Defeitos comuns e como evitá-los?
Defeitos comuns na produção de discos de freio: bolhas de ar, porosidade por contração, porosidade por areia, etc.; Grafite em sua estrutura metalográfica excede o padrão, ou a quantidade de carbonetos está fora do padrão; Dureza Brinell muito alta leva a dificuldades de usinagem ou dureza irregular; Estrutura de grafite grosseira, propriedades mecânicas abaixo do padrão, rugosidade ruim após o processamento e porosidade visível na superfície de fundição.
1. Formação e prevenção de porosidade: a porosidade é um dos defeitos mais comuns em peças fundidas de discos de freio. As peças de disco de freio são pequenas e finas, o resfriamento e a solidificação são rápidos, e há pouca possibilidade de formação de porosidade por precipitação ou reativa. O núcleo de areia com ligante graxo-óleo gera muito gás. Se o teor de umidade do molde for alto, esses dois fatores frequentemente levam à formação de poros invasivos na peça fundida. Constatou-se que, se o teor de umidade da areia de moldagem for excessivo, a taxa de refugo por porosidade aumenta significativamente. Em algumas peças fundidas com núcleo de areia fino, frequentemente aparecem poros obstruídos (poros de obstrução) e poros superficiais (descascamento). Quando se utiliza o método de moldagem com núcleo quente de areia revestida com resina, a porosidade é particularmente grave devido à grande geração de gás. Geralmente, os discos de freio com núcleo de areia espesso raramente apresentam defeitos de porosidade.
2. Formação de poros: o gás gerado pelo núcleo de areia do disco de freio fundido em alta temperatura flui horizontalmente para fora ou para dentro através do espaço entre os grãos, em condições normais. Com o núcleo de areia do disco mais fino, o caminho do gás se estreita e a resistência ao fluxo aumenta. Em um caso, quando o ferro fundido submerge rapidamente o núcleo de areia do disco, uma grande quantidade de gás irrompe; ou o ferro fundido em alta temperatura entra em contato com uma massa de areia com alto teor de água (mistura irregular de areia) em algum ponto, causando explosão de gás, combustão e formação de poros obstruídos; em outro caso, o gás de alta pressão formado invade o ferro fundido, sobe e escapa. Quando o molde não consegue expelir o gás a tempo, ele se espalha formando uma camada entre o ferro fundido e a superfície inferior do molde superior, ocupando parte do espaço na superfície superior do disco. Se o ferro fundido estiver solidificando ou apresentar alta viscosidade e perder fluidez, o espaço ocupado pelo gás não poderá ser preenchido, deixando poros na superfície. Geralmente, se o gás gerado pelo núcleo não conseguir subir e escapar através do ferro fundido a tempo, ele permanecerá na superfície superior do disco, às vezes exposto como um único poro, às vezes após jateamento para remoção da camada de óxido e, em alguns casos, somente após a usinagem, o que resulta em desperdício de horas de processamento. Quando o núcleo do disco de freio é espesso, o ferro fundido leva mais tempo para subir e submergir o núcleo. Antes de submergir, o gás gerado pelo núcleo tem mais tempo para fluir livremente até a superfície superior através do espaço entre os grãos, e a resistência ao fluxo horizontal, tanto para fora quanto para dentro, também é menor. Portanto, defeitos porosos superficiais são raramente formados, mas poros isolados podem ocorrer. Ou seja, existe um tamanho crítico para a formação de poros de obstrução ou poros superficiais entre a espessura do núcleo de areia e a espessura do próprio núcleo. Quando a espessura do núcleo de areia é menor que esse tamanho crítico, há uma forte tendência à formação de poros. Essa dimensão crítica aumenta com o aumento da dimensão radial do disco de freio e com o afinamento do núcleo do disco. A temperatura é um fator importante que afeta a porosidade. O ferro fundido entra na cavidade do molde pelo canal de alimentação interno, contorna o núcleo central ao preencher o disco e encontra o canal de alimentação interno oposto. Devido ao processo relativamente longo, a temperatura diminui mais e a viscosidade aumenta correspondentemente, o tempo efetivo para as bolhas subirem e serem expelidas é curto, e o ferro fundido se solidifica antes que o gás seja completamente expelido, facilitando a formação de poros. Portanto, o tempo efetivo de subida e expulsão das bolhas pode ser prolongado aumentando a temperatura do ferro fundido no disco oposto ao canal de alimentação interno.
