Trabalho de Fundição de aluminio

7/23/2019 Trabalho de Fundio de aluminio

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HUGO THOMAZ

DOUGLAS OLIVEIRA

FUNDIOTURMA 3E

FUNDIO EM ALUMINIO

Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia Sul-rio-grandense

Campus Sapucaia do Sul

Curso de Bacharelado em Engenharia Mecnica

Sapucaia do Sul, 5 de outubro de 2015


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Fundio do alumnio

Introduo ao alumnio

um dos primeiros processos industriais utilizados na produo de artigos de metal. A

fundio em alumnio pode ser feita por gravidade, com uso de areia ou molde metlico, e sob

presso, (alta ou baixa). Alm desses h tambm processos especiais, com cera perdida e

tixofundio.

As peas fundidas de alumnio tm suas principais aplicaes na rea automotiva e detransportes. Como exemplo, podem-se citar blocos de motor, cabeotes, caixas de cmbio, carcaas

e rodas para automveis e veculos pesados, entre outros.

As peas de alumnio podem ser produzidas a partir dos seguintes processos:

Fundio em areia;

Fundio em Coquilha;

Fundio sob presso;

Tixofundio.

Histria do alumnio

O alumnio, apesar de ser o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre, o metal

mais jovem usado em escala industrial. H sete milnios, ceramistas da Prsia j produziam seus

vasos com um tipo de barro que continha xido de alumnio, que hoje conhecemos como alumina.

Trinta sculos mais tarde, egpcios e babilnios usaram outra substncia contendo alumnio nafabricao de cosmticos e produtos medicinais.

Sua cronologia mostra que, mesmo nas civilizaes mais antigas, o metal dava um tom de

modernidade e sofisticao aos mais diferentes artefatos. No obstante, durante seus primeiros

usos, nada se sabia sobre o metal na forma como o conhecemos hoje, j que o alumnio s comeou

a ser produzido comercialmente h cerca de 150 anos.


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Cronologia

6000 a.C.

Os Persas fabricaram potes e recipientes de argila que continham xido de alumnio (Al2O3).

3000 a.C.

Argilas com alumina eram utilizadas por povos antigos do Egito e Babilnia para a fabricao

de cosmticos, medicamentos e corantes de tecidos.

1809

Primeira obteno do que at ento mais se aproximava do alumnio. Humphrey Davy foi o

mentor da descoberta, fundindo ferro na presena de alumina.

1821

O francs P. Berthier descobre um minrio avermelhado, que contm 52% de xido de

alumnio, perto da aldeia de Ls Baux, no sul da Frana. a descoberta da bauxita, o minrio mais

comum de alumnio.

1825

O fsico dinamarqus Hans Christian Oersted consegue isolar o alumnio de outra maneira, a

partir do cloreto de alumnio na forma como conhecido hoje.

1854

Primeira obteno do alumnio por via qumica, realizada por Henry SaintClaire Deville.


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1855

Deville mostra, na exposio de Paris, o primeiro lingote de um metal muito mais leve que o

ferro. Torna-se pblico o processo de obteno de alumnio por meio da reduo eletroltica da

alumina dissolvida em banho fundido de criolita. Esse procedimento foi desenvolvido separadamente

pelo norte-americano Charles Martin Hall e pelo francs Paul Louis Toussaint Hroult, que odescobriram e o patentearam quase simultaneamente. Esse processo ficou conhecido como Hall-

Herult e foi o que permitiu o estabelecimento da indstria global do alumnio.

1945

Na cidade de Ouro Preto (MG) produzido o primeiro lingote de alumnio do Hemisfrio Sul,

na fbrica da Elquisa.

Obteno da matria prima Processo de transformao do minrio em metal

O alumnio no ocorre isolado na crosta terrestre e sua obteno depende de etapas de

processamento at chegar ao seu estado metlico. Para que a produo do alumnio seja

economicamente vivel, preciso que os minrios geradores de alumnio - sendo a bauxita oprincipal - contenham, no mnimo, 30% de alumina.

A alumina, xido de alumnio de alta pureza, obtida do processamento da bauxita em operaes

qumicas, por meio do processo Bayer. Nesta etapa, conhecida como Refinaria, o minrio

transformado em alumina calcinada, que ser utilizada em seguida no processo eletroltico, como o

principal insumo para a produo de alumnio.

A transformao da alumina em alumnio metlico recebe o nome de Reduo, e se realiza em

cubas eletrolticas em altas temperaturas, processo patenteado em 1886 por Hall-Heroult.

