Buscar

Fusão e vazamento de Al-Si

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 15 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 15 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 15 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE 
 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
ÁGATHA DE FARIA SODRÉ SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUSÃO E VAZAMENTO DAS LIGAS DE ALUMÍNIO-SILÍCIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Volta Redonda 
2022 
Sumário 
1. Introdução ..................................................................................................................... 2 
2.Processo de produção .................................................................................................... 3 
2.1 Mineração ................................................................................................................... 4 
2.2. Refino ........................................................................................................................ 4 
2.3. Refino ........................................................................................................................ 7 
3. Benefícios do alumínio ................................................................................................. 8 
4. Classificação e aplicação .............................................................................................. 9 
5. Ligas alumínio silício ................................................................................................. 10 
5.1. Efeito do silício nas ligas de alumínio ..................................................................... 11 
5.2. Influência das impurezas na estrutura das ligas alumínio-silício ............................ 11 
5.3. Influência da adição de Elementos na Estrutura das Ligas Alumínio-Silício ......... 12 
6. Processo de fundição .................................................................................................. 13 
6.1 Cuidados durante o processo de fundição ................................................................ 13 
7. Conclusão ................................................................................................................... 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
 
O alumínio é um metal leve, mole e duradouro. Tem uma aparência cinza prateado e 
opaco, por causa da fina camada de óxidos que se cria velozmente no momento em que 
entra em contato com o ar. Não é tóxico como metal, não magnético, e não produz faíscas 
no momento em que é submetido ao atrito. Uma brilhante união de características 
proporciona que o alumínio seja um dos mais variados materiais usados na engenharia e 
em construções. Tem peso específico baixo, ainda que algumas de suas ligas tenham 
resistências superiores à resistência do aço estrutural. Possui resistência à corrosão alta 
ante a maioria das condições de serviço. Tem ótima condutibilidade térmica e elétrica e 
refletividade alta, tal para o calor, tal como para a luz. Possui ótima trabalhabilidade e 
permite uma grande diversidade de acabamento. É bastante leve tornando uma das 
principais qualidades do alumínio. Possui peso específico de 2,7 g/cm3. Sua massa é mais 
ou menos 35% da do aço e 30% da do cobre. O alumínio comercialmente puro possui sua 
força à tração de praticamente 90MPa. Seu uso como material estrutural neste estado é 
um pouco limitado. A partir de deformação/transformação do metal, tendo como 
exemplo, laminação a frio, sua resistência pode ser aumentada. Com pequenas adições de 
outros metais, como elementos de liga, tais como: manganês, silício, cobre, magnésio, 
zinco, etc. é possível aumentar ainda mais a resistência. Através dessas combinações, é 
permitido atingir qualidades tecnológicas ajustadas de acordo com a aplicação do produto 
final. As ligas também podem ter sua resistência aumentada pelo trabalho a frio. Algumas 
ligas, conseguem também apresentar aumento de resistência por intermédio de tratamento 
térmico, tanto que hoje algumas ligas de alumínio são capazes de ter resistência à tração 
de mais ou menos 700 Mpa. O alumínio e suas ligas perdem parte de sua resistência a 
elevadas temperaturas. Ainda que algumas ligas preservem ótima resistência entre 200 a 
260ºC. Em baixas temperaturas, entretanto, sua resistência aumenta sem perder a 
ductilidade, por isso o alumínio é um metal muito usado em aplicações a baixas 
temperaturas. Em 1827, o alemão Freidrich Wöhler descreveu o processamento de 
aquisição de alumínio em laboratório, através da reação de potássio com cloreto de 
alumínio anidro. O alumínio impuro constitui por volta de 8% da superfície do Globo, e 
se apresenta na forma de criolita (fluoretos de alumínio de sódio), bauxita (hidróxidos de 
alumínio com argila) ou também, granitos e mais sais silicatados e oxigenados. 
Aproximadamente todo o alumínio criado provém da própria bauxita, uma vez que os 
outros minérios tornam o processamento impraticável, seja pela ausência ou pela 
complicação de quebrar as ligações químicas, exigindo altas temperaturas. Inclusive 
sendo a bauxita o minério menos difícil para a aquisição desse metal, o processamento de 
modificação necessita de muita energia, sendo a proporção 1:14 000, isto é, para cada 1 
tonelada de alumínio tirado, necessita-se de 14 000 KW/h de energia elétrica. Daí tira-se 
a necessidade emergente de reciclagem do alumínio já criado, uma vez que a ação 
energética é 95% inferior, além de que, para se deteriorar na natureza, são necessários em 
volta de 400 anos. Um dos aspectos que tornam o alumínio tão atrativo é a capacidade de 
poder se misturar com a maior parte dos metais de engenharia, chamados de elementos 
de liga, e gerar as ligas de alumínio. No momento em que o alumínio se resfria e se 
solidifica, poucos dos constituintes da liga são capazes de ser retidos em solução sólida. 
Isso faz com que a disposição atômica do metal se torne mais rígida. Os átomos são 
capazes de serem visualizados como sendo arranjados em uma rede cristalina regular 
formando moléculas de tamanhos distintos daqueles do componente de liga principal. A 
essencial aplicação das ligas de alumínio é reforçar a resistência mecânica sem atrapalhar 
as outras características. Dessa maneira, novas ligas têm sido desenvolvidas combinando 
as características adequadas as aplicações específicas. 
 
