Dissertação de mestrado integrado em Engenharia MecânicaO presente trabalho destina-se à obtenção do Mestrado Integrado em Engenharia
Mecânica da Universidade do Minho. Este trabalho levado a cabo no laboratório de fundição
do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade do Minho, tem como objectivo o
estudo da tecnologia de vibração por ultra-sons, e a avaliação da sua influência na morfologia
microestrutural para a liga A356.
O processo de fundição é uma técnica de fabrico de grande importância porque
permite a produção de peças com grande variedade de formas e tamanho.
A utilização de ultra-sons na fundição é um método inovador e em constante
desenvolvimento. A utilização de energia acústica permite, obter na fundição estruturas
globulares nas ligas de Al-Si, promovendo uma melhoria nas propriedades mecânicas da peça
vazada, devido ao seu mecanismo de afinação de grão por cavitação acústica e fragmentação
dendrítica.
Neste trabalho foi analisada a afinação de grão através do tratamento por ultra-som
através da aplicação de energia acústica por imersão do radiador de ultra-sons no metal
líquido na moldação em areia verde, tendo sido feitos três ensaios, com moldes de diâmetro
igual a 30 mm, 45 mm e 60 mm e com comprimento de 130 mm. Também foram feitos três
ensaios para os mesmos diâmetros e comprimento, mas que não foram sujeitas ao uso de
ultra-sons. Foi também feita a análise térmica em três pontos do fundido, inicio, meio e fim.
Os resultados evidenciam que o processamento por vibração acústica promove a
afinação de grão, pois, garante a redução do tamanho médio de grão e também promove a
fragmentação dendrítica.This work is intended to obtain the master degree in Mechanical Engineering from the
Minho University. This work carried out in the foundry laboratory, on the Department of
Mechanical Engineering, Minho University, aims to study the technology of ultrasonic
vibration, and the evolution of their influence on the microstructural morphology for the alloy
A356.
The foundry process is a technique of production of great importance allowing the
production of parts with great variety of forms and sizes.
The use of ultrasounds in foundry is an innovative method and in constant
development and in foundry, the use of acoustic cavitation allows obtaining globular
structures in Al-Si alloys, promoting an improvement of the mechanical properties of casting,
due to the mechanism of grain refinement by cavitation and dendritical fragmentation.
In this work the grain refinement was analyzed through ultrasound treatment on as
follows: application of acoustic energy by immersing the radiator in an ultrasonic liquid
metal on a casting of green sand, having been made three castings, with casts of 30 mm, 45
mm, 60 mm of diameter and 130 mm of length. It was also made three castings for the same
diameter and length, but ultrasounds weren’t used. Also, it was made a thermal analysis on
three points, in the beginning, middle and on the end of the cast.
The results show that the processing of acoustic vibration promotes the refinement of
grain, therefore, guarantees the reduction of grain size and the dendritical fragmentation