Neste processo, o alumnio se deposita no fundo da cuba, sendo extrado por suco para cadinhos,

que transferem o metal lquido fundio para a obteno do alumnio primrio. Na forma de

lingotes, vergalhes, placas e tarugos, o alumnio est pronto para a transformao em indstrias

que atendem diversos setores.

O alumnio produzido a partir de duas etapas. Inicialmente ocorre a transformao da

bauxita (mineral contendo o metal e impurezas tal como o ferro) em xido de alumnio identificado

como alumina. Esta etapa, conhecida como processo Bayer, elevada a efeito de dissoluo do

mineral em soda custica, NAOH, seguida da obteno do xido (Al2O3). A soda custica dissolve


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parcialmente o mineral, gerando uma parte slida rica em xido de ferro, conhecido como lama

vermelha, e uma parte lquida, contendo o on Al(OH)4- .

Este xido tem alta estabilidade, e, portanto, a separao dos seus dois constituintes s

ocorre sob condies especificas e associadas com alto consumo de energia. Tais condicionantes

so atendidas atravs da dissoluo da alumina em sais fundidos (NaCl com KCl) seguida dareduo do alumnio (Al3+).

A dissoluo importante para que o alumnio se separe do oxignio e passe a existir na

forma inica Al3+, no seio da massa lquida o que ocorre atravs da reao:

2al2o3 = 3alo2- + Al3+

Para obt-lo na forma slida, necessria a cesso de trs eltrons, a qual concretizada

atravs de uma passagem de uma corrente eltrica (dai o alto consumo energtico) pelo local onde

ocorre a reao de reduo (catodo) da clula eletroqumica industrial, ou seja, tem-se na regio

catdica do reator Al+ + 3e- = Al0

O consumo de eletricidade to grande (na ordem de 18000kwh/Tonelada) que algumas

fbricas de produo de alumnio no Brasil foram projetadas com a incluso de uma hidroeltrica

para atender as suas demandas energticas, com o excedente sendo vendido para utilizao

comum. O alumnio tambm produzido por reciclagem, na qual o consumo energtico bem menor

(700kWh/Tonelada), uma vez que a demanda energtica esta relacionada apenas com a fuso. O

Brasil esta entre os pases do mundo que apresentam os melhores ndices de reciclagem de

alumnio metlico.

interessante apontar para o fato de que um reator eletroqumico pode ser utilizado tanto

para a obteno de alguns metais (ex: alumnio e zinco) como para o refino de outros (ex: cobre e

estanho). So procedimentos industriais baseados em princpios terico semelhantes, mas que

apresentam objetivos diferentes. Na eletrlise, o metal, de fato, obtido a partir de sua forma inica,

ctions que se encontram disponveis no seio do eletrlito. Por outro lado, no eletro-refino o metal

impuro j existe (ex: com 98% de pureza) constitui e, ao migrar para o catodo, deposita-se neste de

forma praticamente pura.


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A base terica inicial das reaes eletroqumicas est associada com o atendimento de que

algumas espcies, metlicas, gasosas ou mesmo inicas, apresentam capacidade para trocar

eltrons entre si. A cesso de eltrons identificada como oxidao e o recebimento como

reduo. Essas etapas ocorrem, respectivamente, no anodo e no catodo, que so os eletrodos de

uma clula eletroqumica, que, por sua vez, possuem ainda o eletrlito como um meio depositrio

de ons (ctions e nions) que garante a condutividade eltrica entre os eletrodos e assim ocorrncia

de ao global de oxi-reduo (redox).

Processo completo da Reduo no fluxograma abaixo:

Descrio dos processos de fundio para o alumnio

Em geral, o alumnio primrio utilizado para extruso, laminao e fundio.

Extruso

O alumnio, atravs do processo de extruso, pode ser moldado em uma infinidade de formas

e ser transformado em uma grande variedade de tubos e perfis, por exemplo.

Os tarugos de alumnio so aquecidos a 500C e forados a fluir atravs de uma matriz (como

acontece quando se aperta um tubo de pasta de dentes), formando perfis para inmeras aplicaes.


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O alumnio vem substituindo o cobre como metal preferido para tubulaes em trocadores de

calor e condicionadores de ar.

Emisses geradas pelo processo de extruso

Aps a extruso, as sees so resfriadas e temperadas, recebendo, quando necessrio,

tratamento de superfcie. Esses tratamentos de superfcie podem gerar emisses, porque o banho

eletroltico, ao quais os perfis da extruso so submetidos para ganhar uma camada protetora,

contm compostos de alumnio. Os efluentes dos banhos podem ser minimizados se forem

selecionados tratamentos adequados para limpar as emisses que entram em contato com a gua e

o ar.

