Fundição de virabrequins: o que é e como são fabricados os virabrequins fundidos

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Aaron
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Virabrequins fundidos, embora obsoletos na maioria dos motores de carros modernos, ainda existem em motores mais antigos e de produção…

Virabrequins fundidos, embora obsoletos na maioria dos motores de automóveis modernos, ainda existem em veículos mais antigos, de produção e em máquinas menores. Os fabricantes optam por forjar o virabrequim em construções de alto desempenho hoje em dia, mas os virabrequins fundidos que ainda existem são feitos por meio de um processo que exige muito esforço. Para você ter uma ideia, vamos explicar tudo sobre o processo de fundição do virabrequim, juntamente com os materiais utilizados.

O que é um virabrequim fundido?

Então, aqui está a questão sobre virabrequins fundidos. Existem três maneiras de fabricar um virabrequim: fundição, forjamento e usinagem CNC. Dentre elas, a fundição é a que custa menos, então principais fabricantes de virabrequins geralmente fazem isso quando querem economizar dinheiro.

Mas o problema com virabrequins fundidos é que Eles são quebradiços., porque sua resistência à tração e ductilidade são muito menores em comparação com as que são usinadas a partir de um tarugo.

Mecânico de automóveis segurando um novo virabrequim fundido com as duas mãos em uma oficina, destacando o tamanho e a engenharia de precisão do componente.

Os virabrequins fundidos têm uma resistência à tração típica de cerca de 60,000 a 100,000 psi e uma classificação de alongamento de cerca de 2% a 3%, que é a medida da ductilidade ou o quanto uma peça pode ser deformada antes de quebrar.

A classificação de alongamento de virabrequins forjados A durabilidade antes da falha varia de 20% a 22%, e esses virabrequins são mais resistentes que os fundidos. Quando a porcentagem é baixa, já se sabe que a peça não suportará muito desgaste.

Virabrequins fundidos são feitos pela moldagem de metal derretido em um molde e sua cura. Isso geralmente resulta em uma estrutura de grãos bastante aleatória. A estrutura dos grãos se refere à maneira como as pequenas partículas de metal dentro do virabrequim são organizadas e desempenha um papel fundamental na resistência ou fraqueza da peça.

Antigamente, você via virabrequins fundidos em carros, motocicletas e praticamente qualquer coisa que tivesse motor. Mas agora, as coisas mudaram.

Embora esses virabrequins ainda sejam usados em veículos de produção ou em qualquer cenário onde haja necessidade de reduzir o custo, os fabricantes hoje se limitam principalmente à forja porque ela produz peças muito mais fortes e virabrequins confiáveis

Quais são os materiais usados na fundição do virabrequim?

Ao fundir virabrequins, o material usado faz uma grande diferença na qualidade do motor executa. Existem três materiais: ferro fundido cinzento, ferro fundido nodular e aço. 

Agora falando especificamente sobre Ferro cinzento, na verdade, é uma liga. Isso significa que é uma mistura de ferro, carbono, silício e manganês. O carbono no ferro cinzento geralmente compõe cerca de 2.5% a 4% da mistura, enquanto o silício geralmente fica entre 1% e 3%.

O que torna o ferro fundido cinzento uma escolha tão boa é principalmente o fato de ser barato, fácil de usinar com tolerâncias apertadas, o que significa que você pode cortá-lo e moldá-lo no tamanho exato, e ele resiste muito bem ao desgaste. 

Então, você tem ferro dúctil, que também é chamado ferro nodularEm vez de flocos de grafite comuns, ele apresenta uma estrutura de grafite nodular. Essa estrutura é formada pela adição de magnésio ou cério ao ferro fundido.

Devido a essa estrutura nodular, o ferro fundido dúctil acaba apresentando uma resistência à tração maior do que o ferro fundido cinzento, sendo, portanto, uma escolha melhor para motores de alto desempenho.

Virabrequim em ferro fundido nodular.