O uso de cada componente da liga se altera de acordo com o número dos elementos 
existentes na liga e a sua relação com outros elementos entre: 
a) Elementos que conferem à liga a sua qualidade essencial (resistência mecânica, 
resistência à corrosão, escoamento no preenchimento de moldes, etc.); 
b) Elementos que possui aplicação acessória, tal como o controle de microestrutura, de 
impurezas e características que prejudicam a produção ou a aplicação do produto, os quais 
precisam ser controlados no seu teor máximo. 
 
2.Processo de produção 
 
O alumínio é extraído através da bauxita que tem, em sua composição, de 35% a 55% de 
óxido de alumínio, a partir disso se obtêm a alumina que é o processo intermediário da 
fabricação de alumínio. O Brasil é muito rico em Bauxita, possui a terceira maior reserva 
no mundo. O processo de produção pode ser dividido em três grandes partes: mineração, 
refino e redução. 
2.1 Mineração 
 
O alumínio é obtido a partir da bauxita, um minério encontrado em três principais grupos 
climáticos: Mediterrâneo, Tropical e Subtropical. A bauxita deve apresentar no mínimo 
30% de óxido de alumínio (Al2O3) aproveitável para que a produção seja 
economicamente viável. As reservas brasileiras, além da ótima qualidade do minério, 
também estão entre as maiores do mundo. 
Na etapa primária de beneficiamento da bauxita, o único rejeito proveniente da lavagem 
do minério é a argila, sem qualquer aditivo químico. Nesses depósitos, o rejeito é 
adensado (compactado) e parte da água recuperada é reaproveitada no processo, o que 
reduz o risco de vazamento nas barragens. 
Com o tempo, essa argila sedimenta e seca no reservatório. A água residual vai sendo 
eliminada até que haja condições para o replantio de vegetação sobreo antigo depósito, 
o que possibilita a reintegração da área ao meio ambiente. 
2.2. Refino 
 