Laminao

O alumnio pode ser processado a quente ou a frio.

O alumnio um metal muito malevel, podendo ser laminado de 60 cm a 2-6 mm. Como produto

final, as folhas de alumnio podem ter a espessura de at 0,006 mm e continuar impermeveis luz,

aroma ou sabor.

O alumnio, por si s, forma uma camada protetora, que o torna altamente resistente corroso. H,

ainda, uma srie de tipos de tratamento de superfcie que incrementam essas propriedades.


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Emisses geradas pela laminao

O leo utilizado nos diferentes processos da laminao, para garantir a perfeio da

superfcie e controlar a temperatura, pode gerar emisses.

Quando as tiras recebem tratamento de superfcie, os solventes da pintura podem ser

liberados no forno de secagem. Existem diversos programas de pesquisa e desenvolvimento em

andamento, para reduzir a quantidade de solventes em tintas e vernizes e utilizar revestimentos com

menor impacto ambiental.

Fundio

As propriedades do alumnio podem ser alteradas pela adio de pequenas quantidades de

outros metais, para obteno de ligas de alumnio.

Esses metais podem aumentar a resistncia, brilho e flexibilidade do alumnio, dependendoda aplicao final. Podem, ainda, torn-lo mais fcil de moldar, permitindo uma variedade infindvel

de produtos.

Os materiais mais comuns nas ligas de alumnio so o cobre, magnsio e silcio. Para aumentar a

sua qualidade, substncias que promovem o refino dos gros, como o estrncio, sdio e titnio /

boreto de titnio, tambm so adicionados em pequenas quantidades.


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Os quatro mtodos principais de fundio so:

Fundio em areia

Fundio a baixa presso

Fundio em molde permanente

Fundio a alta presso

O produto fundido geralmente requer acabamento com mquinas e, frequentemente, recebe

revestimento.

Emisses geradas na fundio

Geralmente, a fuso e a fundio em moldes permanentes no produzem efeitos negativos

no meio ambiente. Quando o vazamento em areia, compostos orgnicos so utilizados. Nesse

caso, necessrio tratar as emisses, para garantir que os nveis de emisses no ar e na gua nosejam excedidos. No caso de revestimentos, as emisses so as mesmas produzidas no processo

de laminao.

Parmetros de processo

Mtodos de Fundio

Existem vrios mtodos de fundio, como por exemplo: fundio por coquilha, fundio por

injeo, fundio sob presso, fundio por centrifugao, fundio contnua e fundio de preciso.

Fundio por coquilha

Trata-se de um sistema onde o alumnio fundido ou derramado por gravidade em

cavidades mecnicas (negativo) ou formas de metal macio no aderente liga fundida.

Fundio por injeo

Basicamente obedece ao mesmo processo da coquilha, porm o molde mecanizado.

Existem menos restries geometria das peas, pois o molde fabricado por modernos processos

como eletroeroso, por laser, entre outros, que do excelente acabamento, possibilitando menos

usinagens nas peas.

Fundio sob presso

Consiste em forar o alumnio liquido sob presso, a penetrar na cavidade do molde,

chamado matriz. Devido presso e a consequente alta velocidade de enchimento da cavidade do


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molde, o processo possibilita a fabricao de peas de formas bastante complexas e de paredes

mais finas do que os processos por gravidade, permitem.

Fundio por centrifugao

O processo consiste em vazar-se alumnio lquido num molde dotado de movimento de

rotao, de modo que a fora centrfuga origine uma presso alm da gravidade, que obriga o

alumnio lquido ir de encontro com as paredes do molde onde aquele se solidifica.

Fundio de continua

Neste processo, as peas fundidas so longas, com seces quadrada, retangular,

hexagonal ou de formatos diversos. Em outras palavras, o processo funde barras de grande

comprimento com as seces mencionadas, as quais sero posteriormente processadas por

usinagem ou pelos mtodos de conformao mecnica no estado slido. Em princpio, o processoconsiste em vazar-se o alumnio lquido num cadinho aquecido. O alumnio lquido escoa atravs de

matrizes de grafite ou cobre resfriados na gua.

Fundio de preciso

Os processos de fundio por preciso utiliza um molde obtido pelo revestimento de um

modelo consumvel com uma pasta ou argamassa refratria que endurece temperatura ambiente

ou mediante a um adequado aquecimento. Uma vez que essa pasta refratria foi endurecida, o

modelo consumido ou inutilizado. Tem-se assim uma casca endurecida que constitui o moldepropriamente dito, com as cavidades correspondentes pea que se deseja produzir. Vazado o

alumnio lquido no interior do molde, e solidificado a pea correspondente, o molde igualmente

inutilizado.

