FICHA TÉCNICA
MECANISMOS DE FALHAS NA INJEÇÃO DE AL HAIKAI TÉCNICO 009 Apesar do desgaste apresentar contribuição relativamente menor e a causa principal de descarte do molde de injeção de Al estar associado a trincas por fadiga térmica, apresentamos abaixo a descrição formal desses fenômenos. Desgaste é a perda de material de um corpo devido a movimentos relativos em sua superfície. A superfície do molde de fundição sob pressão pode apresentar desgaste associado à adesão (solda) e erosão (corrosão). A erosão é causada pelas altas velocidades com que o metal fundido colide com a superfície do molde. A “Cavitação” do alumínio no estado líquido em alta velocidade reduz a pressão, vaporiza, produz bolhas no interior do fluxo que implodem quando reduzida a pressão e cria ondas de choque danificando a superfície. A cavitação e o arraste mecânico da superfície devido a uma alta velocidade de injeção que pode chegar a 60 m/s [1] fazem com que a superfície do molde seja lavada para fora com o metal fundido. Adesão e Erosão na ferramenta se originam pela interação química decorrente da interdifusão de átomos do molde e da liga injetada que resulta na formação de compostos intermetálicos de alumínio de ferro e elementos de liga produ-
zindo agarramento da peça durante a extração [2]. Esses fenômenos estão relacionados a [1]:
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Temperatura do alumínio muito alta; Posicionamento (incorreto) dos canais de refrigeração; Ciclo rápido de injeção; Desmoldante insuficiente; Temperatura de preaquecimento do molde muito alta; Localização do “gate” de entrada não favorável ao melhor escoamento do metal liquido; Acabamento superficial do molde de baixa qualidade; Uma boa prática para o bom desempenho da superfície do molde é realizar jateamento com micropartículas antes da nitretação e nisto, interessante registrar um fato polêmico relacionado: “no início do século XXI, nadadores de elite utilizaram uma roupa desenvolvida simulando a topografia rugosa da pele do tubarão como redução do atrito com a água”.
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Desgaste pode estar associado também ao desenvolvimento de trincas térmicas (fadiga térmica) que tem relação com:
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Temperatura desfavorável da superfície da cavidade;
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Posicionamento e dimensão incorreta do canal de refrigeração; Tipo e temperatura do meio de resfriamento; Temperatura e preaquecimento do molde; Velocidade da liga fundida muito elevada na cavidade; Impacto da liga fundida na cavidade, machos e cantos próximos aos canais de entrada; Microestrutura do aço inadequada associada a matéria-prima e, ou, ciclo térmico; Ciclo de injeção rápido, ou curto
Todos os mecanismos citados acima podem estar presentes, sendo um, ou outro, em maior evidencia em razão de: • •
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Projeto de construção do molde; Tipo e propriedades do aço do molde (dureza, tenacidade, expansão térmica e coeficiente de transmissão de calor); Processos térmicos do aço do molde (têmpera/revenimentos e tratamentos de superfície); Tipo de máquina (tamanho molde / máquina de injeção); Tempo de ciclo de injeção do alumínio; Temperatura da liga de alumínio; Tipo de liga de alumínio; e Manutenção do molde.
[1] Lindow, Horst – Eng. Metalurgista, Consultor Uddeholm [2] Mitterer, C. “Application of hard coatings in aluminium die casting soldering, erosion and thermal fatigue behavior” – Surface and Coatings Technology, p.233-239, 2000
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