Nessa fase do processo, a alumina, além de ser insumo para a obtenção do alumínio 
primário, tem diversas aplicações, como por exemplo, para a fabricação de materiais 
refratários, tratamento de água, uso em produtos abrasivos e para polimento, como 
retardante de chamas, na fabricação de velas de ignição, entre outros. 
O processo mais comum para obtenção da alumina é o processo Bayer, esse processo se 
inicia com a bauxita sendo misturada com uma porção de solução de soda cáustica e 
moída como uma polpa. Esta pasta base pode ser passada sobre telas ou por meio de 
ciclones, com as partículas finas seguindo no processo e as grossas que são devolvidos 
aos moinhos. 
Digestão: Após a cominação a polpa é aquecida em tanques digestores a 95°C que são 
adicionados com soda cáustica e cal para solubilizar toda a alumina e retirar as impurezas 
por precipitação. As reações 1.1 e 1.2 são exemplos de reações que ocorrem durante a 
digestão da alumina. 
Al2O3N.3H2O + 2NaOH2 à NaAlO2 + 4H2O (gibsita) (1.1) 
Al2O3N.H2O + 2NaOH2 à NaAlO2 + 2H2O (boehmita) (1.2) 
As condições de digestão podem fazer variar amplamente o processo. A primeira 
consideração é a forma presente da bauxita. A taxa de dissolução das três variações é 
bastante diferente e as adições de soda são escolhidas a partir do composto menos solúvel. 
A segunda reação mais importante na digestão é de dessilicamento. Na reação 1.3, a 
caulinita é utilizada para ilustrar a reação de minerais siliciosos com a solução do 
processo: 
Al2O32SiO2 + 2H2O + 6NaOH → 2NaAlO2+ 2Na2SiO3 +5H2O (1.3) 
Em alguns processos a sílica é removida por decantação em um tanque antes do processo 
de digestão, em outros a sílica é removida na saída dos digestores, por meio de 
hidrociclones que aliviam a pressão para a chegada do licor nos tanques flash. 
Clarificação: O passo seguinte no processo é a separação de resíduos sólidos de bauxita 
da solução. Uma ampla variedade de equipamentos e procedimentos pode ser usada nesta 
operação. Os métodos escolhidos dependem da quantidade e propriedades do resíduo. A 
distribuição do tamanho de partícula do resíduo sólido é habitualmente bimodal. A fração 
grosseira, com um diâmetro acima de 100μm, é denominada de areia e são geralmente 
separados por meio de ciclones, enquanto o resto dos sólidos, mais finos do que 10μm 
são separados através de espaçadores. 
A solução que transborda do espaçador normalmente contém menos de 0,3g/L de sólidos 
e é o licor concentrado do produto, ao passo que o underflow varia de 15% a 35% em 
peso de sólidos e caminha para ser retirado como rejeito. Para a lavagem desse pré-rejeito, 
outros espessadores em série podem ser conectados ao underflow para aumentar ainda 
mais o teor de sólidos e retirar a solução clarificada. Filtros prensas também podem ser 
utilizado nesse momento. 
Precipitação: Precipitadores são cilindros verticais, com altura que pode ser de até 30m 
e normalmente 2,5 - 3 vezes o seu próprio diâmetro que recebem o licor concentrado. 
Nessa etapa, o fluxo é na direção descendente pelo tubo, de modo que os fundos dos 
tanques são quase planos para reverter o fluxo e provocar o movimento para cima do 
licor. A solução filtrada tem uma temperatura de 102°C e deve ser resfriada a 65°C antes 
da precipitação. Esse resfriamento é feito geralmente em tanques chamados de flash que, 
além de diminuir a temperatura, recuperam o vapor gerado na digestão. 
A reação que acontece no precipitador é a inversa da reação do digestor citada 
anteriormente. O resfriamento feito após a digestão e filtração muda a solução para uma 
área do diagrama de solubilidade conhecida como a região metastável. 
 