Moldes para fundio

Existem diversos tipos de moldes de fundio. Alguns em areia, outros em gesso ou materiais

refratrios diversos, existem ainda moldes cermicos e metlicos, descartveis, reciclveis,

mecanizados, manuais, etc.

Molde em areia verde

Consiste na elaborao do molde com areia mida modelada pelo formato do modelo da

pea a ser fundida. o mtodo mais empregado na atualidade, serve para todos os metais.

especialmente apropriado para peas de tamanho pequeno e mdio. No adequado para peas

grandes, de geometria complexas, nem para acabamentos finos, pois ficam as marcas de

corrugamento da areia, e sua tolerncia dimensional reduzida.


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Molde em areia seca

Este tipo de molde se consolida em altas temperaturas (entre 200 e 300C). Este mtodo

utilizado para aumentar a resistncia mecnica e a rigidez da forma de fundio. Este processo

permite a modelao de peas de grandes dimenses e geometrias complexas. A preciso

dimensional boa e o acabamento superficial bom, pois o corrugamento das peas causado pelaareia bem menor.

Molde mecnico

Atualmente, ao invs da conformao em areia de forma convencional por compactao

manual, usa-se um tipo molde mais compactado chamado de molde mecnico. Trata-se de um

sistema desenvolvido para que o material de conformao do molde seja comprimido atravs de

equipamento pneumtico ou hidrulico cujas cavidades mecnicas (negativo) ou formas recebam o

metal com maior tamanho densidade ou presso, de forma a suportar os esforos sem que ocorram

desmoronamentos durante o preenchimento. Este sistema foi desenvolvido para resolver as

deficincias da utilizao dos moldes em areia verde, menos resistente.

Moldes para micro fuso

O modelo em cera pr-aquecido, portanto derreter e escorrer para fora do molde, ficando

desta forma a cavidade pronta para receber o material fundido.

.A principal vantagem deste sistema a ausncia de machos e de superfcies de junta,ficando a pea com acabamento fino e precisando de pouca usinagem principal.

Coquilha x fundio em areia

A pea fundida em coquilha possui um custo final menor por pea, pois a fundio em areia

varia em funo das quantidades no que interfere pouco no coquilhamento.

A produo maior e mais rpida no coquilhamento.

Possui uma qualidade superior em acabamento.

As peas podem ser fundidas em buchas, insertos e postios.

Na mesma ferramenta possvel alterar os dimetros dos furos ou dimenses das buchas e

insertos sem alterar o molde, apenas alterando o postio do molde.

A fabricao de pequenas quantidades para teste ou amostras no depende de programao

de produo.


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Coquilha x Shell moulding:

A pea fundida em coquilha possui um custo menor por pea, pois a fundio em shell varia

em funo das quantidades, o que interfere pouco no coquilhamento

A produo equivalente nos dois processos, porm o tempo inicial para a produo em

coquilha menor.

Possui uma qualidade similar em acabamento.

O custo molde e similar comparando-se com a placa shell metlica.

Coquilha x injeo de alumnio

A produo da pea injetada superior a coquilha

O custo de molde bem superior no processo de injeo, tornando-se vivel apenas para

grandes quantidades mensais ou dirias.

Coquilha x usinagem

A qualidade da pea usinada superior a coquilha.

A produo superior na coquilha, e o prazo de entrega menor para mdiasquantidades.

Na usinagem o manuseio de peas de grandes dimenses mais fcil.

No existe gerao de sucata no coquilhamento, dependendo do formato da pea o custo

indireto por gerao de sucata pode ser maior que o valor da pea no processo de usinagem.

Vantagens do Aluminio

As caractersticas do alumnio permitem que ele tenha uma diversa gama de aplicaes. Por

isso, o metal um dos mais utilizados no mundo todo. Material leve, durvel e bonito, o alumnio

mostra um excelente desempenho e propriedades superiores na maioria das aplicaes. Produtos

que utilizam o alumnio ganham tambm competitividade, em funo dos inmeros atributos que este

metal incorpora como pode ser conferido a seguir:


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Leveza

Caracterstica essencial na indstria de transportes, a leveza do alumnio representa menor

consumo de combustvel, menor desgaste, mais eficincia e capacidade de carga. Para o setor de

alimentos, traz funcionalidade e praticidade s embalagens por seu peso reduzido em relao a

outros materiais.

