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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/20681 |
| Date | 03 December 2015 |
| Creators | Souza, Ricardo Pires de |
| Contributors | 06296687877, http://lattes.cnpq.br/2365059843175411, Nascimento, Rubens Maribondo do, 80732810400, http://lattes.cnpq.br/8671649752936793, Delmonte, Maur?cio Roberto Bomio, 27816279841, http://lattes.cnpq.br/9558299312183852, Macedo, Daniel Ara?jo de, 01152094416, http://lattes.cnpq.br/1027496814443777, Moraes, M?rcio Luiz Varela Nogueira de, 01157194745, http://lattes.cnpq.br/2573306822477569, Paskocimas, Carlos Alberto |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM ENGENHARIA MEC?NICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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