Os núcleos crescem pelo acúmulo de Al(OH)3 em sua superfície, tornando-se grande o 
suficiente para se tornarem sementes de hidróxido de alumina. As partículas também 
aumentam de tamanho por aglomeração, formam núcleos aglomerados nas primeiras 
horas do ciclo da precipitação. 
O resfriamento até à temperatura T2 cruza a curva de solubilidade na região metaestável. 
A adição de Al(OH)3 pode ser realizada como sementes, neste ponto, faz com que catalise 
a precipitação e a concentração Al2O3 sólido aumente. 
Então, o hidrato é retirado do processo, este denomina-se o Hidrato Úmido, pois ainda 
possui uma água superficial presente no material. Esta água pode ser retirada com 
aquecimento do produto a temperaturas acima de 100°C. A operação final na produção 
de alumina é a calcinação. A temperatura do Al(OH)3 atingida é acima 1107°C, o que 
resulta na reação: 
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (1.4) 
Evaporação: A solução de soda possui ciclos e é reciclada continuamente através da 
planta. Consequentemente, qualquer água de lavagem usada no processo, deve ser 
evaporada de modo que o volume da solução possa ser controlado a ponto de a solução 
retornada voltar a ter uma concentração suficiente para retornar ao processo. 
Em altas temperaturas nos digestores, ocorre uma outra evaporação a qual chama-se de 
evaporação instantânea. Esta ocorre ainda em volumes maiores do que na reciclagem da 
água de lavagem. 
2.3. Refino 
 
A obtenção do alumínio ocorre pela redução da alumina calcinada em cubas eletrolíticas, 
a altas temperaturas, no processo conhecido como Hall-Héroult. São necessárias duas 
toneladas de alumina para produzir uma tonelada de metal primário pelo processo de 
Redução. 
Neste processo, o alumínio é produzido pela redução eletrolítica da alumina (Al2O3 ) 
dissolvida em um banho de fluoretos fundidos. O processo se desenvolve em fornos 
especiais revestidos de carbono, também chamados de cubas eletrolíticas, que operam a 
aproximadamente 960°C. A cuba possui dois componentes principais: os anodos, 
dispostos na parte superior, e o catodo, ou cuba propriamente dita, onde se processa a 
eletrólise. O alumínio obtido através desse processo possui 99,9% de pureza 
 
O alumínio líquido, produzido pela eletrólise, é retirado periodicamente das cubas e 
transferido em cadinhos até os chamados fornos de espera. Daí o metal segue para 
máquinas de lingotamento, onde é conformado e resfriado, para produção dos lingotes. 
A produção do Alumínio é dividida em duas partes: primária e secundária. O alumínio 
primário é produzido, basicamente, pelo processo Hall-Héroult, 
O alumínio secundário é produzido a partir da reciclagem de sucata e constitui uma 
importante fonte de produção do metal. Esta atividade vem sendo cada vez mais 
valorizada ultimamente, pois representa uma importante economia de energia elétrica, 
item especialmente importante na produção do metal. 
Qualidade 
O alumínio possui uma boa conformabilidade e pode ser produzido em uma série de 
formas diferentes. A tabela abaixo mostra a distribuição da produção de alumínio nos 
EUA, principal consumidor mundial. 
Produto Participação (%) 
Chapas, Placas e Folhas 51,3 
Lingotes 26,4 
Tubos e extrudados 14,9 
Outros* 7,4 
* Condutores (3,0%), barras, arames e fio-máquinas (2,7%), forjados (1,1%) e pó (0,6%) 
 
3. Benefícios do alumínio 
 
Um dos benefícios mais essenciais do alumínio é o fato de poder ser alterado facilmente. 
Pode ser laminado em qualquer espessura e extrudados numa imensidade de perfis de 
seção transversal constante e de grande dimensão. O metal pode ser inclusive forjado ou 
impactado. A facilidade e a rapidez com o qual o alumínio pode ser usinado é outro 
fundamental aspecto que contribui para alastrar o consumo desse material e que também 
aceita, praticamente, todas as técnicas de união, tais como rebitagem, soldagem, brasagem 
e colagem. 
Além do mais, para a maior parte das aplicações do alumínio, não são necessários 
revestimentos de proteção. Outro importante emprego do alumínioé sua utilização nas 
ligas de fundição. 
Abaixo algumas vantagens: 
• Leveza; 
• Elevada condução de energia; 
• Impermeabilidade e opacidade; 
• Alta relação resistência/peso; 
• Beleza; 
• Durabilidade; 
• Maleabilidade e soldabilidade; 
• Resistência à corrosão; 
• Resistência e dureza; 
• Possibilidade de muitos acabamentos; 
• Infinitamente reciclável. 
 