Elevada conduo de energia

O alumnio um excelente meio de transmisso de energia, seja eltrica ou trmica. Um

condutor eltrico de alumnio pode conduzir tanta corrente eltrica quanto um de cobre, que duas

vezes mais pesado e, consequentemente, caro. Por isso, o alumnio muito utilizado pelo setor de

fios e cabos.

O metal tambm oferece um bom ambiente de aquecimento e resfriamento. Trocadores e

dissipadores de calor em alumnio so utilizados em larga escala nas indstrias alimentcia,

automobilstica, qumica, aeronutica, petrolfera, etc. Para as embalagens e utenslios domsticos,

essa caracterstica confere ao alumnio a condio de melhor condutor trmico, o que na cozinha

extremamente importante.

Impermeabilidade e opacidade

Caracterstica fundamental para embalagens de alumnio para alimentos e medicamentos. O

alumnio no permite a passagem de umidade, oxignio e luz. Essa propriedade faz com que o metal

evite a deteriorao de alimentos, remdios e outros produtos consumveis.

Alta relao resistncia/peso

Importante para a indstria automotiva e de transportes, confere um desempenho excepcional

a qualquer parte de equipamento de transporte que consuma energia para se movimentar. Aos

utenslios domsticos oferece uma maior durabilidade e manuseio seguro, com facilidade de

conservao. Com uma resistncia trao de 90 Mpa, por meio do trabalho a frio, essa propriedadepode ser praticamente dobrada, permitindo seu uso em estruturas, com excelente comportamento

mecnico, aprovado em aplicaes como avies e trens.

Beleza

O aspecto externo do alumnio, alm de conferir um bom acabamento apenas com sua

aplicao pura, confere modernidade a qualquer aplicao por ser um material nobre, limpo e que

no se deteriora com o passar do tempo. Por outro lado, o metal permite uma ampla gama de

aplicaes de tintas e outros acabamentos, mantendo sempre o aspecto original e permitindosolues criativas de design.


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Durabilidade

O alumnio oferece uma excepcional resistncia a agentes externos, intempries, raios

ultravioleta, abraso e riscos, proporcionando elevada durabilidade, inclusive quando usado na orla

martima e em ambientes agressivos.

O alumnio tem uma autoproteo natural que s destruda por uma condio agressiva ou por

determinada substncia que dissipe sua pelcula de xido de proteo. Essa propriedade facilita a

conservao e a manuteno das obras, em produtos como portas, janelas, forros, telhas e

revestimentos usados na construo civil.

Maleabilidade e soldabilidade

A alta maleabilidade e ductilidade do alumnio permite indstria utiliz-lo de diversas formas.

Suas propriedades mecnicas facilitam sua conformao e possibilitam a construo de formas

adequadas aos mais variados projetos.

Resistncia corroso

O alumnio tem uma autoproteo natural que s destruda por uma condio agressiva ou

por determinada substncia que dissipe sua pelcula de xido de proteo. Essa propriedade facilita

a conservao e a manuteno das obras, em produtos como portas, janelas, forros, telhas e

revestimentos usados na construo civil, bem como em equipamentos, partes e estruturas de

veculos de qualquer porte. Nas embalagens fator decisivo quanto higienizao e barreira

contaminao.

Resistncia e dureza

Ao mesmo tempo em que o alumnio possui um alto grau de maleabilidade, ele tambm pode

ser trabalhado de forma a aumentar sua robustez natural. Com uma resistncia trao de 90 Mpa,

por meio do trabalho a frio, essa propriedade pode ser praticamente dobrada, permitindo seu uso em

estruturas, com excelente comportamento mecnico, aprovado em aplicaes como avies e trens.

Possibilidade de muitos acabamentos

Seja pela anodizao ou pela pintura, o alumnio assume a aparncia adequada para

aplicaes em construo civil, por exemplo, com acabamentos que reforam ainda mais a

resistncia natural do material corroso.

Infinitamente reciclvel

Uma das principais caractersticas do alumnio sua alta reciclabilidade. Depois de muitosanos de vida til, segura e eficiente, o alumnio pode ser reaproveitado, com recuperao de parte


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significativa do investimento e economia de energia, como j acontece largamente no caso da lata de

alumnio. Alm disso, o meio ambiente beneficiado pela reduo de resduos e economia de

matrias-primas propiciadas pela reciclagem.

Aplicaes das peas fundidas

Principais grupos de ligas trabalhveis

Ligas das srie 3XXX

Uma das mais utilizadas. Sua conformabilidade e a resistncia corroso so similares s do

alumnio comercialmente puro (ligas da srie 1XXX), com propriedades mecnicas um pouco

maiores, particularmente quando deformadas a frio.

