O Aluminio e Suas Ligas

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da matriz base e porosidade. Á uma Melhora a soldabilidade de peças. Porém, o excesso prejudica a usinagem. Quando em valores acima de 12,7% a liga se torna hipereutética e, o silício em excesso cria áreas de elevada dureza na matriz, diminuindo a vida útil das ferramentas de usinagem.)

Magnésio: Aumenta a resistência a oxidação, possibilita a utilização de tratamento térmico para melhora das propriedades mecânicas e assim como o silício, garante boa soldabilidade ao material. A desvantagem do magnésio é o aumento da oxidação da liga quando se encontra no estado líquido, formando excesso de borra.

Cobre: Junto com o silício, são cruciais nas ligas de alumínio. Facilmente solubilizado no metal líquido, defacil usinagem das peças, com elevada resistência mecânica e reduz a microporosidade. Por outro lado, a presença de cobre diminui a resistência a quente e a resistência a corrosão, existi ligas livres de cobre desenvolvidas especialmente para ambientes corrosivos, como “CopperFree”

Manganês: Garante uma melhor resistência a quente e é também utilizado como corretor, combinando-se com o ferro e mudando sua forma de solidificação, de acicular para dendrítica. Isso diminui as tensões internas do material depois de solidificado. O manganês também aumenta o índice de segregação da liga, diminuindo a ductibilidade e a escoabilidade do metal.

Zinco: Encontrado sempre associado ao Mg, o zinco garante elevada resistência mecânica e maior ductilidade. Por outro lado, diminui a resistência a corrosão salina, aumenta a contração na solidificação e causa fragilidade a quente.

Ferro: A presença de ferro na liga diminui a ductilidade e algumas propriedades mecânicas como e resistência ao impacto e a fadiga. Quando na forma acicular também aumenta o índice de porosidade. Em conjunto com Mn e Cr, prejudica também a usinabilidade devido a formação de compostos intermetálicos mais duros do que o alumínio e prejudiciais para as ferramentas de usinagem.No processo de fundição por gravidade o ferro é uma impureza e sua concentração deve ser mantida o mais baixa possível uma vez que nenhum dos seus efeitos é benéfico para a produção. Já no setor de fundição sob pressão, apesar de fragilizante, a presença deste elemento é necessária, o ferro ajuda na remoção da peça da cavidade, diminuindo a aderência desta à ferramenta. Isto aumenta a vida útil do molde. Os teores de Fe, Mn e Cr merecem atenção especial. Estes elementos formam compostos intermetálicos, também conhecidos como sludge, estas fases, por serem mais densas que o alumínio, depositam-se no fundo dos fornos. A dureza elevada desses compostos também prejudica os processos seguintes da produção como acabamento e usinagem.

4. ELEMENTOS DE ALUMÍNIO PARA FUNDIÇÃO

A fundição, é um processo para a obtenção de peças de metal hoje em dia com a tecnologia existente, é indicada para a produção de peças em grande escala mantendo-se a qualidade. O mercado atual oferece diversas ligas ideais para os processos de fundição, sendo que deve ser escolhida de acordo com as necessidades e propriedades finais visada para peças a serem produzidas. Os principais elementos do alumínio para fundição são:

Alumínio-magnésio:indicadas para peças que posteriormente passarão por tratamento térmico que adquirem excelentes propriedades. Essas ligas possuem ductilidade, resistência mecânica e à corrosão elevadas e são de fácil usinagem, porém são as ligas que apresentam problemas na fundição. São utilizadas principalmente em locais agressivos, como em contato com água salina.

Alumínio-cobre: normalmente contém magnésio como elemento secundário, são ligas tratáveis e de boa usinabilidade. A resistência à oxidação é baixa, o que torna as peças produzidas com ligas sujeitas a corrosão externa e intergranular. Tem como uma das principais aplicações a produção de componentes, principalmente estrutura, de automóveis.

Alumínio-silício: São ligas não tratáveis termicamente, massão as mais utilizadas em processos de fundição. Isto se deve ao fato que o silício abaixa o ponto de fusão do alumínio sem fragilizá-lo e confere excelente fluidez ao material quando próxima da composição eutética. Porém a usinabilidade é prejudicada, e quando hipereutético apresenta fases de silício primário, que prejudica as ferramentas. São utilizadas na fabricação de componentes automotivos, em cilindros e bombas por exemplo. Quando necessário pode se adicionar um pouco de magnésio para tornar a liga suscetível a tratamento térmico. Uma vez que a atividade principal foi realizada em cima de uma liga alumínio silício, esta será aprofundada a seguir.

5. ELEMENTO ALUMÍNIO SILÍCIO

Atualmente as ligas representam 95% da produção por fundição devido a combinação de propriedades que podem ser atingidas. Entre elas, as mais importantes: fluidez e baixo coeficiente de expansão que minimiza o aparecimento de trincas durante a solidificação da peça. Se tratando de microestrutura, esta é formada de uma fase primária que pode ser alumínio ou silício puro e, uma fase composta por elementosem conjunto. Quando adicionada a quantidade do eutético de silício ao alumínio, a microestrutura deixa de possuir duas fases, passando a ser composta totalmente pela fase eutética. Elementos com teor de silício entre 11% e 13% são consideradas eutéticas, porém a concentração exata do alumínio fica combinado com silício é de 12,7%. Sendo assim, elementos com porcentagem menor são chamadas hipoeutéticas e as com porcentagem maior hipereutéticas.

Hipoeutéticaselemento utilizado na fundição sob pressão. A solidificação destes elementos acontece em intervalo bastante extenso, 590 - 520 ºC e ocorre de forma pastosa, devido à formação de dendritas de alumínio puro ao invés de agulhas de alumínio-silício. O intervalo de solidificação permite que o elemento “acomode‟ melhor enquanto volta a forma sólida, garantindo uma boa compactação da peça. A solidificação pastosa é benéfica para o processo de fundição sob pressão, uma vez que a pressão exercida sobre o metal líquido é transmitida mais uniformemente por tempo do que se o processo ocorresse por casca. Isto reduz a formação de rechupes.

As principais características destes elementos são:

Boa fluidez; pouca tendência a formação de trincas a quente; extenso intervalo de solidificação.

Eutéticas como já citado, são compostas entre 11% e 13% de silício em peso.