z5 no formato de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, rejeitadas durante o processo são encaminhadas para beneficiamento, como sucata, na empresa fornecedora de Zamac. No entanto, durante o beneficiamento, somente 35% do material enviado retorna para empresa, assim 65% do peso deste material é perdido. A matéria-prima é um dos principais custos da empresa, apresentando assim uma grande oportunidade de economia no processo de fabricação. O objetivo desse trabalho é verificar a viabilidade de fundição das peças técnicas rejeitadas, como matéria-prima para a fabricação de peças de moda. As sucatas foram analisadas quanto a sua composição química, microestrutura e análise térmica. Com esta sucata foram fundidas sob pressão peças de moda usadas em calçados e acessórios, fivelas e enfeites, com estes foram realizadas análises de microestrutura e ensaios de corrosão, propriedades mecânicas e ainda testes de desempenho pertinentes as suas aplicações. As amostras fundidas com 100% de sucata responderam de forma satisfatória a todos os ensaios, em alguns casos de maneira superior às peças de controle fundidas com matéria-prima virgem. Evidenciou-se que a sucata, oriunda de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, pode ser usada como matéria-prima para confecção de peças de moda, fivelas e enfeites, apresentando assim uma redução de 30% no custo de fabricação das mesmas. / In the production of Zamac Z5 metal parts by ppressure casting, which are normally chrome electroplated, some of those end up being rejected and, as a consequence, returned as scrap to the Zamac supplier companies. However, from the supplier after reprocessing, only 35% of the material returns to be used in the manufacturing. So, 65% of this material weight is lost. The raw material is one of the main costs of the company, presenting a great opportunity for savings in the manufacturing process. The objective of this research is to check the viability of feeding the casting process with rejected parts, reusing them as raw material for fashionable accessories manufacturing. The scraps have been analyzed for verification of the chemical composition, microstructure and submmited to thermal analysis. These scraps were used as basis to die casted parts which were used in the manufacturing process of footwear, accessories, buckles and frills. Microstructure, mechanical testing, relevant performance and corrosion tests were carried out according with the parts applications. The samples manufactured with 100% scrap have had satisfactory results to all the tests, in some cases in a superior manner in comparison to controled parts manufactured with Virgin raw material. There are evidences which prove that the scraps, when coming from technical parts with chrome electroplating, can be used as raw material for production of parts of sets, buckles and frills, showing a 30% reduction in the costs of their manufacturing .

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos Antonio Rebello.pdf: 62475 bytes, checksum: c7f75da092a4bff7d4119324fb70ef07 (MD5) Previous issue date: 2000-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O uso de simulação para a analise de enchimento de um molde é um importante recurso para otimização de sistemas de canais, localização de bolsas de ar e determinação de parâmetros relativos ao processo de fundição sob pressão. Em função do alto investimento nos moldes para a fundição sob pressão, a simulação torna-se elemento de fundamental importância nas fundições que operam com peças injetadas. Porém, há uma escassez de trabalhos direcionados em assegurar a eficiência do software na otimização deste processo. No presente estudo, usou-se o software Magmasoft , para simular o enchimento de peças injetadas em alumínio. Primeiramente foram feitas comparações com simulações obtidas por diferentes processos de cálculos e diferentes graus de refinamentos de malhas, com objetivo de verificar a sensibilidade do software em relação a convergência de resultados. A seguir foi simulada uma peça simples, já pesquisada por outros autores através de modelos matemáticos diferenciados. O confronto da simulação feita com o material de literatura, mostrou perfil próximo de frente de avanço do metal. Embasado nestes resultados, partiu-se para a situação real com uma peça representativa, fundida em liga AlSi9Cu3. Foram injetados quatro lotes de amostras com velocidades distintas, sendo que três dos lotes apresentavam propositalmente os defeitos de solda fria e porosidade. Paralelamente, usando as informações do processo, as mesmas peças foram simuladas e comparadas através do monitoramento, nas simulações, do perfil da frente de enchimento e da distribuição de temperatura.