Ligas da srie 5XXX

So as mais resistentes. Esto disponveis em vrios formatos, como lminas, chapas, perfis, tubos,arames, etc. Elas tambm possuem elevada resistncia corroso e so facilmente produzidas e

soldadas.

Ligas tratadas termicamente de mdia resistncia:

Contm magnsio e silcio (ligas da srie 6XXX) e possuem elevada resistncia corroso, mas

perdem um pouco da sua capacidade de serem trabalhadas (o que, em sees estruturais retas,muito difundidas em aplicaes estruturais, irrelevante).

Ligas tratadas termicamente de elevada resistncia:

Tm no cobre (srie 2XXX) ou zinco (srie 7XXX) os principais elementos de liga. So to

resistentes quanto o ao estrutural, mas necessitam de proteo superficial. Estas ligas so

utilizadas quando o fator resistncia/peso for o principal, como na aviao.


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Tabela das Ligas de Alumnio Trabalhveis

Liga Caractersticas Aplicaes

10501100

Alumnio comercialmente puro, muito dctil noestado recozido, indicado para deformao a frio.Estas ligas tm excelente resistncia corroso, aqual crescente com o aumento da pureza da liga

Equipamentos para indstrias alimentcias, qumicas,bebidas, trocadores de calor ou utenslios domsticos.

1350 Alumnio 99,5% de pureza, com condutibilidademnima de 61% IACS. Barramentos eltricos, peas ou equipamentos quenecessitem de alta condutibilidade eltrica.2017202421172219

Ligas de AlCu, com elevada resistncia mecnica,alta ductibilidade, mdia resistncia corroso eboa usinabilidade.

Peas usinadas e forjadas, indstria aeronutica, transporte,mquinas e equipamentos.

3003 Ligas de AlMn, com boa resistncia corroso,boa conformabilidade e moderada resistnciamecnica. So ligas de uso geral.

Carrocerias de nibus e de furges, equipamentosrodovirios e veculos em geral, reboques, vages, utensliosdomsticos, equipamentos para indstria qumica ealimentcia, telhas, cumeeiras, rufos, calhas, forros,construo civil e fachadas.

40434047

Ligas de AlSi utilizadas em varetas de solda. Soldagem das ligas das sries 1XXX, 3XXX e 6XXX.

50055052

5056

Ligas de AlMg so dcteis no estado recozido,mas endurecem rapidamente sob trabalho a frio.

Alta resistncia corroso em ambientesmartimos. Em geral a resistncia mecnicaaumenta com os teores crescentes de Mg.

Carrocerias de nibus e de furges, equipamentosrodovirios e veculos em geral, estruturas solicitadas,

reboques, vagotilde;es ferrovirios, elementos estruturais,utenslios domsticos, equipamentos para indstria qumica ealimentcia, telhas, cumeeiras, rufos, calhas, forros,construo civil, fachadas e embarcaes.

6053606160636351

Ligas de AlMgSi, tratveis termicamente comexcelente resistncia mecnica na tmpera T6.

Carrocerias de nibus e de furges, equipamentosrodovirios e veculos em geral, estruturas solicitadas,reboques, vages ferrovirios, elementos estruturais,utenslios domsticos, equipamentos para indstria qumica ealimentcia, telhas, cumeeiras, rufos, calhas, forros,construo civil, fachadas e embarcaes.

70757178

Ligas de AlZn, tratveis termicamente, altaresistncia mecnica, boa resistncia corroso eboaconformabilidade.

Peas sujeitas aos mais elevados esforos mecnicos emindstria aeronutica, militar, mquinas e equipamentos,moldes para injeo de plstico e estruturas.

Propriedades dos fundidos

Propriedades Mecnicas

As propriedades mecnicas so determinadas por ensaios rotineiros de amostras

selecionadas como sendo representativas do produto. Estes ensaios mecnicos so normalmente

destrutivos de modo que no devem ser efetuados em produtos acabados, pois alteram suascondies de funcionalidade. Obtm-se corpos-de-prova de amostras que tenham sido elaboradas

do mesmo modo que o produto, exceto no caso de peas fundidas e forjadas. Os ensaios de peas

fundidas so feitos em corpos-de-prova do mesmo vazamento do metal da pea fundida e

elaborados ao mesmo tempo. Com as peas forjadas, os ensaios, geralmente, so feitos em

pedaos cortados do mesmo metal da pea.


