9-Aula_ ligas para fundição _Cu REV 2020

Prévia do material em texto

IPUC - Instituto Politécnico - Depto Engenharia Metalúrgica
FUNDIÇÃO
N Ú C L E O D E F O R M A Ç Ã O E S P E C Í F I C A – E I X O
M E T A L U R G I A E X T R A T I V A
Professora responsável
Ana Paula Silva
caesilva70@hotmail.com
sala 106 - prédio 3
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
 
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– CARACTERÍSTICAS
• GRANDE CONDUTIBILIDADE TÉRMICA
• GRANDE CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA
• BOA RESISTÊNCIA À CORROSÃO
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA E TÉRMICA
• FÓSFORO, SILÍCIO E FERRO REDUZEM A
CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA E TÉRMICA DO COBRE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– PROPRIEDADES MECÂNICAS DO COBRE
• LIMITE DE RESISTÊNCIA – 180 MPa
• LIMITE DE ESCOAMENTO – 60 MPa
• ALONGAMENTO – 35%
• DUREZA – 45 HB
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– PROPRIEDADES DE FUNDIÇÃO
• TENDÊNCIA À TRINCAS
• REATIVIDADE COM O2 e H2
• DIFICULDADE DE DOSAGEM DE ELEMENTOS
DESOXIDANTES
• BAIXA FLUIDEZ
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Buda de Kamakura (ano de 1252)
Material : Bronze
Peso: 121 toneladas
Altura: 13,35 metros
Tamanho da face: 2,35 metros
Tamanho do olho: 1,0 metro
Tamanho da boca: 0,82 metro
Tamanho do ouvido: 1,90 metros
Cumprimento de joelho a joelho: 9,1 
metros
Circunferência do polegar: 0,85 
metro
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• BRONZE
– LIGAS Cu – Sn ( Pb, Zn, Ni, P )
– LIGAS INDUSTRIAIS - Sn ( 5 a 20% ) 
– SINOS – ATÉ 25% Sn ( 18 a 22% Sn )
– GRANDE INTERVALO DE SOLIDIFICAÇÃO 
(grande tendência à microrrechupes )
– SOLUBILIDADE DO Sn ( 6 a 7% ) - FUNDIÇÃO
– LIGA C 90700 ( 88 a 90% Cu 10 a 12% Sn ) 
ENGRENAGENS, BUCHAS E MANCAIS
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• GUN METALS
– LIGAS COM 2 a 12% Sn e 1 a 10% Zn
– CONEXÕES ( VÁLVULAS, TORNEIRAS) 
– LIGA C 83600 ( 85% Cu 5% Sn 5% Zn 5% Pb )
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
– ESTANHO
• AUMENTA A RESISTÊNCIA MECÂNICA
• MELHORA A RESISTÊNCIA À CORROSÃO
– ZINCO
• AUMENTA A DUREZA
• REDUZ A DUCTILIDADE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
– NÍQUEL
• AUMENTA A RESISTÊNCIA
• AUMENTA A DUCTILIDADE
• REFINA O GRÃO
• MELHORA A ESTANQUEIDADE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
– CHUMBO
• REDUZ A RESISTÊNCIA E A DUREZA
• AUMENTA A DUCTILIDADE
• MELHORA A USINABILIDADE
• É INSOLÚVEL NO COBRE
• OBTURA OS VAZIOS INTERDENDRÍTICOS - MELHORA A 
ESTANQUEIDADE
• É UTILIZADO COMO LUBRIFICANTE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– BRONZE –ALTO CHUMBO
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
– FÓSFORO
• FORTE DESOXIDANTE
• AUMENTA A REAÇÃO MOLDE-METAL
• EM EXCESSO, ORIGINA POROSIDADES
• EM QUANTIDADE INSUFICIENTE, REDUZ A FLUIDEZ 
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• IMPUREZAS
– ALUMÍNIO
• ELEMENTO BASTANTE PREJUDICIAL
– REDUZ A ESTANQUEIDADE
– REDUZ A FLUIDEZ
– ORIGINA MICROPOROSIDADES
• TEOR MÁXIMO: 0,005%
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
• IMPUREZAS
– MAGNÉSIO
• POSSUI EFEITO SEMELHANTE AO DO ALUMÍNIO
– SILÍCIO
• AUMENTA A REAÇÃO MOLDE-METAL
• TEOR MÁXIMO: 0,005%
– FERRO
• AUMENTA A DUREZA
• REDUZ A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
• REDUZ A RESISTÊNCIA AO DESGASTE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– LATÕES
• LIGAS Cu – Zn ( Pb, Sn, Al, Fe )
• LIGAS INDUSTRIAIS ( 10 a 40% Zn )
• PEQUENO INTERVALO DE SOLIDIFICAÇÃO
• TENDÊNCIA À FORMAÇÃO DE RECHUPES
• SOLUBILIDADE DO Zn NO COBRE (~ 37% )
• LATÕES ALFA ( Cu75Zn25 e Cu70Zn30 ) 
CONEXÕES HIDRÁULICAS
• LATÕES BIFÁSICOS ALFA + BETA (Cu60Zn40)
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
– FERRO
