Fundição do disco de freio

Os requisitos de qualidade colocados nos discos de freio atuais são mais rigorosos do que nunca. A principal razão para isto reside nas crescentes exigências com o produto final. Por exemplo, pesos mais altos dos veículos, motores mais potentes e pinças de freio mais eficientes são fatores específicos que contribuem para isso. Em última análise, todos estes fatores colocam exigências significativamente elevadas tanto nas propriedades térmicas como nas propriedades mecânicas do disco de freio.

Os anéis de fricção para discos de freio em veículos ferroviários com média e baixa potência de frenagem são feitos de ferro fundido cinzento. Como primeira aproximação, o material pode ser selecionado de acordo com a velocidade de deslocamento. Os materiais possíveis variam de freios de ferro fundido (GJS) a freios de alumínio, e aço fundidos, a freios de cerâmica (CMC) para trens de alta velocidade. Antes da determinação final do material, a potência do freio, a energia de frenagem, a carga coletiva e a expectativa de vida útil também devem ser consideradas.
Atualmente, as máquinas de moldagem vertical e horizontal podem garantir alta precisão dimensional. O ideal é que a fundição seja feita com equipamentos de fundição automática e que uma inoculação no fluxo de vazamento seja feita durante o enchimento do molde. O processo de caixa fria como um processo de moldagem de macho mantém uma posição dominante no mercado europeu. Machos pintados são usados para garantir a mais alta qualidade da superfície nos contornos do fundido.

Formação inadequada da grafita, rechupe, microporosidade, veiamento e defeitos de gás são os defeitos mais frequentes neste grupo de produtos.
A formação da grafita no material tem uma influência significativa sobre o comportamento do disco de freio. Grandes desvios na desejada grafita tipo A em combinação com lamelas de grafita mais curtas podem levar a um comportamento tribológico mais pobre (interação entre o anel de fricção, a pastilha de freio, a geometria do disco e as condições de frenagem) e ao aumento da carga térmica do disco de freio. A grafita tipo D e a chamada grafita degenerada não são aceitáveis na microestrutura.
Devido ao uso de temperaturas de fundição mais altas, a carga termomecânica dos machos e tintas é de importância fundamental aqui. Além disso, as altas exigências são impostas aos sistemas de resinas devido aos curtos tempos de ciclo na produção do macho em combinação com uma técnica automatizada para extrair o macho dos ferramentais de moldagem e a alta resistência inicial que o macho requer como resultado. A alta resistência dos sistemas de resinas a tintas à base de água já é um requisito básico. Há grandes exigências na própria produção do macho, em termos da qualidade das máquinas de sopro, do grau de automação e da interligação dos processos seguintes.

Para este grupo de peças fundidas em particular, o uso de ferramentas de simulação é de grande importância. A obtenção da grafita tipo A requerida na peça é fortemente influenciada pela velocidade de resfriamento e preenchimento do molde, o que é confirmado na avaliação das simulações de preenchimento e solidificação do molde. Tecnologias apropriadas de enchimento e de alimentação em combinação com filtros cerâmicos e ótima inoculação durante o enchimento do molde permitem avançar em direção aos limites da fundição, a fim de produzir peças fundidas sem defeitos.

 

Soluções de sistema para fundição de discos de freio


Devido às contínuas adaptações e ao aperto das especificações ambientais, o número de restrições relativas aos principais processos de produção utilizados até agora continua a aumentar, e estes processos muitas vezes só podem ser adaptados através de medidas com custo intensivo. O uso de sistemas de resinas inorgânicas para machos fornece uma alternativa adequada para o propósito de reduzir a poluição por emissões e odores que foi implementada no trabalho de base realizado pela ASK Chemicals em conjunto com uma fundição. Machos de disco de freio para fundição com ferro fundido foram produzidos com o sistema de resina inorgânica modificado INOTEC™. As adaptações em relação aos promotores INOTEC™ e tintas utilizadas foram feitas em várias séries de testes, a fim de adaptá-los às respectivas propriedades do sistema. A otimização do processo e dos parâmetros de produção deve agora continuar em outras séries de testes, usando como base os resultados que foram obtidos na fundição de ferro. O objetivo indiscutível é encontrar uma solução de sistema com confiabilidade de processo para resinas inorgânicas, a fim de aplicar essas resinas nas fundições de ferro de forma consistente no futuro. A ASK Chemicals também oferece soluções de sistema para resinas orgânicos convencionais para que todos os componentes sejam coordenados ao respectivo material do molde e ao material, assim como aos equipamentos e sistemas existentes e suas periferias. Além disso, a tinta utilizada é de extraordinária importância para os machos de discos de freio em particular, de modo que também é incluído na solução do sistema em combinação com aditivos altamente refratários.

 Na área de metalurgia, a ASK Chemicals e seus outros parceiros também oferecem desenvolvimentos contínuos de sistemas de inoculantes complexos para uso na panela, inoculantes de jato e de molde e arame de inoculação, bem como filtros combinados (inoculação de molde e filtro) para uso em fundição de ferro.

Os engenheiros de aplicação e funcionários da força de vendas da ASK Chemicals dão conselhos aos clientes sobre como garantir uma qualidade consistente de fundição em seus processos de produção. Isto é feito por meio de consultoria de aplicação competente, desenvolvimento de sistemas conjuntos e otimização de processos.

Como na fundição de motores, os produtos vendidos pela ASK Chemicals também são modificados e adaptados às matérias-primas e materiais de base especiais que predominam nas fundições de cada país. Os produtos são consistentemente alinhados e adequados para aplicação e uso diário no respectivo país, em estreita cooperação com as fundições. Naturalmente, isto também se aplica, acima de tudo, ao Brasil.

A simulação de fundição é uma ferramenta para a simulação de diferentes processos físicos que ocorrem no molde durante a fundição. Isso se refere principalmente aos processos de preenchimento do molde, solidificação e a formação de tensões durante o resfriamento. A finalidade da simulação desses processos físicos é examinar os processos de fundição e solidificação de forma rápida e eficiente, para evitar rechupes e microporosidade, para minimizar tensões residuais e distorções, e para reduzir o número de protótipos e peças de teste fundidas. O Grupo ASK Chemicals Design Services utiliza esta ferramenta de forma consistente para tirar conclusões dos resultados em conjunto com os clientes para os próximos passos no desenvolvimento.

 O objetivo de cada projeto é atingir uma qualidade de fundição que corresponda aos requisitos da especificação. O trabalho em colaboração pode produzir efeitos sinergéticos significativos que vão desde a produção de moldes e machos e operação de fusão até a inoculação, fundição, enchimento de moldes e filtragem. Sugestões para melhorar todo o processo de produção são desenvolvidas e implementadas em colaboração. Em última análise, isso significa que serviços para etapas específicas da produção ou peças completas fundidas estão disponíveis.