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Os valores das propriedades mecnicas podem dividir-se em dois grupos:

Valores garantidos: parmetros mnimos estabelecidos pelas especificaes

Valores tpicos: obtidos por meio de dados estatsticos propiciados por ensaios rotineiros, que

garantem que o material obedece s especificaes.

Principais Propriedades dos Alumnios:

um dos primeiros processos industriais utilizados na produo de artigos de metal. As

propriedades do alumnio e a tecnologia moderna oferecem excelentes condies, com controles

cientficos adequados, para que se possa produzir grandes quantidades de peas mantendo uma

qualidade uniforme. O mercado conta com excelentes ligas de alumnio que proporcionam uma

grande variedade de propriedades para as peas fundidas. As principais so:

Baixa temperatura de fuso

Alta condutividade trmica

Forte tendncia a oxidao

Baixa densidade

Elevado coeficiente de dilatao.

Limite de resistncia trao

a mxima tenso que o material resiste antes de haver sua ruptura. Calcula-se dividindo a

carga mxima (em quilogramas) aplicada durante o ensaio, pela seo transversal em milmetros

quadrados do corpo-de-prova. Para o alumnio puro recozido, essa razo de aproximadamente

48MPa (4,9 kg/mm2). O valor aumenta em funo da liga, do trabalho a frio e do tratamento trmico

(quando possvel).

Limite de Escoamento

Consiste na tenso em que o material comea a deformar-se plasticamente e que para o

alumnio de 0,2% do comprimento original medido em um corpo-de-prova normal. importantedefinir este grau de deformao permanente porque as ligas de alumnio no possuem limite de


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escoamento to pronunciado como a maioria dos aos. O limite do alumnio puro de

aproximadamente 12,7 Mpa (1,3 kg/mm2).

Alongamento

O alongamento expresso em porcentagem relativamente ao comprimento original medido

em um corpo-de-prova normal e calculado pela diferena entre os pontos de referncia, antes e

depois do ensaio de trao. Esse alongamento indica a ductilidade do metal ou da liga. Quanto mais

fino o corpo-de-prova, menor ser o alongamento e vice-versa.

Dureza

Define-se como a medida da resistncia de um metal penetrao. Existem vrias maneiras

de se determinar a dureza de um material. Para os metais, os mais comuns so os mtodos de

Brinell, Vickers e Rockwell. No existe uma relao direta entre o valor da dureza e as propriedades

mecnicas das vrias ligas de alumnio. Os elementos de liga aumentam em muito sua resistncia

com o alumnio, assim como o tratamento trmico e o endurecimento pelo trabalho a frio. Entretanto

a dureza significativamente mais baixa do que a maioria dos aos.

Mdulo de elasticidade (Young)

O mdulo de elasticidade do alumnio do alumnio de 7030 kg/mm2. A adio de outros

materiais nas ligas no altera esse valor consideravelmente, que pode chegar a at 7500 kg/mm2.

Portanto, o ndice do alumnio representa um tero do mdulo de elasticidade do ao. Essa

propriedade d ao alumnio a vantagem de dar s estruturas de alumnio uma elevada capacidade de

amortecer golpes e reduzir as tenses produzidas pela variao da temperatura.

Tenso de fadiga

Quando uma tenso oscilante aplicada por um certo nmero de vezes sobre um mesmo

material, mesmo que os impactos tenham fora inferior ao seu limite de resistncia trao, previsvel uma falha por fadiga. Em muitas ligas de alumnio no h um limite inferior de tenso

abaixo do qual a fadiga nunca possa ocorrer, mas quanto menor a tenso, maior o nmero de ciclos

necessrios para produzir a falha. No alumnio, em testes normais, o limite de resistncia chega a 50

milhes de inverso de tenso e pode variar de 25% a 50% da tenso de ruptura, conforme a liga.

Temperaturas elevadas

O alumnio puro funde a 660C e vrias ligas possuem um ponto de fuso inferior a esse. O

metal puro e muitas ligas perdem um pouco a sua resistncia, ficando sujeitas a uma lentadeformao plstica, chamada de fluncia, se permanecer sobtenso por longos perodos em


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temperaturas acima de 200C. Por outro lado, ligas feitas para servios em altas temperaturas, como

s usadas em pistes, retm suas propriedades adequadamente, funcionando satisfatoriamente

dentro da faixa de temperatura de trabalho requerida.

Temperaturas baixas

Quando exposto a temperaturas abaixo de zero, o alumnio no se torna frgil. Sua

resistncia aumenta sem perder a ductilidade. Esta a caracterstica que leva uma liga de AlMg ser

escolhida para a construo de tanques soldados para armazenamento de gs metano liquefeito, em

temperaturas de160C.