4. Classificação e aplicação 
 
O alumínio puro não é comumente utilizado, sendo muito comum o emprego de ligas de 
alumínio. 
As ligas de alumínio se dividem em grupos de acordo com os outros elementos em 
combinação. 
Nomenclatura Alluminum Association (AA) e ASTM para ligas de fundição 
XXX.X 
X1 - elemento majoritário da liga; 
X2 e X3 - teor mínimo de alumínio; 
X4 - zero indica composição das peças fundidas 1 e 2 indica composição dos lingotes 
• LIGAS 1XXX – Ligas com 99% de pureza de alumínio. Muito usadas na indústria 
química e elétrica. Exemplos: 1050 – 1070 – 1100 – 1200. 
• LIGAS 2XXX – Ligas base alumínio/cobre. Um dos tipos de alumínios 
aeronáuticos, muita resistência mecânica e leveza, além de excelente 
condutividade térmica. Exemplos: 2011 – 2014 – 2024. 
• LIGAS 3XXX – Ligas base alumínio/manganês. Usadas em aplicações 
arquitetônicas. Exemplos: 3003 – 3104 – 3105. 
• LIGAS 4XXX – Ligas base alumínio/silício. Muito usadas em aplicações para 
varetas de solda, brasagem, etc. Exemplos: 4104 – 4004. 
• LIGAS 5XXX – Ligas base alumínio/magnésio. Conhecidas amplamente como 
“alumínio naval”, devido a sua excelente resistência a corrosão em ambientes 
agressivos. Usada amplamente em moldes de alumínio para injeção e sopro de 
materiais poliméricos de baixa densidade. Exemplos: 5754 – 5052 – 5083. 
• LIGAS 6XXX – Ligas base alumínio/magnésio/silício. Liga usada em produtos 
extrudados, como perfis estruturais e arquitetônicos. Liga que aceita muito bem 
processos posteriores como anodização, soldagem, texturização, etc. Exemplos: 
6061 – 6082 – 6351. 
• LIGAS 7XXX – Ligas base alumínio/zinco. Também conhecida como alumínio 
aeronáutico ou “duralumínio”. Ligas excelentes para moldes de injeção de 
polímeros de alta densidade. Exemplos: 7018 – 7021 – 7075. 
 
 
5. Ligas alumínio silício 
 
Por causa das excelentes propriedades de fundição, as ligas Al-Si são bastante usadas 
como ligas de fundição (série 4XX.X), isto é, para a construção de peças fundidas, tendo 
como exemplo, pistões para motores de automóveis e aviões, mas em algumas aplicações 
pode ser encontrado como itens trabalhados, como metais de adição para soldagem (caso 
da liga 4043), também usados na construção de pistões forjados e aplicações 
arquitetônicas. 
As ligas Al-Si podem também receber adições de cobre, magnésio, ferro níquel e cobalto 
com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas. O grande consumo das ligas Al-Si 
no uso das quais a característica da estrutura decorrente da solidificação é tão relevante 
(fundição e soldagem) está associado com as qualidades que o seu principal componente 
de liga, o silício, atribui às ligas de alumínio. Nestas ligas o silício é utilizado em teores 
com até 12 ou 13% e melhora o escoamento do alumínio líquido possibilitando que o 
mesmo flua melhor por meio das cavidades do molde de fundição, permitindo a aquisição 
de itens com formatos mais complexos. Do mesmo modo reduz a contração ao longo do 
resfriamento, diminui a porosidade nas peças fundidas, diminui o coeficiente de expansão 
térmica e aumenta a soldabilidade. Em altos teores dificulta a usinagem. 
5.1. Efeito do silício nas ligas de alumínio 
 
