I. Causas de Rachaduras

As fissuras que ocorrem na areia autoendurecível com resina furânica durante o processo de autoendurecimento resultam dos efeitos combinados das características de cura da resina, das propriedades da areia, das condições ambientais e das operações do processo. Somente uma análise abrangente e a otimização precisa dos parâmetros do processo podem eliminar eficazmente os defeitos de fissuração.

1. Influência das características de reação entre resina e endurecedor

   Quando a resina furânica autopolimerizável, o endurecedor e a areia são misturados, ocorre uma reação exotérmica de reticulação que endurece o molde. Se a liberação de calor da reação for intensa e concentrada, forma-se um gradiente de temperatura significativo dentro do molde. A camada externa endurece rapidamente, formando uma casca rígida, enquanto a seção interna continua reagindo e se expande devido ao acúmulo de calor. Rachaduras surgem quando a tensão de expansão interna excede o limite de resistência à tração da casca externa rígida.

   Em moldes grandes usados ​​para fundições de peças de grande porte, dosagens mais elevadas de resina e endurecedor levam ao acúmulo de calor de reação e a uma diferença de temperatura substancial entre as camadas interna e externa. A camada externa suporta tensão de tração e é propensa a fissuras.

2. Influência das propriedades e da granulometria da areia

   A distribuição granulométrica da areia, a forma dos grãos, o teor de argila e o teor de finos afetam significativamente a tendência à formação de fissuras. Uma granulometria inadequada, com excesso de areia fina, aumenta a área de ligação da resina, resultando em maior retração de cura e pontos de concentração de tensão que iniciam as fissuras.

   Em comparação com grãos de areia arredondados, os grãos de areia angulares criam maior resistência ao atrito durante a retração da resina, restringem a deformação livre da massa de areia e aumentam o risco de fissuras. O excesso de argila e partículas finas absorve parte da resina, reduzindo a resistência efetiva da ligação entre os grãos de areia. Alterações adicionais de volume durante a desidratação e a transformação de fase, juntamente com a tensão de retração da resina, induzem ainda mais o surgimento de fissuras.

3. Influência das operações de processo

• O tempo de mistura insuficiente impede a distribuição uniforme da resina e do endurecedor ao redor dos grãos de areia. Áreas com resina concentrada apresentam grande retração, enquanto regiões com resina insuficiente têm baixa resistência. A distribuição desigual de tensões internas desencadeia fissuras.

• A compactação desigual é outro fator adverso. Zonas altamente compactadas possuem alta rigidez e não conseguem aliviar a tensão interna por meio de pequenas deformações, enquanto áreas pouco compactadas tendem a se deformar. A interação entre essas zonas cria condições para a formação de fissuras.

• O momento inadequado da desmoldagem é crítico. A desmoldagem prematura ocorre antes que o molde desenvolva resistência suficiente; microfissuras se formam sob a força externa da desmoldagem e o próprio peso, propagando-se em processos subsequentes.

• Ao aplicar revestimentos de secagem rápida, um valor Baumé inadequado e solventes incompatíveis prolongam o tempo de aplicação. O aquecimento excessivo após a ignição causa concentração de tensões e fissuras.

  4. Influência das Condições Ambientais

      A temperatura e a umidade ambiente atuam como reguladores da reação de autoendurecimento.

• A alta temperatura acelera a cura, reduz o tempo de trabalho da mistura de areia e endurece o molde rapidamente. A tensão interna não consegue se dissipar suficientemente, o que leva ao aparecimento de fissuras.

• A baixa temperatura retarda a reação e resulta em cura incompleta. O molde ganha resistência lentamente e uma leve força externa durante o manuseio pode causar rachaduras.

• A alta umidade permite que a areia absorva a umidade livre. Durante a cura, a água vaporiza e gera pressão de vapor que rompe as ligações da resina. A concentração de tensão ao redor dos poros se desenvolve ainda mais, causando rachaduras.

II. Medidas preventivas para fissuras

1. Controle da taxa de cura

   Evite a cura excessivamente rápida. Determine o tempo de trabalho e o tempo de remoção adequados da areia de resina furânica com base nas condições reais de produção. Em baixas temperaturas ambientes, pré-aqueça os modelos metálicos e os resfriadores para a fabricação de moldes e machos, a fim de obter uma velocidade de cura consistente em todas as seções e reduzir as diferenças de temperatura.

2. Otimização do projeto estrutural do molde

   Adote estruturas ocas para moldes de seção transversal espessa para reduzir o consumo de material e evitar deformações e fissuras. Otimize a estrutura e a rigidez das armações do núcleo; armações de ferro fundido são preferíveis. Caso sejam adotadas armações de aço, deve-se garantir rigidez suficiente para evitar tensões elásticas.

   Coloque moldes grandes e complexos em paletes específicos para evitar deformações sob o próprio peso.

3. Otimização de Materiais de Moldagem

   Adote resina termoplástica furânica auto-endurecível de baixa retração. Controle a taxa de adição de resina, geralmente não superior a 1% da massa de areia. Selecione resinas com baixa tendência à formação de coque em temperaturas elevadas.

   Utilize equipamentos de mistura contínua de alta precisão com dosagem exata. Respeite o tempo de mistura especificado para obter uma mistura uniforme de todos os componentes. Utilize um endurecedor de ácido sulfônico qualificado com teor de ácido livre estável.

4.  Padronização das operações de processo

   Preenchimento e compactação completos da areia misturada dentro do tempo de trabalho, mantendo a compactação uniforme do molde.

   Aplique o revestimento somente após o endurecimento suficiente do molde. Para revestimentos à base de álcool, aplique rapidamente e acenda imediatamente para minimizar o impacto térmico da chama no molde. Utilize os solventes especificados pelo fabricante para ajustar o valor Baumé do revestimento e evitar superaquecimento e contração excessiva.

   Ligue o sistema de remoção de poeira da areia usada durante a descompactação. Monitore o teor de finos e o valor da demanda de ácido da areia recuperada para manter a qualidade estável da areia.

A resina autoendurecível de furano XINDA é uma resina termoendurecível que contém anéis de furano e endurece à temperatura ambiente por meio de catálise ácida. Ela se destaca pela economia de energia, baixa emissão de carbono e baixo impacto ambiental durante a aplicação. Amplamente utilizada na fabricação de moldes e machos para fundições de peça única, pequenos lotes, médios, grandes e extragrandes. A resina proporciona cura estável, garante a qualidade confiável do molde e ajuda a reduzir defeitos de fundição.