As peças fundidas sob pressão com Zamac Z5 no formato de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, rejeitadas durante o processo são encaminhadas para beneficiamento, como sucata, na empresa fornecedora de Zamac. No entanto, durante o beneficiamento, somente 35% do material enviado retorna para empresa, assim 65% do peso deste material é perdido. A matéria-prima é um dos principais custos da empresa, apresentando assim uma grande oportunidade de economia no processo de fabricação. O objetivo desse trabalho é verificar a viabilidade de fundição das peças técnicas rejeitadas, como matéria-prima para a fabricação de peças de moda. As sucatas foram analisadas quanto a sua composição química, microestrutura e análise térmica. Com esta sucata foram fundidas sob pressão peças de moda usadas em calçados e acessórios, fivelas e enfeites, com estes foram realizadas análises de microestrutura e ensaios de corrosão, propriedades mecânicas e ainda testes de desempenho pertinentes as suas aplicações. As amostras fundidas com 100% de sucata responderam de forma satisfatória a todos os ensaios, em alguns casos de maneira superior às peças de controle fundidas com matéria-prima virgem. Evidenciou-se que a sucata, oriunda de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, pode ser usada como matéria-prima para confecção de peças de moda, fivelas e enfeites, apresentando assim uma redução de 30% no custo de fabricação das mesmas. / In the production of Zamac Z5 metal parts by ppressure casting, which are normally chrome electroplated, some of those end up being rejected and, as a consequence, returned as scrap to the Zamac supplier companies. However, from the supplier after reprocessing, only 35% of the material returns to be used in the manufacturing. So, 65% of this material weight is lost. The raw material is one of the main costs of the company, presenting a great opportunity for savings in the manufacturing process. The objective of this research is to check the viability of feeding the casting process with rejected parts, reusing them as raw material for fashionable accessories manufacturing. The scraps have been analyzed for verification of the chemical composition, microstructure and submmited to thermal analysis. These scraps were used as basis to die casted parts which were used in the manufacturing process of footwear, accessories, buckles and frills. Microstructure, mechanical testing, relevant performance and corrosion tests were carried out according with the parts applications. The samples manufactured with 100% scrap have had satisfactory results to all the tests, in some cases in a superior manner in comparison to controled parts manufactured with Virgin raw material. There are evidences which prove that the scraps, when coming from technical parts with chrome electroplating, can be used as raw material for production of parts of sets, buckles and frills, showing a 30% reduction in the costs of their manufacturing .

The complexity in the vehicles production process is due mainly to the large number of Assembled components that are generally characterized by a high technological content. The castings, one of these components, fit perfectly in this category and they only can be made at a competitive quality and cost level if a proper tooling is available. The molds and dies manufacturing process requires modern computer technologies and materials of high reliability and performance. Although made to mass production, toolings are unique products whose manufacturing requires technical knowledge and familiarity with the casting process where they will be employed. The selection of a casting tooling supplier is usually a complicated and time- consuming issue. The decision process is based on several criteria that can be conflicting or superposed, objective or subjective. In the present paper the analytic hierarchy process (AHP) was used to select a tooling supplier for the manufacturing of a transmission housing by the die casting process. Several qualitative and quantitative criteria for the tooling supplier selection were identified through the technical literature review and discussion with foundry specialists. Subsequently, the criteria hierarchy was established in three levels and comparison matrixes were developed to determine the priorities among them. The consistency ratio for each matrix was calculated and the final score of each potential supplier was determined. The study was concluded with a sensitivity analysis that contributed to confirm the choice of the selected supplier. The application of the methodology improved the selection process by reducing the subjectivity and by weighing the major selection criteria. / A complexidade no processo de produção de veículos deve-se, entre outras razões, aos inúmeros componentes utilizados na montagem, que em geral tem elevado conteúdo tecnológico. Os fundidos enquadram-se perfeitamente nesta categoria e somente podem ser produzidos com qualidade e custo competitivo com o emprego de moldes apropriados. A fabricação destes moldes é feita usando-se modernas tecnologias computacionais e materiais de alto desempenho e confiabilidade. Embora destinados à produção em massa, cada molde é um produto único cuja manufatura requer conhecimento técnico específico e familiaridade com o processo de fundição onde serão utilizados. A escolha de um fornecedor para moldes de fundição é normalmente um problema complicado e que consome tempo, a análise envolve múltiplos critérios, que podem ser conflitantes ou superpostos, objetivos ou subjetivos. O objetivo deste trabalho é mostrar a utilização do processo hierárquico analítico (AHP) para selecionar um fornecedor de um molde para uso no processo de fundição sob pressão, para produção de uma carcaça de transmissão. Através da revisão de literatura técnica e contatos com especialistas, diversos critérios qualitativos e quantitativos foram identificados para a escolha do fornecedor. Posteriormente estes critérios foram hierarquizados em três níveis e as prioridades entre eles identificadas em matrizes de comparação. A seguir, calculou-se a razão de consistência para cada uma das matrizes e obteve-se o escore final de cada fornecedor em potencial. O estudo foi concluído com uma análise de sensibilidade, que contribuiu para ratificar a escolha do fornecedor selecionado. A aplicação do método melhorou o processo de seleção pela redução da subjetividade e pela ponderação dos critérios julgados importantes em um fabricante de moldes complexos.