O silício, como principal elemento de liga no grupo da liga Al-Si, aumenta a fluidez do 
alumínio líquido, propicia a redução da contração de solidificação durante o resfriamento, 
reduz a porosidade nas peças fundidas e o coeficiente de expansão térmico e melhora a 
soldabilidade. 
Abaixo temos algumas ligas Al-Si: 
Qualidades 
• Baixo ponto de fusão; 
• Boa resistência à corrosão; 
• Leveza; 
Vantagens de aplicação 
• Liga de corte livre com altas propriedades mecânicas; 
• Excelente usinabilidade; 
• Média resistência à corrosão; 
5.2. Influência das impurezas na estrutura das ligas alumínio-silício 
 
As ligas Al-Si eutéticas de alta pureza tem estrutura lamelar. O silício eutético ocorre na 
forma de lamelas finas e bem distribuídas na matriz do alumínio. O refinamento da fase 
β é função da velocidade de solidificação. 
Quando a liga tiver quantidades reduzidas de fósforo a estrutura se modifica 
sensivelmente. O fósforo forma o fosfeto de alumínio, o qual atua como núcleo de 
cristalização do silício. Portanto, o fósforo tem o efeito de favorecer a formação de cristais 
primários de silício em ligas de composição eutética e mesmo ligeiramente hipereutéticas. 
A fase β passa a ocorrer na forma de plaquetas espessas, distribuídas ao acaso na matriz. 
Geralmente denominada de acicular ou granular. Naturalmente, essa morfologia da fase 
β é prejuducial para a ductilidade. O ferro, se tiver aplicado em altos teores (acima de 
1,5%), pode provocar à produção de partículas grosseiras de fase AlFeSi, afetando as 
características mecânicas desses materiais. Com o acréscimo de um baixo teor de sódio 
às ligas Al-Si denominada de “modificação” conseguisse aparência de cristais 
arredondados e dispersos na liga de alumínio, modificando a microestrutura da liga 
favoravelmente conforme o ponto de vista das características mecânicas, visto que a 
microestrutura de placas angulares de silício causaria acumulo de tensões, prejudicando 
as características mecânicas da mesma. No entanto, em teores menores o ferro reduz a 
propensão da liga Al-Si soldar-se ao molde metálico na fundição em molde permanente 
(coquilhas e outros tipos). 
5.3. Influência da adição de Elementos na Estrutura das Ligas Alumínio-Silício 
 
O principal efeito na adição de cobre é reforçar a resistência mecânica da liga, tanto antes 
como depois do tratamento térmico. Posto isto, o cobre torna as ligas AlSi-Cu tratáveis 
termicamente, isto é, passíveis de endurecimento através de tratamento térmico de 
envelhecimento (endurecimento por precipitação). O cobre é inserido em teores entre 3 e 
11 %, que permitem que esse componente permaneça completo ou parcialmente solúvel 
no alumínio em temperaturas logo abaixo do ponto de fusão. Da ótica do processamento 
de fusão, favorece a redução da retração interna ao longo do resfriamento e a melhora da 
usinabilidade das peças fundidas. No entanto, ao contrário do silício, provoca fraqueza a 
quente e menor escoamento, além de diminuir a resistência à corrosão. A fragilidade a 
quente é superior no limite de solubilidade sólida, no momento em que a quantidade de 
eutético na liga é mínima. No conjunto Al-Si-Cu não se formam fases ternárias, as fases 
em equilíbrio são Al2Cu e silício. 
O magnésio, ao ser inserido às ligas Al-Si, torna as mesmas termicamente tratáveis, por 
causa da produção da fase Mg2Si, que é encarregado pelo endurecimento das ligas Al-
Mg-Si (série 6XXX). No entanto, nas ligas Al-Si a taxa de magnésio não pode ser grande 
a fim de atrapalhar a fundição, por causa da produção da borra (oxidação excessiva do 
banho). Por outro aspecto, o magnésio aumenta a resistência à corrosão e a usinabilidade. 
Mais elementos podem ser incluídos de forma complementar a aquisição de resultados 
específicos. É a situação do ferro, manganês, cromo, níquel e zinco. O ferro, a título de 
exemplo, é inserido para diminuir a retração, mas também auxilia a melhorar o grão e 
contribui para extração das peças fundidas ao molde, diminuindo o agarramento. No 
entanto, seu teor precisa ser controlado, usualmente entre 0,15 a 1,2%, uma vez que além 
desta faixa causa sérios prejuízos às características mecânicas. 
Algumas aplicações: 
• Haste de enchimento 
• Indústria para usinagem de alumínio 
• Soldagem 
• Pistão de motor 
• Tubo de metal para radiador 
• Consumo em arquiteturae painéis decorativos na construção civil 
• Fios, arames e pós para brasagem. 
6. Processo de fundição 
Os processos variam de acordo com a liga a ser fabricada, mas de modo geral é seguido 
alguns passos: 
• Carrega-se o material de maior ponto de fusão, já protegido com o fluxo; 
• Adiciona-se pedaços de liga Al-Si; 
• Adiciona-se Al puro; 
• Injeta-se gás inerte (argônio) e procede com o vazamento do forno à 650ºC 
• A panela já aquecida e protegida com o fluxo, recebe o metal fundido; 
• É feito o tratamento com gás inerte, acerta-se a temperatura (650 a 700ºC) 
• Faz-se o vazamento do molde. 
6.1 Cuidados durante o processo de fundição 
 