Caractersticas Qumicas e Fsicas

Uma excepcional combinao de propriedades faz do alumnio um dos mais versteis

materiais utilizados na engenharia, arquitetura e indstria em geral.

Ponto de fuso: O alumnio possui ponto de fuso de 660C, o que relativamente baixo

comparado ao do ao, que da ordem de 1570C.

Peso especfico: A leveza uma das principais caractersticas do alumnio. Seu peso

especfico de cerca de 2,70 g/cm3, aproximadamente 35% do peso do ao e 30% do peso do

cobre.

Resistncia corroso: O alumnio possui uma fina e invisvel camada de xido, a qual

protege o metal de oxidaes posteriores. Essa caracterstica de autoproteo d ao alumnio uma

elevada resistncia corroso.

Condutibilidade eltrica: O alumnio puro possui condutividade eltrica de 62% da IACS(Internacional Annealed Copper Standard), a qual associada sua baixa densidade significa que um

condutor de alumnio pode conduzir tanta corrente quanto um condutor de cobre que duas vezes

mais pesado e proporcionalmente mais caro.

Condutibilidade trmica: O alumnio possui condutibilidade trmica 4,5 vezes maior que a do

ao.

Refletividade: O alumnio tem uma refletividade acima de 80%, a qual permite ampla

utilizao em luminrias.


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Propriedade antimagntica: Por no ser magntico, o alumnio frequentemente utilizado

como proteo em equipamentos eletrnicos. Alm disso, o metal no produz fascas, o que uma

caracterstica muito importante para garantir sua utilizao na estocagem de substncias inflamveis

ou explosivas, bem como em caminhes-tanque de transporte de combustveis.

Caracterstica de barreira: O alumnio um importante elemento de barreira luz, tambmimpermevel ao da umidade e do oxignio, tornando a folha de alumnio um dos materiais mais

versteis no mercado de embalagens.

Reciclagem: A caracterstica de ser infinitamente reciclvel, sem perda de suas propriedades

fsico-qumicas uma das principais vantagens do alumnio.

Todas essas caractersticas apresentadas conferem ao alumnio uma extrema versatilidade. Na

maioria das aplicaes, duas ou mais destas caractersticas entram em jogo, por exemplo: baixopeso combinado com resistncia mecnica; alta resistncia corroso e elevada condutibilidade

trmica.

A tabela a seguir compara as caractersticas dos trs metais mais utilizados pela sociedade

contempornea:

Propriedades fsicas tpicas Alumnio Ao Cobre

Densidade (g/cm) 2,70 7,86 8,96

Temperatura de fuso (C) 660 1500 1083

Mdulo de elasticidade (MPa) 70000 205000 110000

Coeficiente de dilatao trmica (L/C); 23.10-6 11,7.10-6 16,5.10-6

Condutibilidade trmica a 25C (Cal/cm/C) 0,53 0,12 0,94

Condutibilidade eltrica (%IACS) 61 14,5 10

Concluso

O Brasil tem aptido para a produo do alumnio, pois alm de possuir a terceira maior

reserva de bauxita do mundo, tem um alto potencial de gerao de energia hidreltrica, que de

acordo com a ABAL (2004) o insumo primordial para obteno do alumnio primrio atravs de

eletrlise, conforme j mencionado.

Os fabricante esto avanando em diversos setores, com a implantao das mais avanadas

tecnologias


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. A tendncia de aumento da demanda de produtos de alumnio obriga a indstria a

adaptao de produtos e processos para acompanhar esse avano ( ALCOA, 2005).

O conjunto de processos, tcnicas e metalurgia oferece uma base slida para o

desenvolvimento industrial, assim, as peas fundidas de alumnio apresentam hoje benefcios

apropriados as necessidades sempre crescentes, em quantidade e qualidades, conquistadas peloprogresso industrial, com base no avano do conhecimento cientifico e tecnolgico.

Referncia

Sites:

www.abal.com.br ABAL (Associao Brasileira do Alumnio)

www.eletrosil.com.br/fundio Indstrias de fundio

www.revistaaluminio.com.br Revista Alumnio

www.fba.com.br FBA Fundio Brasileira de Alumnio

wwwo.metalica.com.br/31-razoes-para-usar-fundidos-de-aluminio

www.ggdmetals.com.br
http://wwwo.metalica.com.br/31-razoes-para-usar-fundidos-de-aluminiohttp://wwwo.metalica.com.br/31-razoes-para-usar-fundidos-de-aluminio

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Trabalho de Fundição de aluminio