O processo de fundição sob pressão de alumínio tem se desenvolvido significativamente nas últimas décadas, ocupando um lugar de destaque na indústria por produzir componentes de engenharia inovadora. Dentre os problemas de qualidade deste processo, o mais recorrente é a porosidade causada por vários fatores, dentre eles os parâmetros do processo que são de difícil determinação, sendo comumente selecionados por meio da abordagem de tentativa e erro. A presente dissertação buscou responder a pergunta: Como determinar a melhor configuração de parâmetros do processo de fundição sob pressão de alumínio para minimizar a porosidade nas peças produzidas? Tendo como objetivo a melhoria da qualidade de uma peça de alumínio, fundida sob pressão, por meio da redução da porosidade. A principal contribuição desta dissertação concentra-se na aplicação do método de Taguchi utilizando dados categóricos ordinais (classes de porosidades) como característica de qualidade, por meio da análise da relação sinal-ruído ponderada. Os resultados dos experimentos foram analisados a partir do efeito médio dos fatores e da análise de variância (ANOVA). Como conclusão os parâmetros de temperatura do metal e velocidade de primeira e segunda fase de injeção foram os mais significativos na redução da porosidade da peça estudada. E ainda, o método de Taguchi alcançou o resultado esperado, trazendo significativa redução de porosidade na peça estudada por meio da otimização dos parâmetros do processo. / The aluminum die casting process has developed significantly in recent decades, occupying a prominent place for producing innovative engineering components. Among quality problems of this process is porosity due to several factors, including the process parameters that are difficult to determine, and are commonly selected by trial and error approach. This paper sought to answer the question: How to determine the best set of parameters of the aluminum die casting process to minimize porosity in the parts produced? Aiming improving die casting aluminum parts quality through reducing porosity. The main contribution of this paper focuses on the application of Taguchi method using ordinal categorical data (porosity classes) as a quality characteristic, by analyzing the weighted signal-to-noise ratio. The experimental results were analyzed from the average effect of factors and analysis of variance (ANOVA). In conclusion parameters metal temperature and speed of the first and second injection phase were the most significant in reducing the porosity of the part studied. Also, the Taguchi method achieved the expected result, bringing significant reduction of porosity in the part studied by optimizing the process parameters.

Resíduos industriais têm sido um dos grandes problemas ambientais discutido na atualidade. Muitos trazem em suas composições metais pesados de diversos teores, sendo necessária uma análise de cada resíduo, a fim de que se busquem soluções práticas apropriadas da destinação, e se torne um benefício ao meio ambiente. Foram elaboradas diversas composições com borra de tinta, areia de fundição, vidro e caulim, em moldes de 60mmx20mm, prensados uniaxialmente em prensa hidráulica a 10 MPa e sinterizados em forno elétrico nas temperaturas 1100°C, 1150°C, 1200°C, 1250°C e 1275ºC. Os compósitos passaram por ensaios de resistências a flexão, absorção de água, densidade aparente, retração linear, FRX, DRX, MEV, EDS, lixiviação e análise de materiais particulados. Posteriormente no material sinterizados, verificaram-se novas propriedades físicas e mecânicas, mostrando a fundição de seus materiais e resistência à flexão que chegou a 12,29 Mpa, 10,85% de absorção de água. 6,04% de retração linear e 1,39% de densidade aparente, na composição que se utilizou de 7% de resíduos e incinerados a 1275°C. Identificou a presença dos minerais montmorillonita, illita, caulinita, gibbsita, rutila e cristobalita e suas influências na cerâmica. Essa pesquisa apresentou uma solução cabível aos resíduos de tinta, areia de fundição e vidro, utilizandoos como matéria-prima para cerâmica branca. / Industrial waste has been one of the major environmental problems discussed today. Many contain in their compositions heavy metals of various contents, and an analysis of each residue is necessary in order to find appropriate practical solutions of the destination, and become a benefit to the environment. Several compositions were made with paint sludge, cast sand, glass and kaolin, in 60mmx20mm molds, uniaxially pressed in a hydraulic press at 10 MPa and sintered in an electric oven at temperatures of 1100 ° C, 1150 ° C ° C, 1200 ° C, 1250 ° C and 1275 ° C. The composites underwent tests of resistance to bending, water absorption, apparent density, linear retraction, FRX, DRX, SEM, EDS, leaching and analysis of particulate materials. Subsequently, in the sintered material, new physical and mechanical properties were found, showing the casting of its materials and flexural strength of 12.29 Mpa, 10.85% of water absorption. 6.04% linear retraction and 1.39% apparent densities, in the composition that was used of 7% of residues and incinerated at 1275 ° C. It identified the presence of the minerals montmorillonite, illite, kaolinite, gibbsite, rutila and cristobalite and their influences on ceramics. This research presented a suitable solution for waste ink, sand casting and glass, using them as raw material for white ceramics.