• Usar matéria prima limpa, isenta de umidade e menos oxidada possível; 
• Pré-aquecer os fluxos usados; 
• Pré-aquecer o refratário do forno; 
• Evitar umidade excessiva no molde; 
• Facilitar a saída de gases do molde; 
• Sobreaquecimento moderado e fusão rápida; 
• Jato metálico curto; 
• Evitar turbulência nos canais. 
7. Conclusão 
 
O alumínio puro não possui muitas aplicações, por conta de sua obtenção ser um processo 
caso, e suas ligas apresentarem ótimas características. Sendo assim, as ligas são mais 
utilizadas do que o alumínio puro, elas podem variar com diferentes composições e 
alterando assim as propriedades da liga, para que se adeque ao projeto na qual ela será 
utilizada, fazendo com que essa seja mais uma vantagem da ampla utilização de ligas de 
alumínio. 
8. Referências bibliográficas 
 
● SOARES, Gloria De Almeida. Fundição: Mercado, Processos e Metalurgia. [s. l.], 
p. 116, 2000. Disponível em: http://www.metalmat.ufrj.br/wp-
content/uploads/2012/05/Fundição-mercado-processos-e-metalurgia.pdf. 
● TÂMEGA, Fábio. Fundição de processos siderúrgicos. [S. l.: s. n.], 2017. 
● PRODWEB. Resumo: Alumínio e suas ligas | Informações Técnicas | Alumínio | 
Metais & Ligas. Disponível em: https://www.infomet.com.br/site/metais-e-ligas-
conteudo-ler.php?codAssunto=108 
● LIGAS DE ALUMÍNIO MATERIAIS PARA ENGENHARIA UFPR/2010 
PROF. SCHEID. [s.l: s.n.]. Disponível em: 
http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM052/Prof.Sheid/Aula_Aluminio.pdf 
● ALUMÍNIO E SUAS LIGAS ALUMÍNIO E SUAS LIGAS -PROPRIEDADES 
FÍSICAS E PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS MECÂNICAS. [s.l: 
s.n.]. Disponível em: 
http://www.spectru.com.br/Metalurgia/diversos/aluminio%5B1%5D.pdf 
● How is aluminium made? Disponível em: https://www.hydro.com/pt-
BR/aluminium/sobre-aluminio/how-aluminium-is-made 
● Conheça todas as Ligas de Alumínio da Metalthaga. Disponível em: 
https://metalthaga.com.br/artigos/conheca-as-ligas-de-aluminio-da-metalthaga/

Continue navegando