Finalmente, há aço, uma liga de carbono e ferro, utilizada em motores de alta gama por apresentar a maior resistência e rigidez entre os três. 

Virabrequim em aço fundido.

O teor de carbono no aço é de até 2%. No entanto, é mais caro e difícil de usinar do que o ferro cinzento e o ferro dúctil.

Qual é o processo de fundição de um virabrequim? 

Vamos falar sobre o processo de fundição do virabrequim. Neste método, o virabrequim fica mais preciso e afiado.

Passo 1. Preparação do Molde 

O processo começa com criando um moldeE isso geralmente é feito usando técnicas de fundição em areia. Isso significa que uma cavidade é criada em um molde de areia, e o formato dessa cavidade corresponde exatamente ao que o virabrequim deve ser. Para que isso aconteça, um modelo é usado e pressionado na areia para que a cavidade do molde se forme ao seu redor.

Padrão do virabrequim pressionado na areia para criar uma cavidade no molde.

Ao mesmo tempo, um sistema de portão é projetado durante esta etapa. Isso inclui peças como comportas, tubos de subida e saídas de ar. Esse sistema existe para garantir que o metal flua adequadamente para o molde durante as próximas etapas.

Sistema de abertura de válvulas na fundição do virabrequim.

O molde geralmente é feito em duas partes, que são chamadas a capa e o arrasto. Essa configuração de duas partes é importante porque permite que o virabrequim acabado seja removido após a conclusão do processo de fundição.

Copie e arraste peças do molde do virabrequim.

Passo 2. Derreter e despejar

Uma vez que o molde esteja pronto, um pedaço redondo e forte de porta de metal é colocado logo acima do sistema de portas.

Porta de roteamento colocada na parte superior do molde para passagem.

Então, o selecionado Liga metálica, que pode ser algo como ferro fundido, aço, etc., é derretido em um forno. O metal é aquecido até atingir a temperatura e a consistência corretas para a fundição do virabrequim.

Aquecimento de metal em forno para tornar metal líquido.

Depois disso, o metal fundido é cuidadosamente derramado em a cavidade do molde usando o sistema de canais.

Despejando metal fundido na cavidade do molde preparado.

Enquanto isso acontece, o metal líquido precisa fluir suavemente para evitar turbulências durante o fluxo e não se envolver com gás. Caso contrário, o metal pode oxidar ou desenvolver poros.

As velocidade tangencial também precisa ser mantido sob controle, porque se ficar muito alto, pode espirrar e bater na parede interna da cavidade e no núcleo de areia.

Etapa 3. Resfriamento e desmoldagem 

Após o vazamento, o molde é removido do suporte de fixação com cuidado. Em seguida, é levado para fora para esfriar à temperatura ambiente, e esse resfriamento continua até que o metal fundido se solidifique e assuma a forma completa do virabrequim.

Molde do virabrequim sendo resfriado em temperatura ambiente.

Uma vez que a peça esfria, o molde de areia é quebrado com um martelo ou alguma outra ferramenta para revelar o virabrequim.

Quebrando o molde de areia para revelar o virabrequim.

Etapa 4. Finalizando o virabrequim fundido

Quando a peça fundida do virabrequim é retirada, ela passa por uma série de processos de usinagem para atingir o formato final e a precisão exigidas.

Esses processos incluem moagem, perfuração e equilíbrio.

Usinagem do virabrequim fundido acabado.

Uma vez finalizada toda a usinagem, o virabrequim é polido e limpo portanto, está totalmente pronto para ser instalado em um motor. 

Conclusão

A fundição do virabrequim é um trabalho manual árduo do início ao fim, para produzir uma peça vital. peça do motor que é acessível, confiável e requer menos usinagem. A forja, por outro lado, é a norma quando a resistência e a durabilidade adicionais do aço forjado são necessárias para suportar as tensões de alto desempenho em um motor.

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Sobre Aaron

Sou o fundador e CEO da Woda, com mais de 16 anos de experiência em vendas de comércio exterior, gestão e inovação automotiva.

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