• REFINA A LIGA
• ORIGINA PONTOS DUROS
• AUMENTA A TENDÊNCIA À TRINCAS
• TEOR MÁXIMO: 0,6%
– ESTANHO
• MELHORA A RESIST. À CORROSÃO MARINHA
• REDUZ A DUCTILIDADE DA LIGA (TRINCAS)
• TEOR MÁXIMO: 0,6%
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
• ALUMÍNIO
– DIMINUI A ESTANQUEIDADE (Al2O3 )
– DESOXIDA A LIGA (0,15 a 0,35%)
– REDUZ A DETERIORAÇÃO DAS COQUILHAS: IMPEDE O 
CONTATO DOS VAPORES DE ZINCO COM A COQUILHA
– ACIMA DE 0,35% (TENDÊNCIA À RECHUPES)
– LATÕES DE ALTA RESIST. ( ATÉ 6% Al )
• MANGANÊS
– POSSIBILITA ELEVADA RESIST. SEM T.T.
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– LATÃO DE ALTA RESISTÊNCIA
• LIGAS Cu – Zn CONTENDO Al, Mn, Fe e Ni
• ÓTIMAS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS
• BOA RESISTÊNCIA À CORROSÃO
• UTILIZADO EM ENGRENAGENS, HÉLICES, PORCAS, 
BUCHAS, ETC.
• PROPRIEDADES MECÂNICAS
– LR 500 A 800 MPa
– LE 300 A 500 MPa
– A ATÉ 30%
– DUREZA 150 A 250 HB
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– LATÃO DE ALTA RESISTÊNCIA - LIGA Cu Zn 23 Al 4
• Cu - 64 A 66%
• Zn - 23 A 26%
• Al - 4 A 6%
• Mn - 2 A 4%
• Fe - 2%
• Ni - 1%
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
FERRO
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– BRONZE-BERÍLIO (Cu-Be)
• Liga endurecível por precipitação
• Liga com maior resistência
• Excelente resistência ao desgaste e à corrosão
• Usada em instrumentos cirúrgicos e dentários, molas e 
eletrodos de soldagem a resistência por pontos
– CUPRONÍQUEIS (Cu-Ni)
• O níquel é solúvel no cobre em qualquer proporção
• Ligas de melhor resistência à corrosão
• Não muito duras, mas bastante dúcteis
• Usadas em trocadores de calor, condensadores, etc
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– BRONZE-SILÍCIO (Cu-Si)
• Propriedades semelhantes ao Cu-Sn
• Particularmente adequado a soldagem e a peças fundidas
• Até 4%Si–alta resistência e tenacidade
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– CUPRO-ALUMÍNIO (Cu-Al)
• Ligas de Cu com até 14% Al. Ligas binárias têm pouca 
aplicação
• Possuem excelentes propriedades mecânicas
• Excelente resistência à corrosão.
• Sofrem passivação com formação de Al2O3 na superfície.
• Possuem excelente resistência ao desgaste.
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– CUPRO-ALUMÍNIO (Cu-Al)
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
ϒ2= Cu9Al4
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– CUPRO-ALUMÍNIO (Cu-Al)
• Alta velocidade de resfriamento (>2oC/min)
• Têmpera e revenimento
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Martensita β`
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– ELABORAÇÃO
• MATERIAS PRIMAS METÁLICAS
– Metais novos
– Lingotes de refusão
– Sucatas
– Retornos
– Ligas mãe
• CARREGAMENTO NO FORNO
– Carregamento do cobre (evitando oxidação), seguidodos 
elementos menos oxidáveis.
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– ABSORÇÃO DE HIDROGÊNIO
• COBRE ELETROLÍTICO (ALTA)
• LIGAS DE BRONZE (ALTA)
• LATÕES COM TEORES DE ZINCO SUPERIORES A 15% 
RARAMENTE ABSORVEM HIDROGÊNIO
• CUPRO-ALUMÍNIO ( BARREIRA – Al2O3 )
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– REAÇÃO DE VAPOR
– 2Cu + H2O Cu2O + H2
• PRINCIPAL CAUSA DE POROSIDADES NO COBRE E SUAS 
LIGAS
– ELIMINAÇÃO DO H2
• TÉCNICA DE OXI – REDUÇÃO
• AÇÃO MECÂNICA DE GASES INERTES
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– ABSORÇÃO DE HIDROGÊNIO
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
LIGAS PARA FUNDIÇÃO- COBRE
– FLUXOS
• Função: 
– Proteção
– Escoreificação
– Ação química: eliminação de H e S
• Classificação: 
– Oxidantes : eliminação de H e S 
– Redutores: eliminação de O
– Refinantes: para eliminação de impurezas
– Ácidos: para escoreificar os óxidos metálicos
PUC Minas - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais